理解Linux环境：从命令行参数到环境变量

1. 命令行参数

在有的地方会看到main函数的参数有下面这种写法：

C 复制代码

#include <stdio.h>

// agrc表示的是argv[]的元素个数，argv[]是指向一个一个字符串的指针数组（以NULL结尾）
int main(int argc, char* argv[]) 
{
    printf("hello world!\n");
    return 0;
}

那么argv[]到底指向谁呢？直接用代码来看一下：

C 复制代码

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[]) 
{
    for (int i = 0; i < argc; i++) 
    {
        printf("argv[%d]: %s\n", i, argv[i]);
    }

    return 0;
}

运行后的效果：

这里打印了argv[0]:./a.out，那么再加上一个-a、-b、-c呢？

显而易见，在命令行输入的命令都变成字符串，存在了argv[]这个指针数组里，并且argv[0]永远是指向我们的可执行程序的名字。那么为什么这么做呢？ 下面再来看一段代码：

C 复制代码

#include <stdio.h>

// 这段代码的主要功能是检查命令行参数的数量。如果参数数量不等于2，则输出使用说明并返回1。
int main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage: %s -v1/-v2/-v3\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    return 0;
}

运行后就可以看到出现了提示：

把代码稍作修改一下：

C 复制代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// 这段代码首先检查命令行参数的数量是否为2，如果不是则输出使用说明并返回1。
//然后根据第二个参数（功能选项）执行相应的功能。如果输入的功能选项不支持，则输出"功能不支持"。
int main(int argc, char* argv[])
{
    // 检查参数数量是否正确
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage: %s -v1/-v2/-v3\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    // 根据参数执行相应的功能
    if (strcmp(argv[1], "-v1") == 0)
    {
        printf("这是功能1\n");
    }
    else if (strcmp(argv[1], "-v2") == 0)
    {
        printf("这是功能2\n");
    }
    else if (strcmp(argv[1], "-v3") == 0)
    {
        printf("这是功能3\n");
    }
    else
    {
        printf("功能不支持\n");
    }

    return 0;
}

这时再运行：

这时就可以解答上面的问题了：为什么这么做？ 在使用Linux 系统的时候，例如ls命令，后面可以跟着不同的选项，比如：ls -l -a，而命令的本质是C或者C++程序 ，选项本质上就是字符串 ，这就让选项可以使用一定的方式传递给程序内部的main函数，在程序实现的时候就能根据不同的选项，实现不同的功能。

那么这些命令行参数首先会被谁拿到呢？是被Bash拿到了，前面文章有提到过，我们所运行的程序的父进程都是Bash，并且调用fork函数后，只要父进程不做修改，父进程和子进程的代码和数据是共享的，所以子进程就可以拿到命令行参数。

具体是怎么做的后面文章再解释。

这时可以输出几个结论：

一个程序在运行的时候，argc最小为1，argv[]最少有一个元素（程序名）。
有几个子串（空格隔开），argc就是几。

2. 环境变量

环境变量是系统级别的全局变量，不同的变量具备不同的用途。

3. Linux环境变量

使用env命令可以查看当前系统的所有环境变量，下面是几个主要的环境变量解释：

SHELL：当前用户使用的登录shell。
HISTSIZE：命令历史记录的大小，下图是1000，表示最多保存1000条命令历史。
LANGUAGE：系统语言环境。
HISTTIMEFORMAT ：命令历史记录的时间格式，这里是%F %T，表示记录日期和时间。
PWD：当前工作目录的路径。
LOGNAME：当前登录用户的用户名。
HOME：用户的主目录路径，也就是家目录。
USER：当前登录用户的用户名。
PATH：可执行文件的搜索路径。
OLDPWD：上一个工作目录的路径。

环境变量提供了关于当前用户会话、系统配置和环境设置的信息。

3.1 PATH

为什么在执行ls等命令的时候，不需要指定路径，而运行我们自己写的程序就需要指定路径，否则就会报错呢？是因为OS要找我们的执行程序，那他到哪里去找呢？是去/usr/bin这个路径下去找，因为PATH包含了这个路径。所以操作系统查找可执行命令，是在环境变量PATH中查找的。Windows配置环境变量也是这个目的，可以让程序直接使用命令行的方式运行，不需要带指定的路径。

使用echo $PATH命令来查看。在运行命令的时候，系统会在PATH中的多个路径寻找（不同路径使用 " : " 隔开）。

修改PATH：

使用PATH=''即会删除所有环境变量。

export PATH=$PATH:要添加的路径即可添加新的环境变量。

4. 如何获取环境变量

4.1 main函数获取

在上面展示了main函数可以有两个参数，但实际上还可以有第三个参数：

C 复制代码

// 这里的env也是一个指针数组（以NULL结尾），指向了一个个字符串，也就是环境变量的K==V的字符串。
int main(int argc, char* argv[], char* env[]) {}

接下来使用main函数获取一下环境变量：

C 复制代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char* argv[], char* env[]) 
{
    // 打印环境变量
    for(int i = 0; env[i]; i++) 
    {
        printf("env[%d]:%s\n", i, env[i]);
    }
    return 0;
}

4.2 getenv函数获取

还有另一种获取环境变量的方法：getenv函数。

功能：获取环境变量的值。
用法：char *getenv(const char *name);
参数：name 是环境变量的名称。
返回值：如果找到指定的环境变量，则返回该变量的值；否则返回 NULL。

C 复制代码

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    char* path = getenv("PATH");
    printf("PATH = %s\n", path);
    return 0;
}

4.3 environ全局指针获取

C 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    extern char** environ;
    for(int i = 0; environ[i]; i++)
    {
        printf("environ[%d]: %s\n", i, environ[i]);
    }
    return 0;
}

5. 为什么要有环境变量

下面这段代码通过getenv函数获取环境变量USER，对比是否是指定用户运行程序。

C 复制代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    char* who = getenv("USER");
    if(strcmp(who, "djn"))
    {
        printf("非指定用户，无法执行！\n");
        return 1;
    }
    printf("用户正确，程序已执行！\n");

    return 0;
}

用户名正确：

即使是root用户也无法运行：

那么如果想写一个获取当前路径的代码，只需要获取环境变量中的PWD即可：

C 复制代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    char* pwd = getenv("PWD");
    printf("%s\n, pwd");
    return 0;
}

通过上面例子就可以了解：为什么要有环境变量？因为不同的环境变量有不同的用途。