Práca s prepínačami programu pomocou getopt()

Funkcia getopt() a jej rozšírená verzia getopt_long() umožňujú jednoduché a štandardizované spracovanie argumentov príkazového riadku v jazyku C. Tieto funkcie sú súčasťou POSIX štandardu a sú dostupné na Unix/Linux systémoch.

Základy: getopt()

Čo je getopt?

getopt() je funkcia na spracovanie krátkych prepínačov (napr. -h, -v, -o file.txt). Automaticky kontroluje:

  • Či prepínač existuje
  • Či prepínač vyžaduje argument
  • Či sú všetky argumenty správne

Syntax 

#include <unistd.h>

int getopt(int argc, char *const argv[], const char *optstring);

Globálne premenné:

  • optarg - ukazovateľ na argument aktuálneho prepínača
  • optind - index ďalšieho argumentu v argv[]
  • optopt - neznámy prepínač (pri chybe)
  • opterr - ak je 0, vypne automatické chybové hlášky

Formát optstring

Reťazec definuje povolené prepínače:

"hvo:n:"
  • h - prepínač -h bez argumentu
  • v - prepínač -v bez argumentu
  • o: - prepínač -o s povinným argumentom
  • n: - prepínač -n s povinným argumentom

Pravidlá:

  • Písmeno bez : = prepínač bez argumentu
  • Písmeno s : = prepínač s povinným argumentom
  • Písmeno s :: = prepínač s voliteľným argumentom (GNU rozšírenie)

Príklad 1: Základné použitie getopt() 

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

int main(int argc, char *argv[]) {
    int opt;
    int verbose = 0;
    char *output_file = NULL;

    // Spracovanie argumentov
    while ((opt = getopt(argc, argv, "hvo:")) != -1) {
        switch (opt) {
            case 'h':
                printf("Použitie: %s [-h] [-v] [-o súbor]\n", argv[0]);
                printf("  -h        Zobrazí nápovedu\n");
                printf("  -v        Verbose režim\n");
                printf("  -o súbor  Výstupný súbor\n");
                return 0;
                
            case 'v':
                verbose = 1;
                printf("Verbose režim zapnutý\n");
                break;
                
            case 'o':
                output_file = optarg;
                printf("Výstupný súbor: %s\n", output_file);
                break;
                
            case '?':
                // Neznámy prepínač alebo chýbajúci argument
                fprintf(stderr, "Neznámy prepínač alebo chýbajúci argument\n");
                fprintf(stderr, "Použite -h pre nápovedu\n");
                return 1;
                
            default:
                return 1;
        }
    }
    
    // Spracovanie zvyšných argumentov (nie prepínače)
    for (int i = optind; i < argc; i++) {
        printf("Argument: %s\n", argv[i]);
    }
    
    return 0;
}

Príklady spustenia:

./program -h
./program -v
./program -o output.txt
./program -v -o output.txt argument1 argument2
./program -vo output.txt # Skrátený zápis

Príklad 2: Program s viacerými prepínačmi 

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

int main(int argc, char *argv[]) {
    int opt;
    int verbose = 0;
    int count = 1;
    char *input_file = NULL;
    char *output_file = NULL;

    while ((opt = getopt(argc, argv, "vn:i:o:h")) != -1) {
        switch (opt) {
            case 'v':
                verbose = 1;
                break;
                
            case 'n':
                count = atoi(optarg);
                if (count <= 0) {
                    fprintf(stderr, "Chyba: -n musí byť kladné číslo\n");
                    return 1;
                }
                break;
                
            case 'i':
                input_file = optarg;
                break;
                
            case 'o':
                output_file = optarg;
                break;
                
            case 'h':
                printf("Použitie: %s [PREPÍNAČE]\n", argv[0]);
                printf("  -v          Verbose režim\n");
                printf("  -n POČET    Počet iterácií\n");
                printf("  -i SÚBOR    Vstupný súbor\n");
                printf("  -o SÚBOR    Výstupný súbor\n");
                printf("  -h          Nápoveda\n");
                return 0;
                
            case '?':
                return 1;
                
            default:
                return 1;
        }
    }
    
    // Validácia
    if (input_file == NULL) {
        fprintf(stderr, "Chyba: Vstupný súbor je povinný (-i)\n");
        return 1;
    }
    
    // Spracovanie
    if (verbose) {
        printf("Vstup: %s\n", input_file);
        printf("Výstup: %s\n", output_file ? output_file : "stdout");
        printf("Počet: %d\n", count);
    }
    
    printf("Program beží...\n");
    
    return 0;
}

Spustenie:

./program -i input.txt -o output.txt -n 5 -v
./program -vi input.txt -n 10 # Kombinované prepínače

Rozšírené: getopt_long()

Čo je getopt_long?

getopt_long() podporuje dlhé prepínače (napr. --help, --verbose, --output file.txt) aj krátke.

Syntax 

#include <getopt.h>

int getopt_long(int argc, char *const argv[],
const char *optstring,
const struct option *longopts,
int *longindex);

Štruktúra option 

struct option {
    const char *name; // Názov dlhého prepínača (bez --)
    int has_arg; // no_argument, required_argument, optional_argument
    int *flag; // Ak NULL, getopt_long vracia 'val'
    int val; // Hodnota na vrátenie (zvyčajne krátky prepínač)
};

Hodnoty pre has_arg:

  • no_argument (0) - prepínač bez argumentu
  • required_argument (1) - prepínač s povinným argumentom
  • optional_argument (2) - prepínač s voliteľným argumentom

Príklad 3: Kompletný príklad s getopt_long() 

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

int main(int argc, char *argv[]) {
    int opt;
    int verbose = 0;
    int help = 0;
    char *output_file = NULL;
    int count = 1;

    // Definícia dlhých prepínačov
    static struct option long_options[] = {
        {"help",     no_argument,       0, 'h'},
        {"verbose",  no_argument,       0, 'v'},
        {"output",   required_argument, 0, 'o'},
        {"count",    required_argument, 0, 'n'},
        {"version",  no_argument,       0, 'V'},
        {0, 0, 0, 0}  // Ukončovací prvok
    };
    
    int option_index = 0;
    
    // Spracovanie argumentov
    while ((opt = getopt_long(argc, argv, "hvo:n:V",
                              long_options, &option_index)) != -1) {
        switch (opt) {
            case 'h':
                printf("Použitie: %s [PREPÍNAČE]\n\n", argv[0]);
                printf("Krátke prepínače:\n");
                printf("  -h          Zobrazí nápovedu\n");
                printf("  -v          Verbose režim\n");
                printf("  -o SÚBOR    Výstupný súbor\n");
                printf("  -n POČET    Počet iterácií\n");
                printf("  -V          Verzia programu\n\n");
                printf("Dlhé prepínače:\n");
                printf("  --help\n");
                printf("  --verbose\n");
                printf("  --output SÚBOR\n");
                printf("  --count POČET\n");
                printf("  --version\n");
                return 0;
                
            case 'v':
                verbose = 1;
                printf("Verbose režim zapnutý\n");
                break;
                
            case 'o':
                output_file = optarg;
                if (verbose) {
                    printf("Výstupný súbor: %s\n", output_file);
                }
                break;
                
            case 'n':
                count = atoi(optarg);
                if (count <= 0) {
                    fprintf(stderr, "Chyba: počet musí byť kladné číslo\n");
                    return 1;
                }
                if (verbose) {
                    printf("Počet iterácií: %d\n", count);
                }
                break;
                
            case 'V':
                printf("Program verzia 1.0.0\n");
                return 0;
                
            case '?':
                fprintf(stderr, "Použite --help pre nápovedu\n");
                return 1;
                
            default:
                return 1;
        }
    }
    
    // Spracovanie zvyšných argumentov
    if (optind < argc) {
        printf("Zvyšné argumenty: ");
        while (optind < argc) {
            printf("%s ", argv[optind++]);
        }
        printf("\n");
    }
    
    printf("Program dokončený.\n");
    return 0;
}

Príklady spustenia:

./program --help
./program -v --output result.txt
./program --verbose --count 10 --output data.txt
./program -vo result.txt -n 5 # Mix krátkych a dlhých
./program --version

Pokročilé techniky

1. Vypnutie automatických chybových hlášok 

opterr = 0; // Vypne automatické chybové hlášky

while ((opt = getopt(argc, argv, "hvo:")) != -1) {
    if (opt == '?') {
        fprintf(stderr, "Vlastná chybová hláška pre '%c'\n", optopt);
    }
}

2. Reset getopt pre opätovné použitie 

optind = 1; // Reset na začiatok argv

3. Voliteľné argumenty (GNU rozšírenie) 

while ((opt = getopt(argc, argv, "o::")) != -1) {
    switch (opt) {
        case 'o':
            if (optarg) {
                printf("Výstup: %s\n", optarg);
            } else {
                printf("Výstup: default.txt\n");
            }
        break;
    }
}

Použitie:

./program -o # optarg je NULL
./program -ofile.txt # Bez medzery!

Časté chyby a riešenia

❌ Chyba 1: Zabudnutie na dvojbodku 

getopt(argc, argv, "o")  // CHYBA: -o nebude akceptovať argument

✅ Správne:

getopt(argc, argv, "o:")  // -o vyžaduje argument

❌ Chyba 2: Nekontrolovanie povinných argumentov 

char *output = optarg; // Môže byť NULL!

✅ Správne:

if (output == NULL) {
    fprintf(stderr, "Chyba: Výstupný súbor je povinný\n");
    return 1;
}

❌ Chyba 3: Neukončenie option poľa 

static struct option long_options[] = {
    {"help", no_argument, 0, 'h'}
    // CHYBA: Chýba ukončovací prvok!
};

✅ Správne:

static struct option long_options[] = {
    {"help", no_argument, 0, 'h'},
    {0, 0, 0, 0} // Ukončovací prvok
};

Kompatibilita

  • getopt(): POSIX štandard, funguje na všetkých Unix/Linux systémoch
  • getopt_long(): GNU rozšírenie, funguje na Linux, macOS, ale NIE na čistom Windows
  • Windows alternatíva: Použite vlastnú implementáciu alebo knižnicu ako getopt-win32

Zhrnutie

Vlastnosťgetopt()getopt_long()
Krátke prepínače✓✓
Dlhé prepínače✗✓
JednoduchosťJednoduchšieKomplexnejšie
ŠtandardPOSIXGNU

Odporúčanie:

  • Pre jednoduché programy: použite getopt()
  • Pre profesionálne CLI nástroje: použite getopt_long()
  • Pre študentské projekty: getopt_long() je dobrá voľba

Ďalšie zdroje