Передача аргументов в программу. Параметры функции main языка C

Бывает, что данные в программу передаются из командной строки при ее вызове. Такие данные называются аргументами командной строки. Выглядит это так, например:

./a.out test.txt
ls -lt /home/peter/

Здесь вызываются программы a.out (из текущего каталога) и ls (из одного каталога, указанного в переменной окружения PATH). Первая программа из командной строки получает одно слово — test.txt, вторая — два: -lt и /home/peter/.

Если программа написана на языке C, то при ее запуске управление сразу передается в функцию main, следовательно, именно она получает аргументы командной строки, которые присваиваются ее переменным-параметрам.

До этого мы определяли функцию main так, как-будто она не принимает никакие аргументы, далее будет показано, как определить заголовок функции иначе.

При вызове программы из командной строки в нее всегда передается пара данных:

целое число, обозначающее количество слов (элементов, разделенных пробелами) в командной строке при вызове,
указатель на массив строк, где каждая строка — это отдельное слово из командной строки.

Само имя программы также считается. Например, если вызов выглядит так:

./a.out 12 theme 2

, то первый аргумент программы имеет значение 4, а массив строк определяется как {"./a.out", "12", "theme", "2"}.

Обратите внимание на терминологию, есть всего два аргумента программы (число и массив), но сколько угодно аргументов командной строки. Аргументы командной строки "преобразуются" в аргументы программы (в аргументы функции main()).

Эти данные (число и указатель) передаются в программу даже тогда, когда она просто вызывается по имени без передачи в нее чего-либо: ./a.out. В таком случае первый аргумент имеет значение 1, а второй указывает на массив, состоящий всего из одной строки {"./a.out"}.

То, что в программу передаются данные, вовсе не означает, что функция main() должна их принимать. Если она определена без параметров, то получить доступ к аргументам командной строки невозможно. Хотя ничего вам не мешает их передавать. Ошибки не возникнет.

Чтобы получить доступ к переданным в программу данным, их необходимо присвоить переменным. Поскольку аргументы сразу передаются в main(), то ее заголовок должен выглядеть примерно так:

int main(int n, char *arr[])

В первой переменной содержится количество слов, а во второй ‒ указатель на массив строк. Часто второй параметр записывают в виде **arr. Однако это то же самое. Вспомним, что сам массив строк, содержит в качестве своих элементов указатели на строки. В функцию мы передаем указатель на первый элемент массива. Получается, что передаем указатель на указатель, то есть **arr.

Программа ниже выводит количество слов в командной строке при вызове, а также каждое слово с новой строки.

#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char **argv) {
 
    printf("%d\n", argc);
 
    for (int i = 0; i < argc; i++)
        puts(argv[i]);
}

Примеры вызовов:

pl@desk:~$ ./a.out
1
./a.out
pl@desk:~$ ./a.out -u 120 "hello"
4
./a.out
-u
120
hello

В программе мы использовали переменные-параметры argc и argv. Принято использовать именно такие имена, но на самом деле они могут быть любыми. Лучше придерживаться этого стандарта, чтобы ваши программы были более понятны не только вам, но и другим программистам.

Практическое значение передачи данных в программу

Если у вас есть опыт работы в командной строке GNU/Linux, вы знаете, что у большинства команд есть ключи и аргументы. Например, при просмотре содержимого каталогов, копировании, перемещении в качестве аргументов указываются объекты файловой системы, над которыми выполняется команда. Особенности ее выполнения определяются с помощью ключей. Например, в команде

cp -r ../les_1 ../les_101

cp — это имя команды, -r — ключ, а ../les_1 и ../les_101 — аргументы команды.

Нередко в программы при их запуске передаются адреса файлов и "модификаторы" (это ключи) процесса выполнения программы.

Напишем программу, которая открывает указанные пользователем в командной строке файлы на запись или добавление и записывает (добавляет) туда одну и туже информацию, которую пользователь вводит с клавиатуры в процессе выполнения программы:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main(int argc, char **argv) {
    int i, ch;
    FILE *f[5];
 
    if (argc < 3 || argc > 7) {
      puts("Неверное количество параметров");
      return 1;
    }
 
    if (strcmp(argv[1], "-w") != 0 &&
        strcmp(argv[1], "-a") != 0) {
 
      puts("Первый параметр -w или -a");
      return 2;
    }
 
    for (i = 0; i < argc-2; i++){
      f[i] = fopen(argv[i+2], argv[1]+1);
      if (f[i] == NULL) {
        printf("Файл %s нельзя открыть\n", argv[i+2]);
        return 3;
      }
    }
 
    while ((ch = getchar()) != EOF)
        for (i = 0; i < argc-2; i++)
            putc(ch, f[i]);
 
    for (i = 0; i < argc-2; i++)
        fclose(f[i]);
 
    return 0;
}

Пояснения к коду:

Создается массив из пяти файловых указателей. Следовательно можно одновременно открыть не более пяти файлов. Файловый указатель первого файла будет хранится в элементе массива f[0], второго — в f[1] и т.д.
Проверяется количество аргументов командной строки. Их должно быть не меньше трех, т. к. первый — это имя программы, второй — режим открытия файла, третий — первый или единственный файл, в который будет производится запись. Поскольку программа позволяет открыть только пять файлов, то общее число аргументов командной строки не может быть больше семи. Поэтому если количество аргументов меньше 3 или больше 7, то программа завершается, т. к. оператор return приводит к выходу из функции, даже если после него есть еще код. Возвращаемое из функции значение неравное 0, может быть интерпретировано родительским процессом, как сообщение о том, что программа завершилась с ошибкой.
Проверяется корректность второго аргумента командной строки. Если он не равен ни "-w", ни "-a", то условное выражение во втором if возвращает 1 (true). Функция strcmp() позволяет сравнивать строки и возвращает 0 в случае их равенства.
В цикле for открываются файлы по указанным адресам, которые начинаются с третьего элемента массива argv. Именно поэтому к i прибавляется 2, чтобы получать элементы массива argv, начиная с третьего. Выражение argc-2 указывает на количество переданных имен файлов; т.к. в argc хранится общее число аргументов командной строки, первые два из которых не являются именами файлов.
Выражение argv[1]+1 позволяет "вырезать" из строки "-w" (или "-a") подстроку "w" (или "a"), т. к. argv[1] по сути указатель на первый элемент строки. Прибавляя к указателю единицу, мы смещаем его к следующему элементу массива.
Если файл отрыть не удается, то функция fopen() возвращает NULL. В таком случае программа завершается.
Каждый символ, введенный пользователем с клавиатуры, записывается во все открытые файлы.
В конце файлы закрываются.

Курс с решением задач:
pdf-версия