12: コマンドライン引数
Linux にログインし、以下の講義ページを開いておくこと http://www-it.sci.waseda.ac.jp/teachers/w483692/CPR1/
2015-06-29
C プログラミング入門 総機1 (月1)
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内容 説明 呼び出し元の変数を書き換える 第 9 回 文字列を渡す・配列を渡す 第 10 回 ファイルポインタ 第 10 回 複数の値を返す 第 11 回 大きな領域を確保する 第 11 回
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まとめ:ポインタを使った処理
コマンドライン引数の取り扱い シェルから引数 (オプション) を受け取る 技術的には二重ポインタ (double pointer) である
• ポインタへのポインタ • 秋期の「Cプログラミング」で使うが、この講義ではあまり踏み込まない
文字列から数値への変換 コマンドライン引数は単なる文字列なので、数値として扱うには変換が必要
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今回の内容
メモリ上の位置を表す値 型を持つ 変数 a のアドレスは &a ポインタ変数に格納できる アドレス値のことをポインタとも呼ぶことがある
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復習:アドレスとポインタ
int *p
100
int a
矢印が指す位置のアドレスを持っている
{ int a = 100; int *p = &a; printf("%d", *p);
デリファレンス演算子 * で、アドレスが指す位置の内容を読み書きできる 添え字演算子 [] で、ポインタの指す位置をずらして読み書きできる ポインタ p に対して *(p+n) と p[n] は同じ
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復習:アドレス演算と読み書き
p
-23 85
メモリ上のデータをどんな値とみなすかは、ポインタの型で決まる
p[0] == *p == 23
p[1] == *(p+1) == 85
矢印が指す位置のアドレスを持っている
配列変数名は、式中で配列の先頭へのポインタとなる 配列変数を a とすると a そのものがアドレス &a[0] (0 番要素のアドレス) と同じ &a と書いてもよい
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復習:配列とポインタ
p
365 a[0] == *a == p[0] == *p == 365
int a[4]
それぞれ型が異なる場合があるが詳細は省略する。ポインタに関する専門書を参照
p = &a という代入をした場合
文字列は、メモリ上の文字 (char 型の値) が並んでいる領域の先頭へのポインタである なぜ char 型なのかは歴史的な事情による 日本語を含む場合でも、基本的には char でよい 文字列リテラルを書くと、その文字列がシステム領域に用意され、その先頭ポインタを表す
文字列の終端は null 文字 ('¥0') である 配列を文字列リテラルで初期化すると、自動的に付加される
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復習:文字列
シェルでコマンド名の後ろに書く文字列 ホワイトスペースで分割される (トークン化) コマンドは受け取った引数を処理する
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コマンドライン引数
[user@host]$ gcc src.c -o src -Wall -Wextra
[user@host]$ ./src hello world
この場合、 5 個の引数を gcc というプログラムに渡している
C 言語で書いたプログラムに引数を渡した場合、どのように処理すればいいのか?
main 関数として以下のプロトタイプを使う int main(int argc, char** argv); cf. 今までのは int main(void); 引数名は何でもよいが慣用的に argc, argv または ac, av が使われる それぞれ、 argument count と argument
vector (引数の列) という意味
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コマンドライン引数の受け取り方
第2引数の書き方として、 • char **av • char *av[] のどちらでも、文法上は同じである。後者の書き方をする人もいるので覚えておく
システムのメモリ領域
文字列へのポインタの配列 最後に null ポインタで終わる
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argv の内容
./prog hello world 100 と実行した場合
'h' 'e' 'l' '¥0' 'l' 'o'
'w' 'o' 'r' '¥0' 'l' 'd'
'1' '0' '0' '¥0'
'.' '/' 'p' 'g' 'r' 'o' '¥0' argv[0]
char **argv main 関数の自動変数の領域
argv[0][0]
規格では、 argv[0] に実行したコマンドが必ず入るとは定められていないが、多くの処理系でこうなる
たとえば argv[1] が "hello" という文字列だと思えばよい
argv[1]
argv[4] == NULL
システムのメモリ領域
null ポインタの入っている要素の番号を表す n 個の引数を指定すると argc == n+1
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argc の意味
./prog hello world 100 と実行した場合
'h' 'e' 'l' '¥0' 'l' 'o'
'w' 'o' 'r' '¥0' 'l' 'd'
'1' '0' '0' '¥0'
'.' '/' 'p' 'g' 'r' 'o' '¥0' argv[0]
char **argv main 関数の自動変数の領域
argv[0][0]
この例の場合 argc == 4 つまり、指定した引数の個数 + 1
argv[1]
argv[argc] == NULL
argv[i] を i = 1, ..., argc-1 まで表示
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例題:引数をすべて表示する
int main(int argc, char **argv) { int i; printf("%d arguments:¥n", argc-1); for(i = 0; i < argc; ++i) { printf("[%d] == ¥"%s¥"¥n", i, argv[i]); } return 0; }
[user@host]$ ./arg hello 123 2 arguments [0] == "./arg" [1] == "hello" [2] == "123"
argc までループさせない なぜなら、 argv[argc] == NULL なので表示できない
プログラム名が arg の場合
argv はポインタ変数であり、直接移動させることもできる
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例題:引数をすべて表示する (別の書き方)
int main(int argc, char **argv) { printf("%d arguments:¥n", argc-1); for( ; *argv != NULL; ++argv) { printf("¥"%s¥"¥n", *argv); } return 0; }
[user@host]$ ./arg hello 123 2 arguments "./arg" "hello" "123"
*argv は argv[0] と同じであり、 argv 自体を動かしていくと、 *argv が表す文字列が変わっていく
プログラム名が arg の場合
NULL が現れるまで動かすので、 argc は必要ない 初期化条件は空 ポインタを動かすだけでは何番目かがわからな
い。必要なら変数を用意してカウントする
とりあえず、 argv[i] が、 i 番目の引数、と考えるだけで OK ただし、 i は 1 からカウント 最低限 p. 12 のプログラムが使えればよい
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難しいと思う人は…
引数はあくまでも文字列である たとえば、 100 と書いても、 "100" という文字列でしかない 数値として扱うには標準ライブラリ関数で変換する (次のスライドで説明)
引数が空文字列になる場合もある たとえば、 ./prog "" abc と書いて実行すると、 argv[1] は空文字列、 argv[2] は "abc"
引数はシステム領域に作られるので、 (const はついていないが) 書き換えてはいけない
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コマンドライン引数の注意
sscanf() は、文字列を解析して変数に値を書きこむ
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文字列を数値に変換する (1) sscanf
int main(int argc, char **argv) { int i; printf("%d arguments:¥n", argc-1); for(i = 1; i < argc; ++i) { int v = -1; sscanf(argv[i], "%d", &v); printf("[%d] == ¥"%s¥" (%d)¥n", i, argv[i], v); } return 0; }
[user@host]$ ./arg hello 123 abc 3.14 4 arguments [1] == "hello" (-1) [2] == "123" (123) [3] == "abc" (-1) [4] == "3.14" (3)
プログラム名が arg の場合
整数として変換できない文字列だった場合は何もしない
整数として変換する
整数として変換できるところまで使われる 変換対象の文字列
sscanf() は、文字列を解析して変数に値を書きこむ
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文字列を数値に変換する (1) sscanf
int main(int argc, char **argv) { int i; printf("%d arguments:¥n", argc-1); for(i = 1; i < argc; ++i) { double v = -1; sscanf(argv[i], "%lf", &v); printf("[%d] == ¥"%s¥" (%f)¥n", i, argv[i], v); } return 0; }
[user@host]$ ./arg hello 123 abc 3.14 4 arguments [1] == "hello" (-1.000000) [2] == "123" (123.000000) [3] == "abc" (-1.000000) [4] == "3.14" (3.140000)
プログラム名が arg の場合
double として変換する
小数の値として解釈されている l (エル) は不要
文字列を数値に変換する関数として<stdlib.h> に以下の 2 種類がある atox() は簡単に使えるが、変換に失敗したかどうかを判断できない
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文字列を数値に変換する (2) 変換関数
関数名 変換する型 備考 atoi int 範囲外の値だった場合の戻り値は未定義。
変換に失敗した場合は 0 を返す。 (関数名は ASCII to x という意味 ASCII は文字コードのこと)
atol long int
atof double
strtol long int 変換に変換に失敗した場合は 0 を返す。 失敗した位置をポインタとして得られる。 strtol, strtoul は基数 (何進法表記か) を指定する。 (関数名は string to x という意味)
strtoul unsigned long int
strtod double
float ではない
なるべく右の strtox() を使うべき
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文字列を数値に変換する (2) 変換関数
{ int x; char *s = "2014.2"; x = atoi(s); printf("¥"%s¥" == %d¥n", s, x);
{ int x; char *s = "2014.2"; char *p; x = strtol(s, &p, 10); printf("¥"%s¥" == %d", s, x); // 変換が完全に失敗した場合 if(str == p) { ...
変換の失敗位置が必要なければ、 NULL を渡してもよい
p は変換に失敗した最初の位置である もし、文字列の先頭と同じなら、1文字も解釈できなかったことになる
10進数を指定
#include <stdlib.h> int atoi(const char *str); long strtol(const char *str, char **str_end, int base );
atoi, strtol のプロトタイプ
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