从0开始linux(12)——命令行参数与环境变量

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博主ID:代码小豪

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我们先打断一下关于进程的话题,博主先来介绍两个东西,分别是命令行参数与环境变量。那么有人看到这就会问了,难道说命令行参数和环境变量是属于进程部分的内容吗?其实不是,命令行参数与环境变量与进程是独立开来的,但是它两与进程的一些操作有关,博主避免在后续的进程章节花大量篇幅(少量篇幅说不清楚)去讲解,于是在这一章节中进行补充。实际上,命令行参数与环境变量也是八竿子打不着的关系。

命令行参数

大家有没有疑惑过一点,那就是在前面的章节中,博主提到了,指令和我们自己编写的程序都是二进制文件,但是在系统当中好像它两有点不同,具体体现以下两点

  • (1)指令可以待选项,我们自己写的程序不能
  • (2)指令可以直接用,但是我们自己写的程序则需要确定文件所在路径才能用

比如ls指令,和博主自己写的程序hello.exe,ls指令可以带选项,比如ls -al,而博主写的hello.exe不能,再比如ls指令不用带路径,但是博主写的却不能不带。

bash 复制代码
ls -al#可以带选项,也可以不指定文件所在路径
./hello.exe#不能带选项,还要指定文件所在路径

其实我们自己的程序也能带指令,也可以不指定所在路径,这其中,前者与命令行参数有关,而后者则与环境变量有关,博主先带大家认识一下命令行参数

熟悉C语言的小伙伴都知道,函数是可以带参数,也可以不带参(好像是废话),但是main函数带不带参呢?这里大伙可能就有异议了,我们平时写main函数都是无参的,即使main函数带参了又有什么用呢?谁也不会去尝试调用main函数。

其实main函数也一样,可以带参,也可以无参,我们不妨给main函数加上几个参数,并且打印看看它们的结果,那么博主就将hello.exe程序的源文件(hello.c)修改一下吧。

接着我们编译该文件,生成hello.exe,此时惊讶的发现,编译竟然通过了,这就说明main函数其实可以带参数的,只是平时我们练习时写的那些代码不需要用到而已。那么我们赶紧运行一下,看看i,j,k的运行结果是什么。

嗯,好像除了i以外,j和k的数值都有些奇怪,应该不是整形值,而i的话竟然是1,这说明i一定和某些规律有关,而且大家有没有发现一个奇怪的事?那就是我们明明没有给main函数传递参数,但是main函数竟然将i,j,k都初始化了,令人惊讶。那么到底是怎么回事呢?博主也不卖关子了。咱们赶紧把命令行参数请上来吧。

我们先搞清楚一件事,那就是hello.c中的main函数的参数到底是谁给的?其实答案很简单,是bash给的,还记不记得博主在进程(1)章节给大家展示过,hello.exe的父进程其实是有父进程的,它的父进程就是bash!

在我们shell中打开的进程(包括指令,vim),其父进程都是bash

还记得我们在哪里启动的hello.exe吗?我们是在linux的shell中启动的(linux的shell程序其实就是bash,后面博主降到bash大家就要想到linux的shell)。因此hello.exe的父进程就是bash。

让我们将目光回到main函数的参数当中,其中i是一个整形,而其余两个不是,这是因为main函数允许我们设置0~3个参数,通常来说,main函数的参数只有0个,2个,3个参数,这是因为这些参数都有其对应位置,而且都有其特定意义。

无参数的main函数博主就不说了,相信大家已经写了很多了,我们先来说说2参数的main函数,其中main函数的第一个参数是int类型,第二个参数char*的数组(指针数组),我们可以随便给这些参数命名,但是通常来说,程序员约定成俗将这两个参数命名为argc,和argv,我们也不搞特殊了。两参数的main函数如下:

c 复制代码
int main(int argc,char* argv[]);

请大家尝试一下写这么一份代码:

c 复制代码
#include<stdio.h> 
int main(const int argc,const char*argv[])
{
    for(int i=0;i<argc;i++)
    {
        printf("[%d]:%s\n",i,argv[i]);                                                                                                                                                                   
    }
    return 0;
 }

将其编译生成testcpl程序。接着我们尝试运行该程序。

诶,很奇怪,为什么运行的结果是将程序名重新写了一遍。如果我们在运行该程序的时候多写几个字符试试呢?

bash 复制代码
./testcpl helloworld lysb666

我们惊讶的发现,该程序会将我们输入在命令行中的字符全都打印出来。

这是因为,argc,和argv都是命令行参数,而main函数当中的参数列表,我们称之为命令行参数列表。

之所以将其称之为命令行参数,是因为它们会读取命令行中的信息,比如我们输入的"./testcpl","helloworld","lysb666"都是输入在命令行中的信息,而命令行参数,则会读取这些信息。

命令行参数的规则如下:

(1)argc读取命令行中的参数个数

(2)argv会读取命令行中的字符串

(3)argv会将命令行中的字符串按照顺序读取,并且保存在数组当中,argv的首元素,是程序名,而argv的最后的一个元素,是NULL指针。

利用命令行参数,我们可以实现这样的一个代码:

c 复制代码
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main(int argc,char* argv[])
{
    if(argc!=2)
    { 
        printf("请加入选项:\"-h -l -c\"\n");
    }
    else
    {
        if(strcmp(argv[1],"-h")==0)
        {
            printf("hello world\n");
        }
        else if(strcmp(argv[1],"-l")==0)
        {
            printf("lysb666\n");
        }
        else if(strcmp(argv[1],"-c")==0)
        {
            printf("I love code\n");
        }
        else                                                                                                                                                                                             
        {
            printf("选项错误:请输入:\"-h,-l,-c\"");
        }
    }
    return 0;
}

然后我们尝试在命令行中输入

bash 复制代码
./testclp2
./testclp2 -h
./testclp2 -l
./testclp2 -c
./testclp2 -q

由于argv可以读取命令行的输入,因此我们可以在程序中根据argv中的内容,让程序做出不同的处理,也就是说,我们在命令行中可以输入一些选项,让我们的程序根据这些选项做出不同的处理。

咦?这是不是和我们指令很像,比如ls指令,如果ls指令加上"-a -l -n"等选项,ls指令的处理结果也会发生改变,没错我们linux中的指令本质上也是一个程序,因此这些指令加上选项会出现不同的处理结果,实际上也是程序中加上了命令行参数

环境变量

博主在前面提到了main还有个3参数形式。这第三个参数也能随便取名,但是它约定俗成的名字叫做env,也是一个char* []类型的数组指针。

c 复制代码
int main(int argc,char* argv[],char*env[]);

那么argc和argv记录的是命令行,而这个env记录的东西是什么,实际上env的全称是environment,其实就是存储环境变量的字符型的指针数组。

这个env指针数组的作用和argv有点类似,其构成也有点类似,即从0开始最后一个元素,存储的是环境变量的数据,而最后一个元素是一个NULL指针。

于是我们可以根据这个特性,写一个查看环境变量的代码:

c 复制代码
#include<stdio.h>

int main(int argc,char*argv[],char*env[])
{
    for(int i=0;env[i]!=NULL;i++)//只要env当前的元素不是NULL指针,就一直打印                                                                                                                                                                      
    {
        printf("env[%d]:%s\n",i,env[i]);
    }
    return 0;
}

然后将其编译,运行对应程序。

看到这些一大片的字符串了吗?其实它们就是所谓的环境变量,而env可以读取这些环境变量。之所以将它们称为环境变量,一方面是因为这些环境变量其实是我们linux系统的一些配置环境信息,另外方面,则是它们和我们在代码中声明的变量有点像。

我们在命令行中输入env,也能查看到全部的环境变量信息

哇,这环境变量也太多了,它们又是具体做什么的?别着急,博主先介绍几个环境变量,然后在讲述这些环境变量的作用,当然,博主并不打算详细的讲完所有的环境变量,如果大家感兴趣,博主将会在未来给大家详细的讲解全部的环境变量。

PATH

在环境变量中存在一个变量PATH,

这个PATH是:指定命令的搜索路径

还记得博主在开头讲的吗?为什么linux的指令可以不指定路径运行,而我们自己写的程序则要指定号路径才能运行。这是因为,如果我们在运行程序时,如果不指定搜索路径,则bash只会在PATH中,记录的路径中查找对应文件,如果不存在,则会告诉用户:command not found

比如我们的ls指令,使用指令witch ls可以查看ls指令的文件位置

这不就是位于PATH中的路径吗?

这里在介绍几个简单的环境变量

  • HOME:
    表示用户的家目录,比如我们用户使用cd~就会回到HOME变量对应的目录下
  • SHELL:
    表示当前linux环境下,用户使用的SHELL程序是哪个。系统默认的shell程序时bash
  • USER
    表示当前使用的用户
  • LANG
    表示系统当前使用的语言以及对应编码

这些环境变量可以代表我们当前的配置环境,而且还能影响到我们的进程。但是博主这里不多赘述,因为最重要的是先引入这些相关的概念,如果在后续的文章中,有用到相关的内容,博主在做补充

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