深入浅出boost::program_options ，命令行或配置文件读取参数选项

boost::program_options 用法详解

简介

Boost 是一个有着高质量、高性能、高可靠性的 C++工具库，地位仅次于 C++ 的标准库。是否掌握 Boost 已经成为很多优秀公司面试 C++工程师的基本要求。Boost.Program_options 在实际的开发应用中使用广泛。本次课程将通过实例系统讲解 如何使用 Boost.Program_options 解析参数，环境变量以及配置文件 。使得学员能够快速掌握 Boost.Optional 用于实际开发中。

program options是一系列pair<name,value>组成的选项列表,它允许程序通过命令行或配置文件来读取这些参数选项.

主要组件

program_options的使用主要通过下面三个组件完成：

组件名	作用
options_description(选项描述器)	描述当前的程序定义了哪些选项
parse_command_line(选项分析器)	解析由命令行输入的参数
variables_map(选项存储器)	容器,用于存储解析后的选项

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代码流程

构造option_description对象和variables_map对象add_options()->向option_description对象添加选项parse_command_line()->将命令行输入的参数解析出来store()->将解析出的选项存储至variables_map中notify()->通知variables_map去更新所有的外部变量count()->检测某个选项是否被输入operator[]->取出选项的值

---

示例一

下面的代码是boost::program_options的一个简单的用法示例. 
该示例中指定了两个选项,分别是–help和–filename.

1. //linux系统下,编译选项需加上 -lboost_program_options

2.  

3. #include <iostream>

4. #include <string>

5. #include <boost/program_options.hpp>

6. namespace bpo = boost::program_options;

7.  

8. int main(int argc, char const *argv[])

9. {

10. //步骤一: 构造选项描述器和选项存储器

11. //选项描述器,其参数为该描述器的名字

12. bpo::options_description opts("all options");

13. //选项存储器,继承自map容器

14. bpo::variables_map vm;

15.  

16. //步骤二: 为选项描述器增加选项

17. //其参数依次为: key, value的类型，该选项的描述

18. opts.add_options()

19. ("filename", bpo::value<std::string>(), "the file name which want to be found")

20. ("help", "this is a program to find a specified file");

21.  

22. //步骤三: 先对命令行输入的参数做解析,而后将其存入选项存储器

23. //如果输入了未定义的选项，程序会抛出异常，所以对解析代码要用try-catch块包围

24. try{

25. //parse_command_line()对输入的选项做解析

26. //store()将解析后的结果存入选项存储器

27. bpo::store(bpo::parse_command_line(argc, argv, opts), vm);

28. }

29. catch(...){

30. std::cout << "输入的参数中存在未定义的选项！\n";

31. return 0;

32. }

33.  

34. //步骤四: 参数解析完毕，处理实际信息

35. //count()检测该选项是否被输入

36. if(vm.count("help") ){//若参数中有help选项

37. //options_description对象支持流输出， 会自动打印所有的选项信息

38. std::cout << opts << std::endl;

39. }

40. if(vm.count("filename") ){

41. //variables_map(选项存储器)是std::map的派生类,可以像关联容器一样使用,

42. //通过operator[]来取出其中的元素.但其内部的元素类型value_type是boost::any,

43. //用来存储不确定类型的参数值,必须通过模板成员函数as<type>()做类型转换后,

44. //才能获取其具体值.

45. std::cout << "find " << vm["filename"].as<std::string>() << std::endl;

46. }

47. if(vm.empty() ){

48. std::cout << "no options found \n";

49. }

50. return 0;

51. }

在编译后(假设在linux系统下其编译后的可执行文件为a.out) 
输入

./a.out –help

---

则其输出为:

all options: 
–filename arg the file name which want to be found 
–help this is a program to find a specified file

---

输入

./a.out –filename=program_test

则其输出为

find program_test

---

若不指定选项,即输入

./a.out

则输出为

no options found

---

示例二

下面的这个示例主要用来说明外部变量，参数默认值以及一个选项对应多个值的情况 
这段代码主要有四个选项：

–apple ： 苹果的数量 
–orange：橘子的数量 
–address：水果的生产地，可指定多个生产地 
–help： 打印帮助信息

1. ///////////////////////////////////////////

2. //计算橘子和苹果的总数量，可以指定多个生产地 //

3. //编译选项加上 -lboost_program_options //

4. ///////////////////////////////////////////

5. #include <iostream>

6. #include <vector>

7. #include <string>

8. #include <boost/program_options.hpp>

9. namespace bpo = boost::program_options;

10.  

11. int main(int argc, char const *argv[])

12. {

13. //外部变量，用于保存获取的参数值

14. int apple_num = 0, orange_num = 0;

15. std::vector<std::string> addr;

16. bpo::options_description opt("all options");

17.  

18. opt.add_options()

19. //指定该参数的默认值

20. // "apple,a" : 指定选项的全写形式为 --apple, 简写形式为 -a

21. //value<type>(ptr) : ptr为该选项对应的外部变量的地址, 当该选项被解析后,

22. //可通过下面的notify()函数将选项的值赋给该外部变量,该变量的值会自动更新

23. //defaut_value(num) : num为该选项的默认值, 若命令行中未输入该选项, 则该选项的值取为num

24. ("apple,a", bpo::value<int>(&apple_num)->default_value(10), "苹果的数量")

25. ("orange,o", bpo::value<int>(&orange_num)->default_value(20), "橘子的数量")

26. //该参数的实际类型为vector,所以命令行中输入的值可以是多个,

27. //multitoken()的作用就是告诉编译器,该选项可接受多个值

28. ("address", bpo::value<std::vector<std::string> >()->multitoken(), "生产地")

29. ("help", "计算苹果和橘子的总数量");

30.  

31. bpo::variables_map vm;

32.  

33. try{

34. bpo::store(parse_command_line(argc, argv, opt), vm);

35. }

36. catch(...){

37. std::cout << "输入的参数中存在未定义的选项！\n";

38. return 0;

39. }

40. //参数解析完成后，通知variables_map去更新所有的外部变量

41. //这句话执行后, 会使得apple_num和orange_num的值自动更新为选项指定的值

42. bpo::notify(vm);

43.  

44. if(vm.count("help") ){

45. std::cout << opt << std::endl;

46. return 0;

47. }

48. if(vm.count("address") ){

49. std::cout << "生产地为：";

50. //遍历选项值

51. for(auto& str : vm["address"].as<std::vector<std::string> >() )

52. std::cout << str << " ";

53. std::cout << std::endl;

54. }

55. std::cout << "苹果的数量:" << apple_num << std::endl;

56. std::cout << "橘子的数量:" << orange_num << std::endl;

57. std::cout << "总数量数量:" << orange_num + apple_num << std::endl;

58. return 0;

59. }

输入

./a.out –help

输出

all options: 
-a [ –apple ] arg (=10) 苹果的数量 
-o [ –orange ] arg (=20) 橘子的数量 
–address arg 生产地 
–help 计算苹果和橘子的总数量

---

指定苹果和橘子的数量:

./a.out –apple=8 –orange=20

其输出为:

苹果的数量:8 
橘子的数量:20 
总数量数量:28

---

仅指定橘子的数量,不指定苹果的数量:

./a.out –orange=20

其输出为:

苹果的数量:10 
橘子的数量:20 
总数量数量:30

可以看到,由于没有输入苹果的数量,所以输出的苹果的数量为我们指定的默认值

---

指定一个生产地:

./a.out –apple=8 –orange=20 –address=山东

输出:

生产地为：山东 
苹果的数量:8 
橘子的数量:20 
总数量数量:28

---

指定多个生产地:

./a.out –apple=8 –orange=20 –address=山东 陕西

输出为

生产地为：山东 陕西 
苹果的数量:8 
橘子的数量:20 
总数量数量:28

---

简写形式的输入:

./a.out -a 8 -o 20 –address=山东

输出:

生产地为：山东 
苹果的数量:8 
橘子的数量:20 
总数量数量:28