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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


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


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


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


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


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


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


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


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)


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)


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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