Linux命令行参数和环境变量使用详解_Linux

1. 命令行参数

首先，我们要解决一个问题：main函数可以有参数吗？

答案是，可以的。

很多人可能第一次见到main函数还有参数，也有人只知道有参数，但不知道它代表的到底是什么意思。

我们用这一段代码先来看看现象：

从终端的输出结果可以看出，随着你在命令后面输入的参数增多，argc（参数计数器）不断增加，argv（参数向量数组）里存的内容也越来越多：

输入 ./code：

argc: 1：说明只有 1 个参数（系统默认自带的程序名）。
argv[0] -> ./code：argv[0] 永远固定存储 程序自身的名称或路径。

输入 ./code a：

argc: 2：参数变成了 2 个（程序名 + 第一个自定义参数）。
argv[1] -> a：argv[1] 存储了你输入的第一个自定义参数 a。

这段现象背后，是 linux 系统 exec 执行流程 的体现：

命令拆分（shell 解析）：当你在终端输入 ./code a b c 并回车时，shell（命令行解释器）会先把这行字符串按空格拆分成一个字符串数组：[ "./code", "a", "b", "c" ]

传递给 main 函数：shell 调用系统调用执行程序，操作系统内核会把这个数组作为参数，原封不动地传给 main 函数。

参数封装：

argc：内核数一下这个数组里有几个元素，传给 argc（这里是 4 个）。
argv：内核把这个字符串数组的首地址传给 argv。
argv[argc] = null：c 语言标准规定，argv 数组的最后一个元素后面必须跟一个 null 指针，作为参数结束的标记（虽然代码里没打印，但它存在）。

argc 记录了命令行输入的参数总个数，包含程序名本身；argv 是一个字符串指针数组，依次存储了从命令行解析出来的每一个参数，argv[0] 固定为程序的名称或路径，argv[1]、argv[2] 等则依次存储用户输入的自定义参数。程序通过这两个参数，能够精准获取运行时的命令行输入数据，实现程序与操作系统的交互。

那么说到底，这两个参数到底有什么用呢？

我们先给大家看一个场景：

首先利用这段代码，我们实现出这样一个场景，这样看可能不太直观，但是这样大家就能理解了：

因此，命令行参数的意义在于：让同一个程序能灵活适配不同场景，无需修改源码。它让程序在启动时就能获取用户指定的配置、目标文件、功能选项等，既提升了程序的通用性与复用性，也让程序能便捷地与 shell 脚本、其他工具联动，适配自动化、批量执行等场景，是 linux 环境下程序与系统、用户交互的标准化、高效接口。

2. 环境变量

我们之前提到过，当我们想要执行一个我们自己编写的可执行程序的时候，需要加上 ./ ，这是因为要告诉系统：要执行的程序就在当前目录，否则系统会提示 “command not found”。简单说，./ 的作用就是指定从当前目录执行程序。

可我们之前还讲过，linux下一切皆文件，像我们平时使用的命令，比如：ls、cd、touch等等，它们也都是作为可执行程序的文件，为什么就不用加 ./ 呢？这是因为它们都放在系统里的一个目录 user/bin/底下，当执行可执行程序的时候，系统只会在这个目录下查找文件。所以我们想要执行可执行程序文件的时候，除了采用 ./ 这种方式，还可以把们要执行的文件放到 user/bin/这个目录里面，就可以不加 ./ 直接调用。

那操作系统是怎么知道，自己就要在 user/bin/ 这个目录下查找文件的呢？是谁告诉它的？

这就要介绍我们这一段的标题：环境变量。

2.1 基本概念

环境变量是操作系统为当前用户会话、shell 进程以及所有运行中的程序提供的一组全局动态变量，用于存储系统运行所需的公共配置信息，它不依赖于某个具体程序，而是对整个当前环境生效，系统和应用程序都可以直接读取、使用这些变量来决定自身的运行行为。

在 linux 系统中，环境变量本质是一组 “键 = 值” 形式的配置项，常见的如 path 记录可执行文件搜索路径、home 记录用户主目录、pwd 记录当前所在目录、lang 决定系统语言与字符编码等，它们的作用是让程序不必在代码中写死固定路径或配置，从而具备更好的通用性和可移植性。

当我们在终端输入一个命令时，系统会根据 path 这个环境变量里保存的目录依次查找对应可执行文件，这也是为什么系统命令可以直接运行，而自己编写的程序需要加上 ./ 来明确指定路径的原因。环境变量可以临时设置，也可以写入配置文件永久生效，不同用户可以拥有不同的环境变量配置，它是系统实现灵活管理、程序间信息传递以及命令行正常工作的重要基础机制。

常见的环境变量有这些：

path: 指定命令的搜索路径
home: 指定用户的主工作目录 (即用户登陆到 linux 系统中时，默认的目录)
shell: 当前 shell, 它的值通常是 /bin/bash。

2.2 查看环境变量

既然有环境变量这个东西，那我们该如何具体查看它呢？那就需要使用这个命令，以path为例：

echo $path

path 是 linux 中用于指定命令搜索路径的环境变量，它存储了一组用冒号分隔的系统目录，shell 执行命令时会按顺序在这些目录中查找可执行文件，系统命令因存放在 path 包含的目录中而可直接执行，自定义程序不在 path 中，因此需要用 ./ 指定路径运行，是 linux 实现命令查找与执行的核心机制。

那么如果我们想要修改 path ，除了将我们的目标文件直接加入到 user/bin/ 目录里，还可以这样操作：

# 把当前目录（.）追加到 path 末尾
export path=$path:.

不过这种修改只对当前终端会话有效，关闭终端后就会恢复默认。如果想要永久修改path，就要修改一下shell 配置文件：

1. 编辑 ~/.bashrc 文件

vim ~/.bashrc

2. 在文件末尾添加

# 把你的程序目录加入 path，比如 ~/mycode
export path=$path:~/mycode

3.保存后执行 source ~/.bashrc 让配置立即生效。

不过一般不建议把当前目录 . 永久加入 path，因为会存在安全风险，比如恶意脚本伪装成 ls 等系统命令，被优先执行，临时使用是可以的。另外，修改 path 时一定要写 $path：比如 export path=xxx 会直接覆盖原来的 path，导致所有系统命令都找不到，必须用 $path:xxx 追加。

如果还想查看其他所有的环境变量，我们可以使用 env 命令：

这里的环境变量的意义都是：

env：这是命令本身，作用是列出当前所有环境变量。
shell=/bin/bash：指定当前使用的 shell 解释器为 bash。
user=chen：当前登录的用户名是 chen。
home=/home/chen：当前用户的主目录，也是登录后默认进入的目录。
pwd=/home/chen：当前所在的工作目录路径。
path=/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:...：命令搜索路径，shell 会按顺序在这些目录中查找可执行文件。
hostname=chen：当前主机的名称。
term=xterm：当前终端的类型，影响命令行的显示和交互。
lang=en_us.utf-8：系统的语言和字符编码设置，决定输出语言和文本处理方式。
histsize=1000：shell 历史命令记录的最大条数。
histcontrol=ignored：控制历史命令的记录方式，这里表示忽略重复命令。
mail=/var/spool/mail/chen：用户邮件文件的存储路径。
logname=chen：与 user 类似，记录当前登录的用户名。
shlvl=1：当前 shell 的嵌套层级，1 表示首次登录的 shell。
lessopen=||/usr/bin/lesspipe.sh %s：配置 less 命令的预处理工具，用于查看压缩文件等。
_=/bin/env：上一条执行的命令路径，这里是 env 命令本身。

2.3 通过代码获取环境变量

我们前面在讲命令行参数的时候，提到了main函数有两个参数，实际上main函数最多有三个参数：

第三个参数 char* env() ，实际上存储的就是当前操作系统里的环境变量表。本质是将环境变量表传给进程。

除了利用main函数的参数来获取环境变量，我们还可以使用 getenv函数：

getenv 是 c 语言中用于获取环境变量值的标准库函数，接收环境变量名作为参数，返回对应的值；若变量不存在则返回 null，是程序访问环境变量最简便的接口。

现在就有一个问题，我我们在main函数里看到的 argv 和 env 两个参数，到底是谁传递过来的数据呢？实际上，进程的命令行参数列表与环境变量列表，都是由其父进程（通常为 bash 这类 shell）在创建新进程时传递的，而非由内核直接生成。

因为我们之前提到过，我们运行的所有文件、程序等等，其实都是 bash 这个进程的子进程，而作为子进程我们可以获取到父进程(bash)的代码和数据等等，所以bash会把会话的所有环境变量（如 path、home、user）整理成 envp 数组，然后在创建新进程的时候直接传递过去。这也间接的让环境变量具有了全局性。

那么bash的这个环境变量列表又是从哪里获取的呢？答案是：从linux操作系统的配置文件信息里读取到的。也就是说，当我们启动linux操作系统，也就是创建进程bash的时候，会先读取linux的配置文件，然后把读取到的信息加载到bash进程的上下文数据里。这也是之所以我们只要重启linux操作系统之后，原先修改过的环境变量会被恢复成原来的值，重启的本质也就是重新再读取加载一遍。