【Linux】命令行参数与环境变量

在 Linux 系统的学习与开发中，命令行参数 和环境变量是两个极为重要的概念，它们是程序与系统、程序与用户交互的关键桥梁。本文将从基本概念入手，逐步深入，结合代码示例详细解析这两个知识点。

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一、环境变量：操作系统的"运行参数"

（一）基本概念

环境变量（environment variables）是操作系统中用来指定运行环境的参数集合。它有以下几个关键特性：

• 特殊用途：比如在编译 C/C++ 程序时，链接器依靠环境变量查找动态 / 静态库，我们无需手动指定库路径也能完成链接。
• 全局特性：在系统中具有全局性，影响范围广泛。

（二）常见环境变量

Linux 系统中有许多预定义的环境变量，以下是最常见的几个：

|----------|--------------------------------------|---------------------------------------------------|
| 环境变量 | 作用 | 示例 |
| PATH | 指定命令的搜索路径，系统会按该路径顺序查找可执行程序 | /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin |
| HOME | 指定用户的主工作目录，即用户登录系统后的默认目录 | 普通用户为/home/xxx，root 用户为/root |
| SHELL | 指定当前使用的 Shell，Linux 默认通常是/bin/bash | /bin/bash |

（三）查看环境变量的方法

最直接的方式是使用 echo命令，格式为echo $变量名。

• 单变量查看：echo $变量名，如echo $PATH。
• 批量查看：env显示所有环境变量；set显示本地 Shell 变量和环境变量。

（四）举例

1、PATH环境变量测试

将以上简单的代码编译成可执行程序后，我们来对比两种执行方式：

• 带路径执行：./hello

• 直接执行：hello

问题来了，为什么系统命令（如ls、cd）可以直接执行，而我们的hello程序必须带路径？

那是因为系统命令的可执行文件位于PATH环境变量指定的路径中，系统会自动搜索；而hello所在路径不在PATH中，所以必须手动指定路径。

所以我们可以试试将程序路径加入PATH：

export PATH=$PATH:程序实际所在路径

直接执行hello，此时程序可以正常运行。

2、HOME环境变量测试

• root 用户执行：echo $HOME，输出/root。

• 普通用户执行：echo $HOME，输出/home/xxx（xxx 为用户名）。

如下图，执行cd ~; pwd，输出的路径与$HOME的值一致，说明~是HOME的简写。

（五）与环境变量相关的命令

|--------|------------------------|
| 命令 | 功能 |
| echo | 显示单个环境变量的值 |
| export | 设置新的环境变量（或导出已有变量为环境变量） |
| env | 显示所有环境变量 |
| unset | 清除环境变量 |
| set | 显示本地定义的 Shell 变量和环境变量 |

（六）环境变量的组织方式

每个程序都会收到⼀张环境表，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。

（七）通过代码获取环境变量

在 C 语言中，有两种常见方式获取环境变量。

方式 1：通过main函数的第三个参数

main函数可以接收第三个参数char *env[]，它指向环境变量表。

#include <stdio.h>

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

运行的结果和使用env命令一样。

方式 2：通过全局变量environ

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    extern char **environ;

    int i = 0;
    for(; environ[i]; i++){
        printf("%s\n", environ[i]);
    }
    return 0;
}

libc中定义了全局变量environ，它指向环境变量表。由于environ未包含在头文件中，使用时需用extern声明。

（八）通过系统调用获取或设置环境变量

Linux 提供了系统调用函数来获取或设置环境变量，常用的有 getenv和 putenv（后面讲解）。

函数getenv：获取指定环境变量的值

函数原型：char *getenv(const char *name);

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>  // getenv需要的头文件
int main()
{
    printf("%s\n", getenv("PATH"));
    return 0;
}

（九）环境变量的全局属性

环境变量具有全局属性 ，可以被子进程继承。我们通过一个例子来验证这一点。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    char *env = getenv("MYENV");
    if(env){
        printf("%s\n", env);
    }
    return 0;
}

直接运行程序，无输出（因为MYENV环境变量不存在）。

此时我们导出环境变量MYENV：

export MYENV="hello world"

再次运行程序：

说明子进程（我们的程序）继承了父进程（Shell）的环境变量。

但当我们执行MYENV="hello world"（不export）时，这个变量仅属于当前 Shell 的本地变量 （Local Variable），其作用域仅限于当前 Shell 进程本身，不会被子进程（例如我们编译的 C 程序）继承。

原理分析：

• Shell 进程在创建子进程时，会将自己的环境变量 （通过 export 声明的变量）复制一份传递给子进程，但本地变量不会被复制。
• 因此，直接执行 MYENV="hello world" 后运行程序，子进程中无法获取 MYENV；而通过 export MYENV="hello world" 声明后，MYENV 成为环境变量，才能被子进程继承。

（十）环境变量的持久化设置

临时通过 export 设置的环境变量，会在当前 Shell 关闭后失效。若需环境变量永久生效（系统重启后仍可用），需修改系统配置文件，具体分为以下两种场景：

• 对所有用户生效（全局设置）

修改 /etc/profile 或 /etc/environment 文件（需 root 权限），所有用户登录后均可使用该环境变量。（以修改 /etc/profile 为例）

1、使用 root 权限打开文件

sudo vim /etc/profile

2、在文件末尾添加环境变量声明

export MYENV="hello world"  # 格式：export 变量名=值（值若含空格需用引号包裹）

3、无需重启，执行以下命令让系统重新加载配置文件：

source /etc/profile

• 仅对当前用户生效（局部设置）

修改当前用户主目录下的 ~/.bashrc 或 ~/.bash_profile 文件（无需 root 权限），仅当前用户可使用该环境变量。（以修改 ~/.bashrc 为例）

1、打开文件

vim ~/.bashrc  # 或 gedit ~/.bashrc

2、在文件末尾添加环境变量声明

export MYENV="hello world"

3、使配置立即生效

source ~/.bashrc  # 重新加载当前用户的配置文件

注意事项：

• 配置文件中的环境变量声明必须带 export，否则仅为文件所在 Shell 的本地变量，无法被子进程继承。
• 若同时修改了全局和局部配置文件，局部配置会覆盖全局配置 （优先级：~/.bashrc > ~/.bash_profile > /etc/profile）。
• 对于 ~/.bash_profile 和 ~/.bashrc 的区别：
  • ~/.bash_profile 仅在用户登录时加载 （如通过 ssh 登录或图形化界面登录）；
  • ~/.bashrc 在每次打开新的终端窗口时加载，更适合日常临时添加的环境变量，推荐优先使用。

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二、命令行参数

（一）基本概念

命令行参数是用户在启动程序时，通过命令行传递给程序的参数 ，用于控制程序的行为、指定输入输出等。例如ls -l /home中，-l和/home都是ls命令的命令行参数。

（二）命令行参数在 C 程序中的表示

想必大家对这两个参数都很眼熟，但是我们并不知道是干什么用的。

C 程序通过main函数的前两个参数接收命令行参数：

• int argc：参数个数（argument count），包含程序名本身。
• char *argv[]：参数数组 （argument vector），每个元素是一个参数字符串，argv[0]是程序名，argv[1]到argv[argc-1]是用户传入的参数。

例如：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("参数个数 argc = %d\n", argc);

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

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三、命令行参数与环境变量的区别与联系

|----------|----------------------------|---------------------------------|
| 对比项 | 命令行参数 | 环境变量 |
| 作用域 | 仅对当前启动的程序有效 | 具有全局属性，可被子进程继承 |
| 传递时机 | 程序启动时通过命令行传递 | 程序启动前已由系统或用户设置 |
| 修改方式 | 需重新启动程序并传入新参数 | 可通过export、修改配置文件等方式动态修改（或持久化） |
| 联系 | 两者都是程序与外部交互的方式，共同决定程序的运行行为 | |