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id: 命令行环境
title: 命令行环境
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data: 2022年3月30日
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## 命令行参数

C 语言程序可以从命令行接收参数。

```bash
./foo hello world
```

上面示例中，程序`foo`接收了两个命令行参数`hello`和`world`。

程序内部怎么拿到命令行参数呢？C 语言会把命令行输入的内容，放在一个数组里面。`main()`函数的参数可以接收到这个数组。

```c
#include <stdio.h>

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

上面示例中，`main()`函数有两个参数`argc`（argument count）和`argv`（argument variable）。这两个参数的名字可以任意取，但是一般来说，约定俗成就是使用这两个词。

第一个参数`argc`是命令行参数的数量，由于程序名也被计算在内，所以严格地说`argc`是参数数量 + 1。

第二个参数`argv`是一个数组，保存了所有的命令行输入，它的每个成员是一个字符串指针。

以`./foo hello world`为例，`argc`是3，表示命令行输入有三个组成部分：`./foo`、`hello`、`world`。数组`argv`用来获取这些输入，`argv[0]`是程序名`./foo`，`argv[1]`是`hello`，`argv[2]`是`world`。一般来说，`argv[1]`到`argv[argc - 1]`依次是命令行的所有参数。`argv[argc]`则是一个空指针 NULL。

由于字符串指针可以看成是字符数组，所以下面三种写法是等价的。

```c
// 写法一
int main(int argc, char* argv[])

// 写法二
int main(int argc, char** argv)

// 写法三
int main(int argc, char argv[][])
```

另一方面，每个命令行参数既可以写成数组形式`argv[i]`，也可以写成指针形式`*(argv + i)`。

利用`argc`，可以限定函数只能有多少个参数。

```c
#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv) {
  if (argc != 3) {
     printf("usage: mult x y\n");
     return 1;
  }

  printf("%d\n", atoi(argv[1]) * atoi(argv[2]));
  return 0;
}
```

上面示例中，`argc`不等于`3`就会报错，这样就限定了程序必须有两个参数，才能运行。

另外，`argv`数组的最后一个成员是 NULL 指针（`argv[argc] == NULL`）。所以，参数的遍历也可以写成下面这样。

```c
for (char** p = argv; *p != NULL; p++) {
  printf("arg: %s\n", *p);
}
```

上面示例中，指针`p`依次移动，指向`argv`的每个成员，一旦移到空指针 NULL，就表示遍历结束。由于`argv`的地址是固定的，不能执行自增运算（`argv++`），所以必须通过一个中间变量`p`，完成遍历操作。

## 退出状态

C 语言规定，如果`main()`函数没有`return`语句，那么结束运行的时候，默认会添加一句`return 0`，即返回整数`0`。这就是为什么`main()`语句通常约定返回一个整数值，并且返回整数`0`表示程序运行成功。如果返回非零值，就表示程序运行出了问题。

Bash 的环境变量`$?`可以用来读取上一个命令的返回值，从而知道是否运行成功。

```bash
$ ./foo hello world
$ echo $?
0
```

上面示例中，`echo $?`用来打印环境变量`$?`的值，该值为`0`，就表示上一条命令运行成功，否则就是运行失败。

注意，只有`main()`会默认添加`return 0`，其他函数都没有这个机制。

## 环境变量

C 语言提供了`getenv()`函数（原型在`stdlib.h`）用来读取命令行环境变量。

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

int main(void) {
  char* val = getenv("HOME");

  if (val == NULL) {
    printf("Cannot find the HOME environment variable\n");
    return 1;
  }

  printf("Value: %s\n", val);
  return 0;
}
```

上面示例中，`getenv("HOME")`用来获取命令行的环境变量`$HOME`，如果这个变量为空（`NULL`），则程序报错返回。