Linux环境变量与命令行参数全解析

文章目录

前言---命令行参数
1 .基本概念
1. 常见环境变量
1. 查看环境变量方法
4.和环境变量相关命令
5.组织方式
6.通过代码获取环境变量
7.通过系统调用获取/设置环境变量
8.环境变量全局属性

前言---命令行参数

命令行参数在Linux进程中的C语言实现

在Linux操作系统中，进程启动时可以通过命令行参数接收外部输入。这些参数允许用户在执行程序时传递额外的信息，如选项或数据。在C语言中，命令行参数通过main函数的特定参数来处理。

1. 命令行参数的基础概念

在C语言中，main函数的原型为：

c 复制代码

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

argc（argument count）：这是一个整型变量，表示命令行参数的数量。包括程序名本身，所以最小值是1（当没有额外参数时）
argv（argument vector）：这是一个字符指针数组（即字符串数组），每个元素指向一个命令行参数字符串。其中：
- argv[0] 通常是程序的名称或路径。
- argv[1] 到 argv[argc-1] 是用户传递的额外参数。
- argv[argc] 是一个空指针（NULL），表示数组的结束。

例如，如果用户执行 ./myprogram arg1 arg2，那么：

argc = 3
argv[0] = "./myprogram"
argv[1] = "arg1"
argv[2] = "arg2"

2. C语言代码示例

c 复制代码

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 打印参数数量
    printf("Total arguments: %d\n", argc);
    
    // 遍历并打印所有参数
    for (int i = 0; i < argc; i++) {
        printf("Argument %d: %s\n", i, argv[i]);
    }
    
    return 0; // 正常退出
}

3. 如何处理命令行参数

在实际应用中，命令行参数常用于配置程序行为：

解析选项 ：例如，使用-v表示详细模式。可以通过比较argv[i]的内容来实现。
参数验证 ：检查参数数量（argc）是否在预期范围内，避免错误。
类型转换 ：如果参数是数字，使用atoi或strtol函数将字符串转换为数值。

示例：添加一个选项处理逻辑。

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // 用于atoi函数

int main(int argc, char *argv[]) {
    int verbose = 0; // 默认为非详细模式
    
    // 检查是否有-v选项
    for (int i = 1; i < argc; i++) {
        if (strcmp(argv[i], "-v") == 0) {
            verbose = 1;
            printf("Verbose mode enabled.\n");
        }
    }
    
    // 其他处理...
    return 0;
}

1 .基本概念

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

2. 常见环境变量

PATH: 这是最重要的环境变量之一。它定义了当用户在命令行输入一个命令时，系统搜索该命令可执行文件的目录列表。目录之间用冒号 : 分隔。例如：
awk 复制代码
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
 
HOME****: 指向当前用户的家目录（主目录）。例如：/home/username。

USER****: 当前登录用户的用户名。

SHELL****: 当前用户使用的Shell程序的路径（如/bin/bash）。

PWD: 当前工作目录（Print Working Directory）。

LANG, LC_ALL, LC_*: 这些变量用于设置系统的语言环境（Locale），影响程序的语言、字符编码、日期时间格式等。

TERM: 定义当前使用的终端类型（如xterm-256color），这对于需要了解终端功能的程序（如文本编辑器）很重要。

PS1: 定义了Shell的主要提示符的格式。

EDITOR / VISUAL: 定义默认的文本编辑器（如vim或nano）。

TMPDIR / TEMP: 定义临时文件的存储目录。

3. 查看环境变量方法

printenv 命令：

查看所有环境变量 ：printenv

查看特定环境变量 ：printenv VARIABLE_NAME (例如 printenv PATH)

env 命令： 功能与 printenv 类似，主要用于在修改后的环境中运行命令，但单独使用时也显示所有环境变量：env

echo 命令 (Shell内置)： 在Shell中，可以直接使用 echo 打印变量值。注意：需要在变量名前加上 $。
bash 复制代码
echo $PATH
 

4. 和环境变量相关命令

printenv: 如上所述，用于打印环境变量。

env: 如上所述，用于打印环境变量或在指定环境变量设置下运行命令。
routeros 复制代码
env VARIABLE1=value1 VARIABLE2=value2 command_to_run
 
export (Shell内置命令)： 用于将Shell变量提升为环境变量，使其可被子进程继承。也可用于设置或修改环境变量（仅对当前Shell及其子进程有效）。
elixir 复制代码
export MY_VAR="Hello World" # 设置并导出
export PATH=$PATH:/my/new/path # 修改PATH
 
set (Shell内置命令)： 在Bash等Shell中，set 会显示所有Shell变量（包括环境变量和未导出的局部变量）以及Shell函数。输出通常很长。

unset (Shell内置命令)： 用于删除一个Shell变量或环境变量。
bash 复制代码
unset MY_VAR # 删除变量
 

5 .组织方式

cpp 复制代码

char *env[] = {
    "PATH=/usr/bin:/bin",
    "HOME=/home/user",
    "USER=user",
    NULL // 结束标志
};

6. 通过代码获取环境变量

c 复制代码

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

int main() {
    // 获取 PATH 环境变量的值
    char *path_value = getenv("PATH");

    if (path_value != NULL) {
        printf("PATH value is: %s\n", path_value);
    } else {
        printf("PATH environment variable not found.\n");
    }

    // 获取 USER 环境变量的值
    char *user_value = getenv("USER");
    if (user_value != NULL) {
        printf("Current user is: %s\n", user_value);
    }

    return 0;
}

7. 通过系统调用获取/设置环境变量

c 复制代码

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

int main() {
    // 设置一个新的环境变量
    if (setenv("MY_APP_MODE", "DEBUG", 1) != 0) { // 1 表示覆盖已存在的值
        perror("setenv failed");
        return 1;
    }

    // 获取并打印新设置的环境变量
    char *mode = getenv("MY_APP_MODE");
    if (mode) {
        printf("MY_APP_MODE is set to: %s\n", mode);
    }

    return 0;
}

使用 setenv()、putenv() 等函数修改的是当前进程的环境变量副本。这些修改不会影响父进程或其他进程。

8. 环境变量全局属性

虽然环境变量在单个进程内是"全局"可见的，并且可以通过继承机制影响子进程，但需要理解其局限性：

非系统级全局： 环境变量不是操作系统内核维护的全局数据库。它们是按进程存储的。修改一个进程的环境变量不会自动改变系统中其他进程（包括其父进程）的环境变量。

作用域： 环境变量的"全局性"主要体现在：

进程内全局： 进程内的所有代码都可以访问其环境变量。

继承链： 通过进程创建 (fork + exec) 的父子关系链，环境变量可以沿着这条链向下传播。登录Shell（如Bash）会读取配置文件（如~/.bashrc, /etc/profile）设置环境变量，然后所有从该Shell启动的程序（子进程）都会继承这些变量。

持久化： 为了使环境变量设置对新的Shell会话有效，需要将其写入Shell的启动配置文件（如 ~/.bashrc, ~/.profile, /etc/environment）。这样，每次启动Shell时，这些配置都会被读取并设置到Shell进程的环境中，进而传播给其子进程。

用户隔离： 不同用户拥有各自的家目录和Shell配置文件，因此他们的环境变量设置通常是隔离的。