Linux 环境变量

环境变量(environment variables)一般是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数如：我们在编写C/C++代码的时候，在链接的时候，从来不知道我们的所链接的动态静态库在哪里，但是照样可以链接成功，生成可执行程序，原因就是有相关环境变量帮助编译器进行查找。

环境变量通常具有某些特殊用途，还有在系统当中通常具有全局特性

1.常见环境变量

PATH : 指定命令的搜索路径

HOME : 指定用户的主工作目录(即用户登陆到Linux系统中时,默认的目录)

SHELL : 当前Shell,它的值通常是/bin/bash。

2.查看环境变量方法

echo $NAME //NAME:你的环境变量名称

3.几个环境变量

环境变量：PATH

我们先先创建一个文件：test.c，并写入代码。

cpp 复制代码

 #include <stdio.h>
   int main()
   {
    printf("打印\n");                                                                                                                                                                                           
     return 0;
   }

我们生成的可执行程序是不是一条命令呢？

是一条命令，每一个可执行文件都具有（X）执行权限。

像我们常说的命令，指令，可执行程序都是同一个概念。

那竟然mytest是一条命令，那为什么会出现无法找到mytest这个指令呢？而是要./mytest呢？

我们上面说PATH环境变量是指令的搜索路径

这些都是绝对路径，如果在这些路径下找不到该指令的话，就会报错！

如果我们想直接用mytest让程序运行起来该怎么办呢？

我们可以将该可执行程序的路径添加到环境变量PATH中

这样我们就可以直接用mytest运行了。

环境变量：HOME

分别在 root 和普通用户下执行 cd ~ 和 pwd 查看家目录，分别是 /root 和 /home/xyl，为什么得到的结果不一样呢？

因为不同用户的家目录中的配置文件不一样，所以不同用户下的环境变量 HOME 也是不一样的。

环境变量：SHELL

我们在命令行上运行的大部分命令，它们的父进程都是 bash。

bash 创建子进程，然后由子进程执行用户输入的命令。

二、和环境变量相关的命令

1. echo: 显示某个环境变量值
2. export: 设置一个新的环境变量

3. env: 显示所有环境变量
4. unset: 清除环境变量

5. set: 显示本地定义的shell变量和环境变量

三、库函数getenv，setenv

getenv:char *getenv(const char *name); 获取环境变量。

setenv:int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);更改或添加环境变量。

getenv() 和setenv()

cpp 复制代码

1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 int main()
  4 {
  5   printf("%s\n",getenv("PATH"));
  6   char* env;
  7   env=getenv("HOME");
  8   printf("HOME:%s\n",getenv("HOME"));
  9   setenv("HOME","haha",1);
 10 
 11   printf("HOME:%s\n",getenv("HOME"));                                                                                                                            
 12   return 0;
 13 }

setenv()用来改变或增加环境变量的内容。参数name为环境变量名称字符串。参数 value则为变量内容，参数overwrite用来决定是否要改变已存在的环境变量。如果没有此环境变量则无论overwrite为何值均添加此环境变量。若环境变量存在，当overwrite不为0时，原内容会被改为参数value所指的变量内容；当overwrite为0时，则参数value会被忽略。返回值执行成功则返回0，有错误发生时返回-1。

四、环境变量和本地变量

上面我们说环境变量具有全局属性，也就是说环境变量可以被子进程继承。

cpp 复制代码

1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 int main()
  4 {
  5   char* env=getenv("MYENV");
  6   if(env)
  7   {
  8     printf("%s",env);                                                                                                                        
  9   }                                                                                                                                    
 10   return 0;                                                                                                                            
 11 }

运行发现没有结果，因为我自己创建的MYENV不是环境变量。

当我们用export导出环境变量时，发现程序运行并打印了。

这说明环境变量是可以被子进程继承下去的。

本地变量（只能在当前 shell 命令行解释器内被访问，不可以被子进程继承）

这说明本地变量不能被子进程继承

我们该如何查看本地变量呢？

其实和环境变量是一样的。

上面说到，我们在命令行上运行的大部分命令，都是 bash 创建子进程来执行的，而本地变量不能被子进程继承，那为什么使用 echo 命令，却可以访问本地变量呢？

因为echo是一个内建命令，是shell程序内部的一个函数，可以直接访问shell内定义的本地变量，这并没有fork创建子进程。

五、命令行参数

main函数，我们很少见到像这样的类型。

cpp 复制代码

int main(int argc, char* argv[])。

1.main 函数可以带参数吗？能带几个参数呢？

main 函数可以带参，但大部分都是缺省。

argc：命令行参数的个数。

argv：字符指针数组（指向各个命令行参数的字符指针所构成的数组）。

cpp 复制代码

int main(int argc, char* argv[]) // 接收命令行参数
{
    for (int i = 0; i < argc; i++)
    {
        printf("argv[%d]: %s\n", i, argv[i]); // 遍历字符指针数组argv
    }
    return 0;
}

运行结果：字符数组中只有一个元素，就是我们输入的命令。

如果我们多输入几个参数

实际上我们输入的命令行参数，就是一个个的 C 字符串： "./proc"、"arg1"、"arg2"、"arg3"，传给了 main 函数：

2.命令行参数的意义

为什么要存在命令行参数呢?

帮助我们能够给同一个程序，设计出不同的业务功能。

举个小例子，比如我想要实现这样一个计算器：

如果输入 ./cal，则会提示该程序的正确用法：Usage：./cal -[a|s] x y;

输入 ./cal -a 1 2，cal 程序可以输出 1 + 2 的结果；

输入 ./cal -s 4 2，cal 程序可以输出 4 - 2 的结果。

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // atoi -- 函数原型：int atoi(const char *nptr); // 将C字符串转换成整数
#include <string.h> // strcmp
 
// cal命令的用法手册
void Usage(const char* cal)
{
    printf("Usage: %s -[a|s] x y\n", cal);
}
 
int main(int argc, char* argv[]) // 接收命令行参数
{
    // 输入的参数个数不为4
    if (argc != 4)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1; // 退出程序
    }
 
    // 保存第3个和第4个参数                                                      
    int x = atoi(argv[2]);
    int y = atoi(argv[3]);
    
    // 根据不同参数，执行不同功能，然后输出结果
    if (strcmp(argv[1], "-a") == 0)
    {                                            
        printf("%d + %d = %d\n", x, y, x + y); 
    }
    else if (strcmp(argv[1], "-s") == 0)
    {
        printf("%d - %d = %d\n", x, y, x - y); 
    }
    else
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1; // 退出程序
    }
 
    return 0;
}

命令行参数可以让同一个命令，通过带上不同的选项表现出不同的功能和作用。

比如：ls -l、ls -l -a、ls -l -a -i。这就是命令行参数的意义。

总结：我们运行的进程，都是子进程，bash本身在启动时，会从操作系统的配置文件读取环境变量信息，子进程会继承父进程的环境变量

可以通过 main 函数的参数，可以传递命令行参数和环境变量

六、环境变量的组织方式

main 函数除了可以传递两个和命令行参数相关的参数 argc 和 argv 以外，还可以传递第 3 个参数 env：

cpp 复制代码

int main(int argc, char* argv[], char* env[]);

这也是 main 函数获取环境变量的方式。

通过给 main 函数第三个参数传参，把一个个环境变量传递给当前程序，当前程序运行起来变成进程，就意味着当前这个进程获取到了这些环境变量。

每个被 bash 创建的子进程都会接收到一张环境表，环境表是一个字符指针数组，每个指针指向一个以 '\0' 结尾的环境字符串（环境变量）。

1、通过 main 的第三个参数获取环境变量

cpp 复制代码

// proc.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main(int argc, char* argv[], char* env[]) // 通过第三个参数接收环境变量
{
    for (int i = 0; env[i]; i++) // 循环结束条件为env[i]，遍历到NULL停止
    {
        printf("env[%d]: %s\n", i, env[i]); // 遍历字符指针数组env
    }
    return 0;
}

我们获取了bash进程的所有环境变量，因为子进程mytest继承了bash进程的环境变量。

2、通过全局变量 environ 获取环境变量

C/C++ 提供了一个全局二级指针变量 char** environ，指向存放环境变量地址的字符指针数组 char* env[ ]。

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
 
int main()
{
    extern char** environ;
    for (int i = 0; environ[i]; i++)
    {
        printf("%s\n", environ[i]); // 等价于 *(environ + i)
    }
    return 0;
}

因为 libc 中定义的全局变量 environ 指向环境变量表，environ 没有包含在任何头文件中，所以在使用时要用 extern 声明。