Linux环境变量与命令行参数常见环境变量 | 环境变量的全局属性 | 命令行参数

Posted 2022-08-13 跳动的bit

文章目录

• • • 【写在前面】
    • 一、环境变量
    • • 💦 基本概念
      • 💦 查看环境变量方法及相关命令
      • 💦 常见环境变量
      • • 1. PATH，指定命令的搜索路径
        • 2. 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)
        • 3. SHELL，当前 Shell，它的值通常是 /bin/bash
        • 4. HISTSIZE
      • 💦 环境变量的全局属性
    • 二、 命令行参数
    • • 💦 通过代码如何获取环境变量

【写在前面】

对于环境变量，主要介绍基本概念及三四个环境变量 —— PATH、HOME、SHELL、HISTSIZE，其中 PATH 作为 “ 敲门砖 ”，我们会更详细讲解；理解环境变量的全局属性 —— 环境变量是可以被子进程继承(注意区分 C++ 里的继承)；环境变量的组织方式。其次会介绍命令行参数 —— main 函数的参数。注意学习了本文的知识，并不代表己经掌握了环境变量，因为还有很多关于环境变量使用的技巧及常见的环境变量没有过多的介绍，后面有需要用到环境变量的地方在展开。

一、环境变量

💦 基本概念

在 Linux 及 Windows 系统中，存在一种特殊的系统级变量，我们称之为环境变量。

1. 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。

   结合下面的理解，环境变量一般是在操作系统启动之后生成的，这些变量的数据来源，是通过一些某些配置文件来的。

2. 我们在编写 C/C++ 代码的，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。

3. 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。

💦 查看环境变量方法及相关命令

echo $NAME：NAME 是环境/本地变量的名称，查看 NAME 变量的内容。

env：查看系统中大部分的环境变量。

set：查看本地定义的变量和环境变量。

export：设置新的环境变量。

unset：清除设置的环境变量。

💦 常见环境变量

1. PATH，指定命令的搜索路径

可以看到 PATH 里的内容类似于路径。

路径 ❓

当代码写完，经过编译，产生了一个可执行程序 mytest，那么 mytest 是一条命令吗 ？？？

  在 Linux 中，你自己生成的可执行程序，具有可执行权限x，所以可执行程序也是一条命令。从现在开始我们就可以认为程序、可执行程序、指令、命令等，都是一个概念。也就是说./mytest and ls这样的系统级命令没有差别。

大家都是程序，为什么系统级命令不用加./，而自己的命令却要加./ ？？？

  ./是当前路径。所以我们就能理解：ls是系统级命令，路径不在当前，所以./ls就会No such file or directory；mytest是自己的命令，且在当前路径，所以./mytest可以执行；这里需要搞懂的是ls是怎么找到的，以及mytest为啥找不到。

其中mytest报的是-bash: mytest: command not found，那么就意味着曾经系统找过，没找到，那么系统应该在哪里找 ？？

  系统在进行查找命令时，默认是在环境变量 —— PATH 中查找的，而 PATH 在这里的功能是辅助系统进行指令查找，这是 PATH 存在的价值。所以这就解释了为啥ls去PATH里找得到，mytest去PATH里找不到，./mytest在当前路径找得到，./ls在当前路径找不到的原因。

也就是说PATH里保存的就是当前指令的搜索路径，我们再来了解下PATH的路径 ？？？

  其中冒号是每个路径之间的间隔符；而每个路径是绝对路径。也就是说系统在执行ls、mytest等指令时默认会一个路径一个路径的查找，如果找到了就执行，如果到最后也没找到，那么就会-bash: xxx: command not found。

实现mytest ？？

  A) 把mytest拷贝至PATH下的任何一个路径下。

  A.a) 在这之前我们先把A)中cp的删除。

  B) 把mytest当前所处路径添加到PATH下。

PATH=$PATH:/home/wanghong/test，其中新的路径 = 原来的路径 : 要添加的路径。注意如果没有$PATH，那么老的路径会被全部替换成要添加的路径。

  B.a) 如果不小心PATH=/，就意味着把PATH给清空了，那么原本系统级的命令ls等就使用不了了。

那么也不要慌，PATH既然是变量，意味着它是可以被赋值的(上面就二次赋值过)，那么最开始的一串的默认路径肯定是 Linux 系统在给你这个用户在配置文件里加载下来的。所以我们直接重新登录即可恢复默认的路径。

通过这里就可以知道，为啥很不不建议小白乱修改 Linux 系统中任何一个配置文件。没有改配置文件还好，大不了重新登录；但是改了配置文件，那么很多未知的错误就会出现。

也就是说之前把要添加的路径配置到PATH下时，在下一次登录时就不复存在了，如何让它永久存在呢 ？

  A) 修改相关配置文件，但是对小白来说极其不推荐。

当系统登录成功后，系统会把各种需要的脚本跑一下，然后我们就看到echo $PATH里的内容了。

  B) 把程序拷贝到PATH下的任何一个路径下。

2. 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)

为什么登录不同的用户 DanceBit and root 时，所对应的家目录不一样 ❓

  根本原因是因为 Linux 系统中还有一个环境变量 —— HOME，它默认表明当前用户登录时所处的默认路径，当然它在系统中也有配置的。我们从上图可以看到DanceBit用户中HOME保存的是/home/DanceBit；而root用户中HOME保存的是/root。

我们知道 Linux 系统是可以多人同时使用的，其实 Windows 也是可以多人同时使用的，但是你和你的室友同时使用你室友的电脑有什么意义呢，你不也有吗 ！！！

3. SHELL，当前 Shell，它的值通常是 /bin/bash

我们的命令行解释器有bash、sh 等，可以看到 SHELL 里保存的是当前命令行解释器的种类 —— bash。

4. HISTSIZE

history记录了当前用户历史上所使用的很多命令，history | wc -l统计了历史命令有 15 条(加上自己的一条)。

可以看到 HISTSIZE 里保存着3000，你按键盘的上和下能翻到历史命令，前提条件是系统给你保存了，但是如果保存太多，对系统也是负担，所以默认最多只能保存3000条。

💦 环境变量的全局属性

注意环境变量的全局属性和语言上的全局属性不一样，比如说你定义了一个全局变量，这个全局变量就可以被当前文件中所有函数访问，而环境变量的全局属性指的是它可以被子进程继承下去。

这里我们学习两个获取环境变量的函数 —— getenv(主文主要学习)、setenv。

其中使用getenv需要包含<stdlib.h> ，它的参数是环境变量的名称，返回值是该变量对应的内容。

在命令行上运行的 “ 大部分 ” 指令，它的父进程都是bash。不管是你的程序，还是系统的命令，都是bash创建子进程，子进程执行你的命令(创建子进程我们知道了fork，但子进程执行命令会在进程控制中会谈)。

命令行中，我们可以定义两种变量 ❓

1. 本地变量。

   MY_VAL是在当前bash内定义的变量，只能在当前 shell 命令行解释器内被访问，不可以被子进程继承。
   
   验证不可以被子进程继承，./mytest运行后就是bash的子进程。
   export ？？？

     其中export MY_VAL就可以将本地变量MY_VAL导成环境变量，而环境变量可以被bash的子进程mytest继承。
   
   env 可以查看所有的环境变量，如何查看所有本地变量 ？？

     env用于查看所有环境变量；set用于查看所有本地变量、环境变量。
   
   
   unset ？？？

   清除设置的环境变量。
   
   echo 本地变量 ？？？
   
     echo 是命令吗；echo 是命令的话需要创建子进程吗；如果 echo 创建了子进程它是怎么打到本地变量呢；上面不是说本地变量是不能被子进程继承的吗；“ 大部分 ”命令在命令行上运行，都是作为 bash 的子进程在运行。

     这里想说的是 echo 当然是命令，echo 在执行的时候肯定是 bash 的子进程，那么感觉它作为子进程却能继承本地变量的原因是：我们上面说的是 “ 大部分 ” 命令，而其中像 echo、export、set、env 等命令，我们一般称之为内建命令，可以理解为 shell 程序内部的一个函数，也就是说 shell 在执行命令时，如果是内建命令，那么它直接调用内建命令对应的方法，如果不是内建命令，那么就会 fork 子进程。

2. 环境变量。

   环境变量具有 “ 全局属性 ”，它可以被子进程继承。

二、 命令行参数

main 函数有没有参数，可不可以带参，如果可以最多可以带几个参数 ❓

  咦！好奇怪。在 C/C++ 中写了这么多 main 函数从来没有写过带参的。实际 main 函数是可以带参的，可以带 3 个参数。

  其中int argc是命令行参数的个数；char* argv[]是指针数组，数组里有几个有效元素是由argc确定，所以 main 函数的前两个参数用来记录的是我们在命令行上传入的参数，我们称这两个参数为命令行参数。

为什么要存在命令行参数 ❓

  在 Windows 下是感受不到的。比如这里我们要实现加减法计算器./cal -add 3 5、./cal -sub 3 5，那么它有4个argc。

  有人说这也体现不了命令行参数有啥价值呀。可以看到下图，ls 命令根据不同的选项可以完成不同的功能，这就是命令行参数最大的价值。所以为什么我们在大部分 C/C++ 代码中不用命令行参数的原因是你的 main 函数只有一种功能。

  比如 Windows 下shutdown命令，而因为命令行参数的作用，所以它能根据不同选项完成不同功能。

  在 C语言里，我们学习函数栈帧时，说过 main() 是被 __tmainCRTStartup() 调用的，__tmainCRTStartup() 最后是被操作系统调用的，其中 main 函数的参数是在 __tmainCRTStartup() 调用 main 函数时就传入了，Linux 下也是如此，

char* env[] ❓

  char* env[]是 main 函数的第 3 个参数，它和第 2 个参数的类型一样都是指针数组。但是 env 的每个元素是环境变量。换言之，我们把环境变量的路径作为字符串，用char* env[]这样的字符指针数组，依次指向不同的环境变量，我们就可以通过数组传参的方式，把环境变量传递给当前程序，当前程序运行后成为进程，也就意味着进程拿到了环境变量。



  可以看到这里打出来的环境变量几乎是和bash的环境变量一模一样，说明环境变量的继承是通过第三个参数char* env[]来继承的。

💦 通过代码如何获取环境变量

1. 命令行第三个参数。

   详见如上char* env[]。
   

2. getenv。

   现在我们就明白了getenv("PATH")的原理其实就是在 env 里，进行文本匹配，找到PATH对应的内容返回。

3. 通过第三方变量environ获取。

   在 C 中想获取环境变量，可以使用 C 提供的全局变量 —— environ。libc中定义的全局变量environ指向环境变量表，environ没有包含在任何头文件中，所以在使用时要用extern声明。
   
   帮助理解 ？？？

     咦！这有点接受不了了，难道学了个假的 C语言吗，这其实是些冷门知识。实际 10 和 20 确实是传给了 show，只不过你没有办法使用，其中如果你曾经了解过函数调用时会形成栈帧，那么就知道 10 和 20 会被压入 show 这个栈帧中，换句话说，我们在 show 里是可以使用某些指针操作得到 10 和 20 的。同理 main 函数虽然没有明确写带参，但同样也可以把 argc、argv、env 传参，同样这里的二级指针也可以通过某种方式，在压栈结构中，让 environ 指向传入的命令行参数。