深入了解Linux系统—

命令行参数

我们知道，我们使用的指令它本质上也是一个程序，我们要执行这个指令，输入指令名然后回车即可执行；但是对于指令带选项，又是如何实现的呢？

问题：main函数有没有参数？

在我们之前写代码的时候，我们知道main函数是程序的入口；但是操作系统在执行程序之前，会先执行一个入口函数(_start)，然后由这个入口函数去调用我们的main函数。

那我们的main函数到底有没有参数？答案是有的。

我们先来看下面运行程序的现象：

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

在这里插入图片描述

这里，我们在命令行中打开某个可执行程序，后面跟上选项（指令 -选项）；

可以看到在main函数中我们是可以访问命令行输入的内容的（命令行参数）。

那main函数的参数都有哪些内容呢？

argc：命令行参数的个数
argv：命令行参数的内容（char*类型的数组，最后以NULL结尾）
env：环境变量表（在文章后面内容中详细讲解）。

在这里有一个疑问，我们在命令行输入的内容是如何转化成argv表，并传递给main函数的呢？

这个就比较简单了，我们在命令行中输入的内容，由我们的命令行解释器bash对这些内容进行拆分，然后形成命令行参数表(argv)和参数的个数argc。

然后再通过调用等一系列操作（bash创建子进程，通过execve系统调用）将参数传递给main函数。

简单来说，就是命令行解释器(bash)对我们命令行内容进行拆分，然后形成命令行参数个数argc和命令行参数列表argv。

在这里插入图片描述

所以，有了命令行参数列表，我们程序就可以实现不同的子功能（命令 + 选项的实现原理）

环境变量

在了解环境变量之前，先思考一个问题，为什么在执行我们自己写的程序时就要带路径，而使用指令程序时就不用带路径？

我们想要运行一个程序，首先要先找到这个程序(bash去找)

这个问题就很简单了，我们的指令程序都在/usr/bin目录下，而我们的程序不在usr/bin目录下。

但是，为什么在usr/bin路径下的程序，在执行时不需要带路径？

环境变量一般指操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数。
例如：我们在写的C/C++代码，在链接的时候，我们不知道所链接的动静态库在哪里，但是依然可以链接成功生成可执行程序，其原因就是：有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，在操作系统中通常具有全局性

查看环境变量

查看所有环境变量：env
查看一个环境变量：ench $环境变量名

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设置环境变量

export

我们现在能够看到环境变量了，我们可不可以修改环境变量？当然是可以的

export新增环境变量

我们可以使用export指令来新增一个新的环境变量，具体语法如下：

export name=val

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export除了新增一个环境变量，我们还可以使用它来修改一个已经存在的环境变量的值。

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这里如果进行了上述修改，我们的大部分指令都无法使用了，因为在当前PATH路径下，bash找不到可执行程序。

但是存在一些还可以使用的指令，因为这些指令是bash进程自己执行的，比如export。

在本篇文章后序内容详细叙述

unset

我们可以新增一个环境变量，那我们可不可以删除一个环境变量？当然也是可以的

unset指令可以删除一个环境变量，用法如下：

unset name

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常见的环境变量

PATH

PATH环境变量，它指的是命令的搜索路径；

为什么在usr/bin路径下的程序，在执行时不需要带路径？

我们要运行一个程序，首先要找到它，所以我们自己写的程序运行时需要带路径；

而在usr/bin路径下的指令程序不需要带路径，这是因为存在环境变量PATH帮助bash去查找执行程序。

在这里插入图片描述

所以，当我们把我们自己写的程序所在的路径加入到PATH中，或者将我们的可执行程序放到/usr/bin目录下，我们运行我们自己写的程序就也不需要带路径了。

这里就不演示了，感兴趣的可以去尝试一下

HOME

在Linux中，当我们执行cd ~指令时，我们会进入当前用户的家目录；但是，操作系统是如何知道我们当前用户的家目录呢？

这里就直接说了：存在一个环境变量HOME；当我们执行cd ~时，bash就会在环境变量表中查找HOME，然后进行到HOME加目录中。

在这里插入图片描述

此外，root用户的家目录和普通用户的家目录还是存在一定差别的

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SHELL

SHELL环境变量，它表示当前的shell，也就是当前使用的命令行解释器；

一般情况下是/bin/bash。

在这里插入图片描述

获取环境变量

在上述中，讲述了使用env和echo $查看环境变量，那我们现在想要通过写代码时获取环境变量该如何去做呢？

`main`函数参数

在上面叙述main函数参数时，提到main函数还存在第三个参数env，我们就可以通过这个参数来获取环境变量

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

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系统调用

main函数第三个参数env它是环境变量参数表，我们查看起来不是很方便；

我们可以通过系统调用来在代码中获取环境变量的值：

getenv

在这里插入图片描述

getenv，我们把要查看环境变量的名字传参给getenv函数，它会返回我们查询环境变量的值。

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

在这里插入图片描述

putenv对于这个函数，这里就先不叙述，在后序文章中再详细讲解。

通过第三方变量获取

在libc在定义着一个全局变量environ，它始终指向当前的环境变量表；

它不存在于任何头文件，我们在使用它时，需要使用extern声明。

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

在这里插入图片描述

执行程序，我们可以发现依然可以获取全部的环境变量。

此外，父进程的环境变量可以被子进程继承；就比如父进程bash创建我们的子进程时，

理解环境变量

要理解环境变量，这里我们先思考一个问题，环境变量存储在哪里？

在执行一个程序时，首先要找到到这一个程序，那谁去找呢？

答案是bash去找，通过环境变量PATH去找，在bash中存储着一份环境变量表；

现在又存在一个问题，当我们修改环境变量以后，退出登录，再次登录时我们会发现环境变量又变为修改前的值了。

所以环境变量最开始是存储在哪里呢？

答案：在系统的配置文件中。

那我们现在是不是就可以这样去理解了：在我们每次登录时，操作系统为我们创建一个bash，再将环境变量表拷贝一份到bash中；这样我们每次登录bash中都存在一份环境变量表。

环境变量特性

环境变量通常具有全局属性，可以被子进程继承下去。

环境变量表

在上诉代码中，我们无论是使用main函数参数env还是全局指针变量environ进行访问全局变量是时，循环条件写的都是env[i]!=NULL/environ[i]!=NULL；

这是因为，环境变量表它本质上就是一个指针数组，数组最后以NULL结尾。

在这里插入图片描述

补充

本地变量

在操作系统中除了环境变量之外，还存在着本地变量；

就比如我们在命令行直接输入i=1，这样我们使用env查看环境变量时是查看不到i的；但是我们可以使用echo $i来查看变量i的值。

在这里插入图片描述

env是查看所有的环境变量，而如果我们想要查看所有的本地变量，就要使用set，它能显示出所有的环境变量和本地变量；当然我们也可以使用echo $查看某一个变量的值。

这里可能感觉怪怪的，为什么要存在本地变量呢？

作用域限制
本地变量仅在当前Shell会话或函数内部有效，不会传递给子进程或其他Shell环境。这种隔离性避免了变量被意外修改或污染其他进程的运行环境。
临时数据存储
适用于临时存储中间计算结果或循环控制变量（如计数器），用完即弃，无需长期保留，简化资源管理。
安全性增强
若变量包含敏感信息（如临时密钥），使用本地变量可防止其被子进程继承，降低数据泄露风险。
避免命名冲突
在脚本或函数中使用本地变量（如通过local关键字声明），能隔离同名变量的影响，提升代码的模块化和可维护性。

以博主现在的认知，简单理解就是为了满足bash的语法