4.9 C++ Boost 命令行解析库

命令行解析库是一种用于简化处理命令行参数的工具，它可以帮助开发者更方便地解析命令行参数并提供适当的帮助信息。C++语言中，常用的命令行解析库有许多，通过本文的学习，读者可以了解不同的命令行解析库和它们在C++项目中的应用，从而更加灵活和高效地处理命令行参数。

一般比较常见的解析库：

• getopt：一个C语言的命令行解析库，也被广泛用于C++程序。它提供了一组函数来解析命令行参数，并支持短选项（如 -a）和长选项（如 --help）。
• Boost.Program_options：这是Boost库中的一个模块，提供了一个强大的命令行解析库。它支持短选项、长选项、位置参数等，并且具有很好的错误处理和帮助信息生成功能。
• TCLAP：TCLAP（Templatized C++ Command Line Parser Library）是一个C++的命令行解析库，它提供了简单易用的API来解析命令行参数，并支持短选项和长选项。
• CLI11：CLI11是一个现代化的C++命令行解析库，它使用C++11标准，并提供了一组简单易用的API。

这些库各有特点，开发者可以根据项目的需求和个人喜好选择合适的命令行解析库。通过使用这些库，开发者可以更轻松地处理命令行参数，提高程序的易用性和用户体验。在命令行程序中，argc和argv是C++程序中用于接收命令行参数的主要机制。其中：

argcargv

argv[0]argv[1]argcargvgetoptBoost.Program_options

9.1 在字符串上解析

该段代码通过简单的字符串切割实现了对命令行参数的解析。它将命令行字符串切割为选项和参数，并输出它们的内容。同时，根据特定的选项和参数组合条件，输出用户登录的相关信息。

代码的主要流程如下：

GetOptcommandcommand_ptrGetOptstrtokcommandcommand_ptrmain()cmdGetOptOptscountforOpts

读者需要注意，此代码使用简单的字符串切割来实现命令行参数的解析，并假设输入的命令行格式是固定的，即选项和参数的顺序和格式是固定的（如 "--address 127.0.0.1 --password 123456 --port 22"）。如果输入的命令行格式有变化或者更复杂的需求，可能需要使用更强大的命令行解析库来完成更灵活的解析工作。

#include <iostream>

#include <Windows.h>
using namespace std;
// 传入命令行,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 << "参数: " << Opts[x] << std::endl;

        }

    }
// 参数解析使用

    if ((strcmp(Opts[0], "--address") == 0) && (strcmp(Opts[2], "--password") == 0) && (strcmp(Opts[4], "--port") == 0))

    {

        std::cout << "用户登录: " << Opts[1] << " 密码: " << Opts[3] << " 端口: " << Opts[5] << std::endl;

    }

    return 0;

}

9.2 自实现参数解析

这段代码是笔者突发奇想之后写出来的一个简易版参数解析器，通过检查参数个数和特定的选项和参数组合，输出对应的类型、地址和端口信息。如果参数个数小于等于2，则输出使用说明；如果参数个数等于7且满足特定格式 "--type tcp/udp --address 127.0.0.1 --port 8888"，则输出用户指定的类型、地址和端口信息。

代码的主要流程如下：

argcstrcmp

根据特定的选项和参数组合条件，输出对应的类型、地址和端口信息。

#include <Windows.h>

#include <iostream>
int main(int argc, char* argv[])

{

    // 如果小于两个参数则输出提示

    if (argc <= 2)

    {

        fprintf(stderr, "\nUsage:\n\n"

            " \t --type              指定类型(string) \n"

            " \t --address           指定地址(string) \n"

            " \t --port              指定端口(int)    \n\n"

        );

        exit(0);

    }
// 如果参数个数是7那么总共需要有6个参数传递

    // 其中 1,3,5 代表的是参数开关

    // 剩余 2,4,6 则代表每个开关传入参数

    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 )

        {

            // 开关内部,也可以嵌套继续判断类型

            if (strcmp((char*)argv[2], "tcp") == 0)

            {

                printf("[+] 类型: %s 地址: %s 端口: %d \n", argv[2], argv[4], atoi(argv[6]));

            }

            else if (strcmp((char*)argv[2], "udp") == 0)

            {

                printf("[+] 类型: %s 地址: %s 端口: %d \n", argv[2], argv[4], atoi(argv[6]));

            }

        }

    }

    return 0;

}

如上代码所示，是笔者最常用的命令行解析方式，这种方式比较死板无法更智能的判断参数类型，如果需要判断的更全面则需要将其改进为以下格式，改进后虽然解析更灵活了，但管理起来也会变得更复杂。

如下所示，代码实现了一个32位端口快速扫描器的简单功能。通过解析命令行参数，用户可以指定待扫描的IP地址、开始端口和结束端口，并根据参数选择相应的扫描方式。如果没有指定合法的参数或缺少必要参数，则输出工具的菜单选项供用户参考。

代码的主要流程如下：

GetOptoptgetOptsoptShowOptions

main()

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <stdio.h>

#include <Windows.h>
typedef struct GetOpt    // 全局保存每个参数

{

  char Address[128];   // IP地址

  int Start;           // 开始端口

  int End;             // 结束端口

}GetOpt;
static struct GetOpt opt; // 定义全局结构体
// getOpts 针对参数的解析与赋值

int getOpts(int argc, char **argv)

{

  strcpy(opt.Address, "null");   // 初始化参数解析

  opt.Start = 0; opt.End = 0;    // 初始化参数解析
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;

}
// 输出工具菜单选项

void ShowOptions()

{

  fprintf(stderr, "\n"

    "Usage: 32位端口快速扫描器 Ver:1.0  By:Lyshark \n\n"

    "options: \n"

    "\t --addr [addr]      指定待扫描的Ip地址 \n"

    "\t --start [count]    指定待扫描的开始端口 \n"

    "\t --end [count]      指定待扫描的结束端口 \n"

    );

}
// 主函数还是用来判断参数,并执行相应的命令

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("扫描: %s 开始地址: %d 结束地址: %d \n", opt.Address, x, opt.End);

  }

  else if (opt.Start != 0 && opt.End != 0)

  {

    for (int y = 0; y < 10; y++)

      printf("端口范围: %d -> %d \n", y, opt.End);

  }

  else { ShowOptions(); }
return 0;

}

9.3 交互式参数解析

tokenizer.hpp

boost/tokenizer.hpp

boost::tokenizerboost::tokenizer

boost::tokenizer

#include <iostream>

#include <string>

#include <boost/tokenizer.hpp>
int main()

{

    std::string input = "Boost C++ Libraries";

    boost::tokenizer<> tokens(input); // 默认使用空格作为分隔符
for (const auto& token : tokens) {

        std::cout << token << std::endl;

    }
return 0;

}

"Boost C++ Libraries"

根据上述所示的库函数，我们可以灵活的实现参数的解析功能，并实现一个简单的交互式参数解析功能，如下所示将提供三个交互命令，读者可自行编译并运行测试。

代码的主要流程如下：

std::getline(std::cin, command)commandboost::tokenizer

#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 << "[功能菜单] \n" << std::endl;

      std::cout << "增加规则: AddRule --address 192.168.1.1 --dns 8.8.8.8" << std::endl;

      std::cout << "删除规则: DeleteRule --address 192.168.1.1" << std::endl;

      std::cout << "输出列表: ShowList" << std::endl;

    }

    else

    {

      // 定义分词器: 定义分割符号为[逗号,空格]

      boost::char_separator<char> sep(", --");

      typedef boost::tokenizer<boost::char_separator<char>> CustonTokenizer;

      CustonTokenizer tok(command, sep);
// 将分词结果放入vector链表

      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 << "删除地址: " << 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;

}

9.4 非交互参数解析

Boost.Program_options

Boost.Program_optionsboost::program_options::options_descriptionboost::program_options::parse_command_lineboost::program_options::variables_map

Boost.Program_options

代码的主要流程如下：

boost::program_options::options_descriptionaddressstart_portend_porthelpboost::program_options::parse_command_lineboost::program_options::variables_mapvirtual_mapboost::program_options::notifyvirtual_mapvirtual_map--help-h--address--start_port--end_port

Boost.Program_options

#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位端口快速扫描器 Ver:1.0 \n\n Options");

  des_cmd.add_options()

    ("address,a", opt::value<std::string>()->default_value("127.0.0.1"), "指定扫描地址")

    ("start_port,s", opt::value<int>()->default_value(0), "扫描开始端口")

    ("end_port,e", opt::value<int>()->default_value(65535), "扫描结束端口")

    ("help,h", "帮助菜单");
opt::variables_map virtual_map;

  try

  {

    opt::store(opt::parse_command_line(argc, argv, des_cmd), virtual_map);

  }

  catch (...){ return 0; }
// 定义消息

  opt::notify(virtual_map);
// 无参数直接返回

  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>();
// 判断是不是默认参数

    if ( address == "127.0.0.1" || start_port == 0 || end_port == 65535)

    {

      std::cout << des_cmd << std::endl;

    }

    else

    {

      std::cout << "开始扫描: " << address << " 开始地址: " << start_port << "  结束地址: " << end_port << std::endl;

    }

  }

  else

  {

    std::cout << "参数错误" << std::endl;

  }

  return 0;

}

Banner()virtual_map.empty()

#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: 输出Logo Ver:1.0 \n\n Options");

  des_cmd.add_options()

    ("address,a", opt::value<std::string>(), "指定扫描地址")

    ("start_port,s", opt::value<int>(), "扫描开始端口")

    ("end_port,e", opt::value<int>(), "扫描结束端口")

    ("help,h", "帮助菜单");
opt::variables_map virtual_map;

  try

  {

    opt::store(opt::parse_command_line(argc, argv, des_cmd), virtual_map);

  }

  catch (...){ return 0; }
// 定义消息

  opt::notify(virtual_map);
// 无参数直接返回

  if (virtual_map.empty())

  {

    Banner();

    std::cout << des_cmd << std::endl;

    return 0;

  }

  // 帮助菜单

  else if (virtual_map.count("help") || virtual_map.count("h"))

  {

    Banner();

    std::cout << des_cmd << std::endl;

    return 0;

  }

  // 分支结构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 << "开始扫描: " << address << " 开始地址: " << start_port << "  结束地址: " << end_port << std::endl;

  }
// 分支结构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 << "参数错误" << std::endl;

  }

  return 0;

}