Linux操作系统从入门到实战（二十二）命令行参数与环境变量

前言

上一篇博客中，我们介绍了进程切换与进程调度；

• 这一篇，我们将讲解命令行参数与环境变量。

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一、命令行参数

• 你有没有好奇过：

• 当我们在Linux终端输入 ls -l 或者 cp file1.txt file2.txt 时，程序是怎么知道我们后面输入的 -l 或 file1.txt 是什么意思的？

这些跟在命令后面的“附加信息”，其实就是命令行参数。

1. 程序怎么知道我们在命令行输入了什么？

• 比如我们写了一个C语言程序，编译后生成可执行文件 test，然后在终端运行 ./test hello 123。
• 程序怎么知道我们输入了 hello 和 123 呢？

这就要靠C语言中 main 函数的两个特殊参数：argc 和 argv。

2. main 函数的参数 argc 和 argv 到底是什么？

我们平时写 main 函数可能会简化成 int main()，但其实它的标准形式是这样的：

int main(int argc, char *argv[])

这两个参数专门用来接收命令行输入的信息：

• argc（Argument Count）：简单说就是“参数的总个数”。
  注意：它会把程序本身的路径也算作一个参数。
  比如运行 ./test hello 123 时，输入的内容有3个部分：./test（程序本身）、hello、123，所以 argc = 3。

• argv（Argument Vector）：可以理解为“参数的具体内容”，它是一个字符串数组（存放了所有参数的文本）。

  • argv[0] 永远是程序自己的路径或名字（比如 ./test）；
  • argv[1] 是第一个用户输入的参数（比如 hello）；
  • argv[2] 是第二个用户输入的参数（比如 123）；
  • 以此类推，最后一个元素是 NULL（表示数组结束）。

3. 用代码实际看看它们的值？

我们写一个简单的程序，把所有参数都打印出来：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 打印参数的总个数
    printf("总共有 %d 个参数\n", argc);
    
    // 遍历所有参数并打印
    for (int i = 0; i < argc; i++) {
        printf("第 %d 个参数：%s\n", i, argv[i]);
    }
    
    return 0;
}

编译运行试试：

1. 保存为 test.c，用 gcc test.c -o test 编译生成 test 可执行文件；
2. 在终端输入 ./test hello world 2025，输出会是这样：

总共有 4 个参数
第 0 个参数：./test
第 1 个参数：hello
第 2 个参数：world
第 3 个参数：2025

4. 这些参数有什么实际用处？

我们平时用的Linux命令，本质上也是程序，它们就是通过 argc 和 argv 来处理我们输入的参数的。

比如：

• 输入 ls -l 时，ls 程序的 argc=2，argv[1] = "-l"，程序看到 -l 就知道要“以详细列表形式显示文件”；
• 输入 cp a.txt b.txt 时，cp 程序的 argc=3，argv[1] = "a.txt"，argv[2] = "b.txt"，所以它知道要把 a.txt 复制成 b.txt。

二、环境变量：

• 在终端输入 ls 就能执行列表命令，输入 gcc 就能编译代码，为什么不用写全它们的安装路径（比如 /bin/ls）？
• 还有，系统怎么知道你的用户名是什么、家目录在哪里？
• 这些背后其实都和“环境变量”有关。

1. 为什么输入 ls 就能运行，不用写全路径？

比如 ls 这个命令，实际安装在 /bin/ls 路径下，但我们不用输入 /bin/ls，直接敲 ls 就行。这是谁在帮我们“找”到程序的位置？

• 答案就是 环境变量 里的 PATH。
• 简单说，环境变量就像系统里的“全局记事本”，记录着各种程序运行时需要的配置信息，PATH 就是其中之一——它里面存着一串目录（用冒号分隔），
• 系统会在这些目录里自动搜索你输入的命令。

2. 什么是环境变量？为什么需要它？

环境变量 可以理解为“进程运行时的全局配置信息”，本质是一堆“键值对”（比如 KEY=VALUE）。

它的核心作用有两个：

• 解耦路径依赖：就像 PATH 变量，不用硬记每个程序的安装路径，系统会自动按 PATH 里的目录找程序（比如 ls、gcc 都在 PATH 包含的目录里）。
• 传递全局状态：比如 USER 变量存着当前用户名（输入 echo $USER 能看到），HOME 存着你的家目录（echo $HOME 显示 /home/你的用户名），LANG 控制语言编码……这些信息让不同程序能“统一认知”系统状态。

3. 在终端里怎么查看环境变量？

很简单，有两个常用命令：

• 看单个变量：echo $变量名。比如想知道 PATH 里有哪些路径，输入 echo $PATH，会输出类似这样的内容（不同系统可能有差异）：
  

  /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
  

• 看所有变量：输入 env，会列出系统里所有环境变量（比如 USER=xxx、TERM=xterm 等）。

4. 如果我写C程序，想拿到环境变量的值，该怎么做？

• C语言提供了3种方式访问环境变量，重点记前两种就行：

方式1：用 getenv 精准查找（最常用）

getenv 就像“按名字查字典”，给它变量名，它返回对应的值。比如查 PATH：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // 必须包含这个头文件

int main() {
    // 查找名为"PATH"的环境变量
    char *path_value = getenv("PATH");
    
    if (path_value != NULL) {
        printf("PATH里的路径：%s\n", path_value);
    } else {
        printf("没找到PATH变量！\n");
    }
    
    return 0;
}

编译运行后，就能看到和 echo $PATH 一样的内容。

方式2：用 environ 全局变量枚举所有变量

environ 是系统自带的全局变量，它指向一个数组，里面存着所有环境变量（格式都是 KEY=VALUE）。比如遍历所有变量：

#include <stdio.h>

// 声明environ全局变量（系统已经定义好了）
extern char **environ;

int main() {
    // 遍历数组，直到遇到NULL（数组结束标志）
    for (int i = 0; environ[i] != NULL; i++) {
        printf("环境变量[%d]：%s\n", i, environ[i]);
    }
    
    return 0;
}

运行后会打印出所有环境变量，和 env 命令的输出类似。

方式3：修改环境变量

如果想在程序里改环境变量，可以用 setenv（设置或覆盖）和 unsetenv（删除）：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    // 设置一个新变量MY_NAME，值为"xiaobai"，第三个参数1表示覆盖已存在的
    setenv("MY_NAME", "xiaobai", 1);
    printf("MY_NAME: %s\n", getenv("MY_NAME")); // 会输出xiaobai
    
    // 删除MY_NAME变量
    unsetenv("MY_NAME");
    printf("删除后MY_NAME: %s\n", getenv("MY_NAME")); // 会输出(null)
    
    return 0;
}

5. 环境变量和“本地变量”有啥区别？

在终端里，我们可能会用 A=123 或 export B=456 设变量，但这两种不一样：

6. 环境变量的“全局”和“会话”是什么意思？

环境变量不是一成不变的，按影响范围分两种：

• 全局环境变量：影响所有用户和所有进程，比如 /etc/environment 文件里的配置。系统级的程序（比如 ls、cp）的路径通常在这里配置，确保所有用户都能正常使用。

• 会话环境变量：只影响当前用户的终端会话，比如 ~/.bashrc（bash终端的配置文件）里的内容。你可以在这里设自己的别名（比如 alias ll='ls -l'）、自定义路径，只对自己生效。

注意：修改配置文件后，需要用 source ~/.bashrc（比如修改了 .bashrc）让配置立即生效，否则要重启终端才会生效。

7. 环境变量是怎么在进程之间“传递”的？

环境变量的传递规则很简单：

1. 每个进程启动时，会复制一份父进程的环境变量（相当于“继承”）。比如终端（父进程）里的环境变量，你运行的C程序（子进程）能读到。
2. 子进程修改自己的环境变量，不会影响父进程（副本之间互不干扰）。

8. 环境变量和之前说的“命令行参数”有啥不一样？

简单说，命令行参数是“临时指令”，环境变量是“全局配置”，对比表如下：

举个例子：curl -X GET $API_URL 中，-X GET 是命令行参数（告诉curl用GET方法），$API_URL 是环境变量（全局配置接口地址，换个程序也能复用）。

三、命令行参数 vs 环境变量

以上就是这篇博客的全部内容，下一篇我们将继续探索Linux的更多精彩内容。

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