Linux：命令行参数和环境变量

本篇主要解决以下问题：

1. 什么是命令行参数
2. 命令行参数有什么用
3. 环境变量是什么
4. 环境变量存在的意义

命令行参数

在学习C语言中，对于main函数当初的写法是没有任何参数的，但是实际上，main函数是可以有参数的，比如下面的写法：

#include 

int main(int argc, char* argv[])
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < argc; i++)
	{
		printf("%d:%s\n", i, argv[i]);
	}
	return 0;
}
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因此这里将内容打印出来，看看这当中是什么内容

程序运行结果如图所示

[test@VM-16-11-centos 10_15]$ vim myproc.c
[test@VM-16-11-centos 10_15]$ make
gcc -o myproc myproc.c
[test@VM-16-11-centos 10_15]$ ./myproc 
0:./myproc
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其实，命令行参数是用来支持各种指令级别的命令行选项的设置，例如这里的argv数组中，存储的字符串其实就是用户写的命令，而如果现在我在运行程序的时候带上选项

[test@VM-16-11-centos 10_15]$ ./myproc -a -b -c -d
0:./myproc
1:-a
2:-b
3:-c
4:-d
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会发现打印的信息就是以用户写的指令开始进行分割，然后把信息放到数组中，从中其实看出，用户在运行程序的时候写的命令或者是带的选项都可以被main函数读取并且传参，函数体内部就可以利用这个机制实现不同的选项带来的结果

比如，Linux中有ls命令，用来查看文件夹中的内容，如果使用的是ls -a或者是ls -l这些选项，就会产生不同的结果，实际上这样的结果也是通过这个原理，通过读取argv数组中的内容就可以实现各种目的

这里其实可以模拟实现一个touch命令：

#include 
#include 

int main(int argc, char* argv[])
{
	if (argc == 2)
	{
		if (strcmp(argv[0], "./myproc") == 0)
		{
			FILE* pf = fopen(argv[1], "w");
			if (pf == NULL)
			{
				perror("fopen fail\n");
				return 1;
			}
			fclose(pf);
		}
        else  
        {
            printf("commend error,you should use ./myproc [name]\n");
        }
	}
	else
	{
		printf("commend error,you should use ./myproc [name]\n");
	}
	return 0;
}
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运行结果如下所示：

[test@VM-16-11-centos 10_15]$ ./myproc test.txt
[test@VM-16-11-centos 10_15]$ ll
total 20
-rw-rw-r-- 1 test test   64 Oct 15 15:36 Makefile
-rwxrwxr-x 1 test test 8568 Oct 15 15:57 myproc
-rw-rw-r-- 1 test test  602 Oct 15 15:57 myproc.c
-rw-rw-r-- 1 test test    0 Oct 15 15:57 test.txt
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这样就模拟实现了一个touch指令，只不过现在还有一个问题，在实际使用touch指令的时候，我并不需要带前面的这个./，而是直接可以运行，那么为什么呢？

这就涉及到了环境变量的问题：

环境变量

首先，不管是在什么系统什么环境中，要执行一个命令，必须要找到相应的可执行程序，这是一定的，那么由此可以引出环境变量的概念：

环境变量的概念

• 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

常见的环境变量

1. PATH：指定命令的搜索途径
2. HOME：指定用户的主工作目录
3. SHELL：当前Shell，一般是/bin/bash

那么现在查看touch命令的位置

[test@VM-16-11-centos 10_15]$ which touch
/usr/bin/touch
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从中可以看出，touch命令确实是被放在了这个地方，而正是由于它被放在了这个文件夹内，因此在运行的时候会默认在这个路径下搜索运行，因此，如果我们把前面定义的myproc程序放到对应的目录下，那么当执行命令的时候，会优先到对应的目录下搜索，因此也就不需要指定是在当前路径，而是会选择去一个默认路径，如果基于这样的理论，就可以找到对应的内容了

[test@VM-16-11-centos 10_15]$ sudo mv myproc /usr/bin
[test@VM-16-11-centos 10_15]$ myproc test1.txt
[test@VM-16-11-centos 10_15]$ ll
total 8
-rw-rw-r-- 1 test test  64 Oct 15 15:36 Makefile
-rw-rw-r-- 1 test test 600 Oct 15 16:08 myproc.c
-rw-rw-r-- 1 test test   0 Oct 15 16:09 test1.txt
-rw-rw-r-- 1 test test   0 Oct 15 15:57 test.txt
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从中可以看出，确实创建成功了，也就是说上面的理论是正确的

PATH

在PATH路径中，存在的路径就是上面所说的默认搜索路径，如果我们能想办法让路径增加呢？也就是说，能否通过增加PATH中的值，就能达到在默认路径下搜索文件了，在Linux中存在一个export命令可以修改PATH路径，下面来进行执行

[test@VM-16-11-centos 10_15]$ export PATH=$PATH:/home/test/10_15
[test@VM-16-11-centos 10_15]$ myproc test1.txt
[test@VM-16-11-centos 10_15]$ ll
total 20
-rw-rw-r-- 1 test test   64 Oct 15 15:36 Makefile
-rwxrwxr-x 1 test test 8568 Oct 15 16:19 myproc
-rw-rw-r-- 1 test test  600 Oct 15 16:08 myproc.c
-rw-rw-r-- 1 test test    0 Oct 15 16:21 test1.txt
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从中可以看出，已经成功的将PATH路径添加到这里了，于是在程序的默认搜索路径中就多了/home/test/10_15路径，bash会在这个路径下进行搜索执行的命令

但是同时有一个问题，当退出Linux机器重新访问后，PATH文件中的路径又恢复成了原来的信息文件，综上可以总结出一些信息：

Linux机器在登陆的时候会发生什么？

1. 输入用户名和密码
2. 进行认证
3. 形成环境变量，比如PATH，PWD，HOME这些
4. 根据用户名进行一定的初始化
5. cd ￥HOME

这样，就可以根据不同的用户进入不同的目录中，实现不同的权限级别的信息了

环境变量表

在引入环境变量表的概念前，先看环境变量

和环境变量相关的命令：

1. echo: 显示某个环境变量值
2. export: 设置一个新的环境变量
3. env: 显示所有环境变量
4. unset: 清除环境变量
5. set: 显示本地定义的shell变量和环境变量

上图展示了系统中的环境变量，实际上在main函数的参数中，是有第三个参数的，而这个参数提供的就是环境变量表，也就是说，系统在启动程序的时候，是可以选择给main函数进程提供两张表的：

1. 命令行参数表
2. 环境变量表

下面做实验来证明环境变量表的存在性：

#include 

int main(int argc, char* argv[], char* env[])
{
	int i = 0;
	for (; env[i]; i++)
	{
		printf("%d:%s\n", i, env[i]);
	}
	return 0;
}
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此时运行出的结果和前面基本相同，从中也印证了前面说的原理，在进程启动的时候，系统会提供两个表供使用

思考

命令行启动的进程都是shell/bash的子进程，这是前面进行进程学习的时候知道的，但是问题在于子进程的命令行参数和环境变量是从哪里来的？答案是父进程来的，那么父进程的环境变量信息又是从哪里来的呢？

此时要和前面的内容进行一些联系，为什么每一次重新登陆，都会为用户形成新的bash解释器，并且新的bash解释器会形成自己的环境变量表信息呢？这是由于它从配置文件中读取到了这些信息

由此可以得出一个结论：环境变量信息是以脚本配置文件的形式所存在的

每一次登陆的时候，bash进程会从一个叫做.bash_profile文件中读取内容，由此为bash进程创建一张环境变量表信息，由此bash在创建其他进程的时候，就可以传递环境变量信息了

查看环境变量

# .bash_profile

# Get the aliases and functions
if [ -f ~/.bashrc ]; then
	. ~/.bashrc
fi

# User specific environment and startup programs

PATH=$PATH:$HOME/.local/bin:$HOME/bin

export PATH

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本地变量和环境变量

上面最后演示了环境变量的读取文件，那么这里引入了一个新的概念叫做本地变量，那么本地变量应该如何进行理解？

直接用实验来论证：

首先创建一个本地变量：

[test@VM-16-11-centos ~]$ MYENV="hello"
[test@VM-16-11-centos ~]$ echo $MYENV
hello
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此时创建出的是一个本地变量，但是本地变量并没有被放到环境变量中，因此在环境变量中也是搜索不到这个本地变量的：

[test@VM-16-11-centos ~]$ env | grep MYENV
# 无输出结果
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此时需要用一个命令：export->可以将本地命令转到环境变量中去

[test@VM-16-11-centos ~]$ export MYENV
[test@VM-16-11-centos ~]$ env | grep MYENV
MYENV=hello
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此时，在环境变量中就找到了这个配置文件，那么在main函数中是否会存在呢？

[test@VM-16-11-centos 10_18]$ ./myproc |grep MYENV
13:MYENV=hello
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也找到了这个变量，就进一步的论证了，环境变量表是由bash传递给子进程的

现在重启Linux机器：

# 找不到内容了
[test@VM-16-11-centos ~]$ env | grep MYENV
# 运行结果也找不到对应的内容
[test@VM-16-11-centos ~]$ ~/10_18/myproc | grep MYENV
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这是由于，在登陆Linux服务器后，会根据配置文件中的信息对bash进行初始化，而此时并没有进行初始化信息，因此就需要对配置文件进行一些修改：

# .bash_profile

# Get the aliases and functions
if [ -f ~/.bashrc ]; then
	. ~/.bashrc
fi

# User specific environment and startup programs

PATH=$PATH:$HOME/.local/bin:$HOME/bin

# 增加配置信息
MYENV=hello  
export MYENV  

export PATH
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此时继续重新启动

[test@VM-16-11-centos ~]$ env | grep MYENV
MYENV=hello
[test@VM-16-11-centos ~]$ ~/10_18/myproc | grep MYENV
12:MYENV=hello
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找到了对应的内容，由此引出本地变量和环境变量：

**本地变量：**只在bash进程内部有效，不会被子进程继承下去
**环境变量：**通过让所有子进程继承的方式，实现自身的全局性

由此得出一个结论：环境变量是具有全局性的

命令分类

看下面的实验：

# 将PATH变量设置为空
[test@VM-16-11-centos ~]$ export PATH=""
# 以下命令均不能使用
[test@VM-16-11-centos ~]$ ll
-bash: ls: No such file or directory
[test@VM-16-11-centos ~]$ touch
-bash: touch: No such file or directory
[test@VM-16-11-centos ~]$ mkdir
-bash: mkdir: No such file or directory
# pwd仍然可以使用
[test@VM-16-11-centos ~]$ pwd
/home/test
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为什么呢？

在Linux中的命令分类：

1. 常规命令：shell通过fork让子进程执行的
2. 内建命令：shell命令行的一个函数，可以直接读取shell内部定义的本地变量

而在上面的测试中，像ls，mkdir这样的命令，都是shell通过fork创建子进程来执行的，而这里的PATH路径已经被用户破坏了，因此找不到搜索的路径，因此找不见是当然的事，但是为什么pwd可以找到？这是由于pwd这样的命令是内建命令，这是shell命令行的一个函数，可以直接读取shell内部的本地变量，因此就可以找到对应的值进行输出了

本篇是关于命令行参数和环境变量的，要清楚环境变量的组织形式：

会提供一个environ指针，这个指针会指向一张环境表，环境表是一个字符指针数组，每一个指针都会有一个字符串