C++ Boost命令行解析庫的應(yīng)用詳解
命令行解析庫是一種用于簡化處理命令行參數(shù)的工具，它可以幫助開發(fā)者更方便地解析命令行參數(shù)并提供適當(dāng)?shù)膸椭畔?。C++語言中，常用的命令行解析庫有許多，通過本文的學(xué)習(xí)，讀者可以了解不同的命令行解析庫和它們在C++項目中的應(yīng)用，從而更加靈活和高效地處理命令行參數(shù)。
一般比較常見的解析庫：
getopt：一個C語言的命令行解析庫，也被廣泛用于C++程序。它提供了一組函數(shù)來解析命令行參數(shù)，并支持短選項（如 -a）和長選項（如 --help）。
Boost.Program_options：這是Boost庫中的一個模塊，提供了一個強大的命令行解析庫。它支持短選項、長選項、位置參數(shù)等，并且具有很好的錯誤處理和幫助信息生成功能。
TCLAP：TCLAP（Templatized C++ Command Line Parser Library）是一個C++的命令行解析庫，它提供了簡單易用的API來解析命令行參數(shù)，并支持短選項和長選項。
CLI11：CLI11是一個現(xiàn)代化的C++命令行解析庫，它使用C++11標準，并提供了一組簡單易用的API。
這些庫各有特點，開發(fā)者可以根據(jù)項目的需求和個人喜好選擇合適的命令行解析庫。通過使用這些庫，開發(fā)者可以更輕松地處理命令行參數(shù)，提高程序的易用性和用戶體驗。在命令行程序中，argc和argv是C++程序中用于接收命令行參數(shù)的主要機制。其中：
argc（Argument Count）表示命令行參數(shù)的個數(shù)，包括程序本身。至少為1，即程序名。
argv（Argument Vector）是一個指向字符指針數(shù)組的指針，每個指針指向一個以空字符結(jié)尾的C字符串，表示一個命令行參數(shù)。
通常，argv[0] 存儲的是程序的名稱，argv[1] 開始存儲的是傳遞給程序的實際命令行參數(shù)。開發(fā)者可以通過對 argc 和 argv 的處理，來獲取和解析命令行參數(shù)，從而完成特定功能的配置和操作。例如，使用 getopt、Boost.Program_options 或者其他命令行解析庫來解析和處理命令行參數(shù)，更方便地獲取用戶的輸入。
在字符串上解析
該段代碼通過簡單的字符串切割實現(xiàn)了對命令行參數(shù)的解析。它將命令行字符串切割為選項和參數(shù)，并輸出它們的內(nèi)容。同時，根據(jù)特定的選項和參數(shù)組合條件，輸出用戶登錄的相關(guān)信息。
代碼的主要流程如下：
- 定義了一個函數(shù) GetOpt，該函數(shù)接收一個字符指針 command（命令行字符串）和一個二維字符數(shù)組 command_ptr（用于存儲解析后的選項和參數(shù)）。
- 在 GetOpt 函數(shù)中，使用 strtok 函數(shù)對 command 字符串進行切割和解析，將選項和參數(shù)存儲在 command_ptr 數(shù)組中，并返回選項和參數(shù)的總數(shù)。
- 在 main() 函數(shù)中，構(gòu)造一個命令行字符串 cmd，然后調(diào)用 GetOpt 函數(shù)，將解析后的選項和參數(shù)存儲在 Opts 數(shù)組中，并獲取選項和參數(shù)的總數(shù) count。
- 使用 for 循環(huán)遍歷 Opts 數(shù)組，根據(jù)數(shù)組索引的奇偶性分別輸出命令行選項和參數(shù)。
讀者需要注意，此代碼使用簡單的字符串切割來實現(xiàn)命令行參數(shù)的解析，并假設(shè)輸入的命令行格式是固定的，即選項和參數(shù)的順序和格式是固定的（如 “–address 127.0.0.1 --password 123456 --port 22”）。如果輸入的命令行格式有變化或者更復(fù)雜的需求，可能需要使用更強大的命令行解析庫來完成更靈活的解析工作。
#include <iostream>
#include <Windows.h>
using namespace std;
// 傳入命令行,切割解析
int GetOpt(IN char *command, OUT char command_ptr[][1024])
{
char* ptr;
ptr = strtok(command, " ");
int count = 0;
while (ptr != NULL)
{
strcpy(command_ptr[count++], ptr);
ptr = strtok(NULL, " ");
}
return count;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
char cmd[4096] = "--address 127.0.0.1 --password 123456 --port 22";
char Opts[30][1024];
int count = GetOpt(cmd, Opts);
for (int x = 0; x < count; x++)
{
if (x % 2 == 0)
{
std::cout << "命令行: " << Opts[x] << std::endl;
}
else
{
std::cout << "參數(shù): " << Opts[x] << std::endl;
}
}
// 參數(shù)解析使用
if ((strcmp(Opts[0], "--address") == 0) && (strcmp(Opts[2], "--password") == 0) && (strcmp(Opts[4], "--port") == 0))
{
std::cout << "用戶登錄: " << Opts[1] << " 密碼: " << Opts[3] << " 端口: " << Opts[5] << std::endl;
}
return 0;
}
自實現(xiàn)參數(shù)解析
這段代碼是筆者突發(fā)奇想之后寫出來的一個簡易版參數(shù)解析器，通過檢查參數(shù)個數(shù)和特定的選項和參數(shù)組合，輸出對應(yīng)的類型、地址和端口信息。如果參數(shù)個數(shù)小于等于2，則輸出使用說明；如果參數(shù)個數(shù)等于7且滿足特定格式 “–type tcp/udp --address 127.0.0.1 --port 8888”，則輸出用戶指定的類型、地址和端口信息。
代碼的主要流程如下：
- 通過檢查 argc 的值，如果小于等于2，則輸出使用說明提示用戶正確輸入命令行參數(shù)。
- 如果參數(shù)個數(shù)等于7，按照特定的格式 “–type tcp/udp --address 127.0.0.1 --port 8888” 進行解析和判斷。
- 使用 strcmp 函數(shù)判斷命令行選項是否為 “–type”、“–address” 和 “–port”，并檢查其后的參數(shù)是否符合預(yù)期格式。
根據(jù)特定的選項和參數(shù)組合條件，輸出對應(yīng)的類型、地址和端口信息。
#include <Windows.h>
#include <iostream>
int main(int argc, char* argv[])
{
// 如果小于兩個參數(shù)則輸出提示
if (argc <= 2)
{
fprintf(stderr, "\nUsage:\n\n"
" \t --type 指定類型(string) \n"
" \t --address 指定地址(string) \n"
" \t --port 指定端口(int) \n\n"
);
exit(0);
}
// 如果參數(shù)個數(shù)是7那么總共需要有6個參數(shù)傳遞
// 其中 1,3,5 代表的是參數(shù)開關(guān)
// 剩余 2,4,6 則代表每個開關(guān)傳入?yún)?shù)
if (argc == 7)
{
// --type tcp/udp --address 127.0.0.1 --port 8888
if (strcmp((char*)argv[1], "--type") == 0 && strcmp((char*)argv[3], "--address") == 0 && strcmp((char*)argv[5], "--port") == 0 )
{
// 開關(guān)內(nèi)部,也可以嵌套繼續(xù)判斷類型
if (strcmp((char*)argv[2], "tcp") == 0)
{
printf("[+] 類型: %s 地址: %s 端口: %d \n", argv[2], argv[4], atoi(argv[6]));
}
else if (strcmp((char*)argv[2], "udp") == 0)
{
printf("[+] 類型: %s 地址: %s 端口: %d \n", argv[2], argv[4], atoi(argv[6]));
}
}
}
return 0;
}
如上代碼所示，是筆者最常用的命令行解析方式，這種方式比較死板無法更智能的判斷參數(shù)類型，如果需要判斷的更全面則需要將其改進為以下格式，改進后雖然解析更靈活了，但管理起來也會變得更復(fù)雜。
如下所示，代碼實現(xiàn)了一個32位端口快速掃描器的簡單功能。通過解析命令行參數(shù)，用戶可以指定待掃描的IP地址、開始端口和結(jié)束端口，并根據(jù)參數(shù)選擇相應(yīng)的掃描方式。如果沒有指定合法的參數(shù)或缺少必要參數(shù)，則輸出工具的菜單選項供用戶參考。
代碼的主要流程如下：
- 定義了一個結(jié)構(gòu)體 GetOpt 用于保存參數(shù)信息，并定義了全局變量 opt 作為全局參數(shù)存儲對象。
- 編寫函數(shù) getOpts 對命令行參數(shù)進行解析，并將解析結(jié)果存儲到結(jié)構(gòu)體 opt 中。
- 編寫函數(shù) ShowOptions 輸出工具的菜單選項，包含待掃描的IP地址、開始端口和結(jié)束端口的參數(shù)說明。
在 main() 函數(shù)中，根據(jù)命令行參數(shù)的解析結(jié)果，輸出對應(yīng)的信息：如果同時指定了IP地址、開始端口和結(jié)束端口，則輸出對應(yīng)的掃描信息；如果只指定了開始端口和結(jié)束端口，則輸出端口范圍信息；否則，顯示工具的菜單選項。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
typedef struct GetOpt // 全局保存每個參數(shù)
{
char Address[128]; // IP地址
int Start; // 開始端口
int End; // 結(jié)束端口
}GetOpt;
static struct GetOpt opt; // 定義全局結(jié)構(gòu)體
// getOpts 針對參數(shù)的解析與賦值
int getOpts(int argc, char **argv)
{
strcpy(opt.Address, "null"); // 初始化參數(shù)解析
opt.Start = 0; opt.End = 0; // 初始化參數(shù)解析
for (int each = 1; each < argc; each++)
{
if (!strcmp(argv[each], "--addr") && each + 1 < argc)
{
strcpy(opt.Address, argv[++each]);
}
else if (!strcmp(argv[each], "--start") && each + 1 < argc)
{
opt.Start = atoi(argv[++each]);
}
else if (!strcmp(argv[each], "--end") && each + 1 < argc)
{
opt.End = atoi(argv[++each]);
}
else { return 0; }
}
return 1;
}
// 輸出工具菜單選項
void ShowOptions()
{
fprintf(stderr, "\n"
"Usage: 32位端口快速掃描器 Ver:1.0 By:Lyshark \n\n"
"options: \n"
"\t --addr [addr] 指定待掃描的Ip地址 \n"
"\t --start [count] 指定待掃描的開始端口 \n"
"\t --end [count] 指定待掃描的結(jié)束端口 \n"
);
}
// 主函數(shù)還是用來判斷參數(shù),并執(zhí)行相應(yīng)的命令
int main(int argc, char* argv[])
{
if (getOpts(argc, argv) != 1)
{
ShowOptions();
}
else if (strcmp(opt.Address, "null") != 0 && opt.Start != 0 && opt.End != 0)
{
for (int x = 0; x < 100; x++)
printf("掃描: %s 開始地址: %d 結(jié)束地址: %d \n", opt.Address, x, opt.End);
}
else if (opt.Start != 0 && opt.End != 0)
{
for (int y = 0; y < 10; y++)
printf("端口范圍: %d -> %d \n", y, opt.End);
}
else { ShowOptions(); }
return 0;
}
交互式參數(shù)解析
交互式參數(shù)解析器，其實就是類似于Linux系統(tǒng)終端那樣的頁面，運行代碼后進入一個可交互環(huán)境，讀者可以執(zhí)行需要的命令。該功能的實現(xiàn)依賴于tokenizer.hpp模塊，該模塊提供了靈活、高效的字符串分割工具，可以幫助簡化字符串處理的任務(wù)，特別是在文本處理、配置文件解析、數(shù)據(jù)解析等方面有著廣泛的應(yīng)用。
boost/tokenizer.hpp 主要功能是將一個字符串拆分成多個子串（tokens），通過指定分隔符或者符合某種條件的位置來實現(xiàn)字符串的分割。這在處理文本文件、解析命令行參數(shù)、數(shù)據(jù)處理等方面非常有用。
使用 boost::tokenizer 需要包含 <boost/tokenizer.hpp> 頭文件，并在代碼中使用 boost::tokenizer 類的實例對象來進行字符串的分割。該類提供了靈活的選項，允許用戶指定分隔符、忽略空白字符、指定分隔符類型等。
例如，下面是一個使用 boost::tokenizer 進行字符串分割的簡單示例：
#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/tokenizer.hpp>
int main()
{
std::string input = "Boost C++ Libraries";
boost::tokenizer<> tokens(input); // 默認使用空格作為分隔符
for (const auto& token : tokens) {
std::cout << token << std::endl;
}
return 0;
}
上述示例會將字符串 "Boost C++ Libraries" 按照空格進行分割，并輸出拆分得到的子串。運用此功能并配合一個死循環(huán)結(jié)構(gòu)我們就可以構(gòu)建出一個交互式命令行環(huán)境，并可以根據(jù)用戶輸入的命令執(zhí)行相應(yīng)的操作。
根據(jù)上述所示的庫函數(shù)，我們可以靈活的實現(xiàn)參數(shù)的解析功能，并實現(xiàn)一個簡單的交互式參數(shù)解析功能，如下所示將提供三個交互命令，讀者可自行編譯并運行測試。
代碼的主要流程如下：
1.使用 std::getline(std::cin, command) 從標準輸入讀取用戶輸入的命令，并將命令存儲在字符串 command 中。
2.通過字符串的比較判斷用戶輸入的命令，如果是 “help” 則輸出功能菜單，展示可用的命令選項。
3.使用 boost::tokenizer 將用戶輸入的命令進行分割，提取出命令關(guān)鍵詞和參數(shù)。
4.根據(jù)分割后的命令關(guān)鍵詞和參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的功能：
- 如果是 “AddRule” 命令，則解析地址和DNS參數(shù)，并輸出解析結(jié)果。
- 如果是 “DeleteRule” 命令，則解析地址參數(shù)，并輸出刪除地址信息。
- 如果是 “ShowList” 命令，則輸出一個簡單的數(shù)字列表。
#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/tokenizer.hpp>
using namespace std;
using namespace boost;
int main(int argc, char const *argv[])
{
std::string command;
while (1)
{
std::cout << "[LyShark] # ";
std::getline(std::cin,command);
if (command.length() == 0)
{
continue;
}
else if (command == "help")
{
std::cout << "[功能菜單] \n" << std::endl;
std::cout << "增加規(guī)則: AddRule --address 192.168.1.1 --dns 8.8.8.8" << std::endl;
std::cout << "刪除規(guī)則: DeleteRule --address 192.168.1.1" << std::endl;
std::cout << "輸出列表: ShowList" << std::endl;
}
else
{
// 定義分詞器: 定義分割符號為[逗號,空格]
boost::char_separator<char> sep(", --");
typedef boost::tokenizer<boost::char_separator<char>> CustonTokenizer;
CustonTokenizer tok(command, sep);
// 將分詞結(jié)果放入vector鏈表
std::vector<std::string> vecSegTag;
for (CustonTokenizer::iterator beg = tok.begin(); beg != tok.end(); ++beg)
{
vecSegTag.push_back(*beg);
}
// 解析 [shell] # AddRule --address 192.168.1.1 --dns 8.8.8.8
if (vecSegTag.size() == 5 && vecSegTag[0] == "AddRule")
{
if (vecSegTag[1] == "address" && vecSegTag[3] == "dns")
{
std::string set_address = vecSegTag[2];
std::string set_dns = vecSegTag[4];
std::cout << "解析地址: " << vecSegTag[2] << "解析DNS: " << vecSegTag[4] << std::endl;
}
}
// 解析 [shell] # DeleteRule --address 192.168.1.1
else if (vecSegTag.size() == 3 && vecSegTag[0] == "DeleteRule")
{
if (vecSegTag[1] == "address")
{
std::string del_address = vecSegTag[2];
std::cout << "刪除地址: " << del_address << std::endl;
}
}
// 解析 [shell] # ShowList
else if (vecSegTag.size() == 1 && vecSegTag[0] == "ShowList")
{
for (int x = 0; x < 10; x++)
{
std::cout << x << std::endl;
}
}
}
}
return 0;
}
非交互參數(shù)解析
雖然分詞器可以用于參數(shù)解析，但是其本身并不是用于做參數(shù)解析用的，在Boost中提供了Boost.Program_options庫，該框架提供了強大而靈活的命令行選項解析功能，可以幫助簡化處理命令行參數(shù)的過程，并提供良好的幫助信息和錯誤處理機制，是處理命令行參數(shù)的優(yōu)秀工具庫之一。
使用 Boost.Program_options 需要包含 <boost/program_options.hpp> 頭文件，并通過創(chuàng)建 boost::program_options::options_description 對象來定義選項描述，然后使用 boost::program_options::parse_command_line 函數(shù)解析命令行參數(shù)，最后通過 boost::program_options::variables_map 對象獲取解析后的選項和參數(shù)的值。
例如，下面是一個使用 Boost.Program_options 解析命令行參數(shù)的簡單示例：
代碼的主要流程如下：
1.使用 boost::program_options::options_description 定義命令行選項描述，包含三個選項：address、start_port 和 end_port，以及一個 help 選項用于輸出幫助菜單。
2.使用 boost::program_options::parse_command_line 函數(shù)解析命令行參數(shù)，并將解析結(jié)果存儲在 boost::program_options::variables_map 對象 virtual_map 中。
3.使用 boost::program_options::notify 函數(shù)檢查命令行參數(shù)是否符合預(yù)期，并存儲解析后的值到 virtual_map。
4.根據(jù) virtual_map中存儲的命令行參數(shù)值，判斷用戶輸入的選項并執(zhí)行相應(yīng)的操作：
- 如果用戶輸入了 --help 或 -h 選項，則輸出幫助菜單。
- 如果用戶輸入了 --address、--start_port 和 --end_port 選項，則輸出掃描地址、開始端口和結(jié)束端口的信息。
- 如果用戶輸入了未定義的選項或缺少必需的選項，則輸出參數(shù)錯誤信息。
通過使用 Boost.Program_options 庫，可以更方便地定義和解析命令行選項，從而使程序的命令行使用更加友好和靈活。
#include <iostream>
#include <boost/program_options.hpp>
namespace opt = boost::program_options;
int main(int argc, char const *argv[])
{
opt::options_description des_cmd("\n Usage: 32位端口快速掃描器 Ver:1.0 \n\n Options");
des_cmd.add_options()
("address,a", opt::value<std::string>()->default_value("127.0.0.1"), "指定掃描地址")
("start_port,s", opt::value<int>()->default_value(0), "掃描開始端口")
("end_port,e", opt::value<int>()->default_value(65535), "掃描結(jié)束端口")
("help,h", "幫助菜單");
opt::variables_map virtual_map;
try
{
opt::store(opt::parse_command_line(argc, argv, des_cmd), virtual_map);
}
catch (...){ return 0; }
// 定義消息
opt::notify(virtual_map);
// 無參數(shù)直接返回
if (virtual_map.empty())
{
return 0;
}
else if (virtual_map.count("help") || virtual_map.count("h"))
{
std::cout << des_cmd << std::endl;
return 0;
}
else if (virtual_map.count("address") && virtual_map.count("start_port") && virtual_map.count("end_port"))
{
std::string address = virtual_map["address"].as<std::string>();
int start_port = virtual_map["start_port"].as<int>();
int end_port = virtual_map["end_port"].as<int>();
// 判斷是不是默認參數(shù)
if ( address == "127.0.0.1" || start_port == 0 || end_port == 65535)
{
std::cout << des_cmd << std::endl;
}
else
{
std::cout << "開始掃描: " << address << " 開始地址: " << start_port << " 結(jié)束地址: " << end_port << std::endl;
}
}
else
{
std::cout << "參數(shù)錯誤" << std::endl;
}
return 0;
}
當(dāng)然了，上述代碼中我們也可以單獨增加一個Banner()函數(shù)，并將其放入到virtual_map.empty()無參數(shù)模式，這樣一來當(dāng)參數(shù)輸入不當(dāng)或無參數(shù)是則會打印輸出我們自己的點陣標志，能使程序變得更友好。
#include <iostream>
#include <boost/program_options.hpp>
namespace opt = boost::program_options;
void Banner()
{
printf(" _ _ _ \n");
printf("| |_ _ ___| |__ __ _ _ __| | __ \n");
printf("| | | | / __| '_ \\ / _` | '__| |/ / \n");
printf("| | |_| \\__ \\ | | | (_| | | | < \n");
printf("|_|\\__, |___/_| |_|\\__,_|_| |_|\\_\\ \n");
printf(" |___/ \n\n");
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
opt::options_description des_cmd("\n Usage: 輸出Logo Ver:1.0 \n\n Options");
des_cmd.add_options()
("address,a", opt::value<std::string>(), "指定掃描地址")
("start_port,s", opt::value<int>(), "掃描開始端口")
("end_port,e", opt::value<int>(), "掃描結(jié)束端口")
("help,h", "幫助菜單");
opt::variables_map virtual_map;
try
{
opt::store(opt::parse_command_line(argc, argv, des_cmd), virtual_map);
}
catch (...){ return 0; }
// 定義消息
opt::notify(virtual_map);
// 無參數(shù)直接返回
if (virtual_map.empty())
{
Banner();
std::cout << des_cmd << std::endl;
return 0;
}
// 幫助菜單
else if (virtual_map.count("help") || virtual_map.count("h"))
{
Banner();
std::cout << des_cmd << std::endl;
return 0;
}
// 分支結(jié)構(gòu)1
else if (virtual_map.count("address") && virtual_map.count("start_port") && virtual_map.count("end_port"))
{
std::string address = virtual_map["address"].as<std::string>();
int start_port = virtual_map["start_port"].as<int>();
int end_port = virtual_map["end_port"].as<int>();
std::cout << "開始掃描: " << address << " 開始地址: " << start_port << " 結(jié)束地址: " << end_port << std::endl;
}
// 分支結(jié)構(gòu)2
else if (virtual_map.count("address"))
{
std::string address = virtual_map["address"].as<std::string>();
std::cout << "地址: " << address << std::endl;
}
else
{
std::cout << "參數(shù)錯誤" << std::endl;
}
return 0;
}
以上就是C++ Boost命令行解析庫的應(yīng)用詳解的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于C++ Boost命令行解析的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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