golang : flag 包简介

ゞ浴缸里的玫瑰 2023-07-03 10:38 40阅读 0赞

在 Golang 程序中有很多种方法来处理命令行参数。简单的情况下可以不使用任何库，直接处理 os.Args；其实 Golang 的标准库提供了 flag 包来处理命令行参数；还有第三方提供的处理命令行参数的库，比如 Pflag 等。本文将介绍 Golang 标准库中 flag 包的用法。

# 入门demo #

在 Go workspace 的 src 目录下创建 flagdemo 目录，并在目录下创建 main.go 文件，编辑其内容如下：

import "flag"
    import "fmt"
    
    // 定义命令行参数对应的变量，这三个变量都是指针类型
    var cliName = flag.String("name", "nick", "Input Your Name")
    var cliAge = flag.Int("age", 28, "Input Your Age")
    var cliGender = flag.String("gender", "male", "Input Your Gender")
    
    // 定义一个值类型的命令行参数变量，在 Init() 函数中对其初始化
    // 因此，命令行参数对应变量的定义和初始化是可以分开的
    var cliFlag int
    func Init() {
        
        flag.IntVar(&cliFlag, "flagname", 1234, "Just for demo")
    }
    
    func main() {
        
        // 初始化变量 cliFlag
        Init()
        // 把用户传递的命令行参数解析为对应变量的值
        flag.Parse()
        
        // flag.Args() 函数返回没有被解析的命令行参数
        // func NArg() 函数返回没有被解析的命令行参数的个数
        fmt.Printf("args=%s, num=%d\n", flag.Args(), flag.NArg())
        for i := 0; i != flag.NArg(); i++ {
        
            fmt.Printf("arg[%d]=%s\n", i, flag.Arg(i))
        }
        
        // 输出命令行参数
        fmt.Println("name=", *cliName)
        fmt.Println("age=", *cliAge)
        fmt.Println("gender=", *cliGender)
        fmt.Println("flagname=", cliFlag)
    }

使用 flag 包前要通过 import 命令导入该包：

import "flag"

定义一个整型的参数 age，返回指针类型的变量：

var cliAge = flag.Int("age", 28, "Input Your Age")

创建值类型的参数变量，并在 Init() 函数中对其初始化(注意这里调用的是 flag.IntVar 方法)：

var cliFlag int
    func Init() {
        
        flag.IntVar(&cliFlag, "flagname", 1234, "Just for demo")
    }

通过 flag.Parse() 函数接下命令行参数，解析函数将会在碰到第一个非 flag 命令行参数时停止：

flag.Parse()

命令行传参的格式：

-isbool    (一个 - 符号，布尔类型该写法等同于 -isbool=true)
    -age=x     (一个 - 符号，使用等号)
    -age x     (一个 - 符号，使用空格)
    --age=x    (两个 - 符号，使用等号)
    --age x    (两个 - 符号，使用空格)

# 运行demo #

在 flagdemo 目录下执行 go build 命令编译 demo 生成可执行文件 flagdemo。

## 不传递命令行参数 ##

![在这里插入图片描述][20200205153855521.png]  
此时输出的命令行参数都是定义的默认值

## 传递命令行参数 ##

![在这里插入图片描述][2020020515404613.png]  
传递的命令行参数会覆盖默认值。

## 传递多余的命令行参数 ##

![在这里插入图片描述][20200205154112294.png]  
可以通过 flag.Args() 和 flag.NArg() 函数获取未能解析的命令行参数。

## 传递错误的命令行参 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
如果通过 -xx 传入未定义的命令行参数，则会直接报错退出，并输出帮助信息。

## 查看帮助信息 ##

通过命令行参数 -h 或 --help 可以查看帮助信息：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

# 解读 flag 包源码 #

flag 包支持的类型有 Bool、Duration、Float64、Int、Int64、String、Uint、Uint64。这些类型的参数被封装到其对应的后端类型中，比如 Int 类型的参数被封装为 intValue，String 类型的参数被封装为 stringValue。这些后端的类型都实现了 Value 接口，因此可以把一个命令行参数抽象为一个 Flag 类型的实例。下面是 Value 接口和 Flag 类型的代码：

// Value 接口
    type Value interface {
        
        String() string
        Set(string) error
    }
    
    // Flag 类型
    type Flag struct {
        
        Name     string // name as it appears on command line
        Usage    string // help message
        Value    Value  // value as set 是个 interface，因此可以是不同类型的实例。
        DefValue string // default value (as text); for usage message
    }

intValue 等类型实现了 Value 接口，因此可以赋值给 Flag 类型中的 Value 字段，下面是 intValue 类型的定义：

// -- int Value
    type intValue int
    
    func newIntValue(val int, p *int) *intValue {
        
        *p = val
        return (*intValue)(p)
    }
    
    func (i *intValue) Set(s string) error {
        
        v, err := strconv.ParseInt(s, 0, strconv.IntSize)
        *i = intValue(v)
        return err
    }
    
    func (i *intValue) Get() interface{
        } {
         return int(*i) }
    func (i *intValue) String() string {
         return strconv.Itoa(int(*i)) }

所有的参数被保存在 FlagSet 类型的实例中，FlagSet 类型的定义如下：

// A FlagSet represents a set of defined flags.
    type FlagSet struct {
        
        Usage func()
    
        name          string
        parsed        bool
        actual         map[string]*Flag    // 中保存从命令行参数中解析到的参数实例
        formal        map[string]*Flag    // 中保存定义的命令行参数实例(实例中包含了默认值)
        args          []string // arguments after flags
        errorHandling ErrorHandling
        output        io.Writer // nil means stderr; use out() accessor
    }

Flag 包被导入时创建了 FlagSet 类型的对象 CommandLine：

var CommandLine = NewFlagSet(os.Args[0], ExitOnError)

在程序中定义的所有命令行参数变量都会被加入到 CommandLine 的 formal 属性中，其具体的调用过程如下：

var cliAge = flag.Int("age", 28, "Input Your Age")
    func Int(name string, value int, usage string) *int {
        
        return CommandLine.Int(name, value, usage)
    }
    func (f *FlagSet) Int(name string, value int, usage string) *int {
        
        p := new(int)
        f.IntVar(p, name, value, usage)
        return p
    }
    func (f *FlagSet) IntVar(p *int, name string, value int, usage string) {
        
        f.Var(newIntValue(value, p), name, usage)
    }
    func (f *FlagSet) Var(value Value, name string, usage string) {
        
        // Remember the default value as a string; it won't change.
        flag := &Flag{
        name, usage, value, value.String()}
        _, alreadythere := f.formal[name]
        if alreadythere {
        
            var msg string
            if f.name == "" {
        
                msg = fmt.Sprintf("flag redefined: %s", name)
            } else {
        
                msg = fmt.Sprintf("%s flag redefined: %s", f.name, name)
            }
            fmt.Fprintln(f.Output(), msg)
            panic(msg) // Happens only if flags are declared with identical names
        }
        if f.formal == nil {
        
            f.formal = make(map[string]*Flag)
        }
        // 把命令行参数对应的变量添加到 formal 中
        f.formal[name] = flag
    }

命令行参数的解析过程则由 flag.Parse() 函数完成，其调用过程大致如下：

复制代码
    func Parse() {
        
        CommandLine.Parse(os.Args[1:])
    }
    func (f *FlagSet) Parse(arguments []string) error {
        
        f.parsed = true
        f.args = arguments
        for {
        
            seen, err := f.parseOne()
            if seen {
        
                continue
            }
            if err == nil {
        
                break
            }
            switch f.errorHandling {
        
            case ContinueOnError:
                return err
            case ExitOnError:
                os.Exit(2)
            case PanicOnError:
                panic(err)
            }
        }
        return nil
    }

最终由 FlagSet 的 parseOne() 方法执行解析任务：

func (f *FlagSet) parseOne() (bool, error) {
        
    …
    flag.Value.Set(value)
    …
    f.actual[name] = flag
    …

并在解析完成后由 flag.Value.Set 方法把用户传递的命令行参数设置给 flag 实例，最后添加到 FlagSet 的 actual 属性中。

# 总结 #

本文介绍了 Golang 标准库中 flag 包的基本用法，并进一步分析了其主要的代码逻辑。其实 flag 包还支持用户自定义类型的命令行参数，本文不再赘述，有兴趣的朋友请参考官方 demo。

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