C或C++如何通过程序执行shell命令并获取命令执行结果？
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2021-02-28 22:18
祝大家新年快乐，身体健康，工作顺利，牛年大吉！
1 参考资料
1、【c/c++】如何调用【linux】shell命令行命令并获取命令行的输出内容（https://blog.csdn.net/youngstar70/article/details/70305687）
2 使用说明
2.1 应用场景
最近在实际程序开发中，需要通过程序执行 shell 命令，并获取命令输出内容。但是系统自带的 system 只能返回命令执行成功与否，不能捕获命令输出。
基于此，需要实现的需求有：
可以执行 shell 命令；
可以获取命令输出内容；
2.2 扩展性
由于应用场景本就广泛，因此扩展性较好。
此函数可以执行任意命令，并捕获命令输出结果。
实际使用过程中可以把此函数作为最底层接口，然后层层封装，实现自己想要的功能。
2.3 测试环境
2.3.1 Ubuntu
找到此方法时，我首先在 Ubuntu 中进行了测试，环境如下：
系统版本：Ubuntu 14.04.1 LTS
系统版本详细信息如下
1zhaoc@ubuntu14:~$ lsb_release -a
2No LSB modules are available.
3Distributor ID: Ubuntu
4Description: Ubuntu 14.04.1 LTS
5Release: 14.04
6Codename: trusty
系统内核版本如下
1zhaoc@ubuntu14:~$ uname -a
2Linux ubuntu14 3.13.0-32-generic #57-Ubuntu SMP Tue Jul 15 03:51:08 UTC 2014 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
gcc 版本如下
1gcc version 4.8.2 (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1)
2.3.2 工程代码
随后又放到工程代码中测试，环境如下：
系统内核版本如下
1[root]#uname -a
2Linux itl 4.4.207+ #24 PREEMPT Fri Jan 29 18:09:37 CST 2021 armv5tejl GNU/Linux
gcc 版本如下
1gcc version 4.8.3 20140320 (prerelease) (Sourcery CodeBench Lite 2014.05-29)
使用 C++ 标准：C++11
3 函数原型
根据参考资料，优化后的函数原型如下
1#include <stdio.h>
2#include <string.h>
3
4#define CMD_RESULT_BUF_SIZE 1024
5
6/*
7 * cmd：待执行命令
8 * result：命令输出结果
9 * 函数返回：0 成功；-1 失败；
10 */
11int ExecuteCMD(const char *cmd, char *result)
12{
13 int iRet = -1;
14 char buf_ps[CMD_RESULT_BUF_SIZE];
15 char ps[CMD_RESULT_BUF_SIZE] = {0};
16 FILE *ptr;
17
18 strcpy(ps, cmd);
19
20 if((ptr = popen(ps, "r")) != NULL)
21 {
22 while(fgets(buf_ps, sizeof(buf_ps), ptr) != NULL)
23 {
24 strcat(result, buf_ps);
25 if(strlen(result) > CMD_RESULT_BUF_SIZE)
26 {
27 break;
28 }
29 }
30 pclose(ptr);
31 ptr = NULL;
32 iRet = 0; // 处理成功
33 }
34 else
35 {
36 printf("popen %s error\n", ps);
37 iRet = -1; // 处理失败
38 }
39
40 return iRet;
41}
查看源码中的 popen() 、pclose() 函数原型定义如下：
1#if (defined __USE_POSIX2 || defined __USE_SVID || defined __USE_BSD || \
2 defined __USE_MISC)
3/* Create a new stream connected to a pipe running the given command.
4
5 This function is a possible cancellation point and therefore not
6 marked with __THROW. */
7extern FILE *popen (const char *__command, const char *__modes) __wur;
8
9/* Close a stream opened by popen and return the status of its child.
10
11 This function is a possible cancellation point and therefore not
12 marked with __THROW. */
13extern int pclose (FILE *__stream);
14#endif
查看源码中的 fgets() 函数原型如下：
1/* Get a newline-terminated string of finite length from STREAM.
2
3 This function is a possible cancellation point and therefore not
4 marked with __THROW. */
5extern char *fgets (char *__restrict __s, int __n, FILE *__restrict __stream)
6 __wur;
4 函数封装
接口 ExecuteCMD() 对于基础的使用已经够了，但是输出结果是 char * 类型的，在 C++ 中实际使用起来不是很方便，为什么不直接转换为 string 类型呢？
如果转换为 string 类型，就可以使用 C++ 标准库中的接口函数进行操作了。
于是简单封装了一下，此处的内联函数实际不一定会生效。
1/*
2 * 输入: 执行命令
3 * 输出: 命令执行结果字符串
4 */
5__inline std::string SystemWithResult(const char *cmd)
6{
7 char cBuf[CMD_RESULT_BUF_SIZE] = {0};
8 string sCmdResult;
9
10 ExecuteCMD(cmd, cBuf);
11 sCmdResult = string(cBuf); // char * 转换为 string 类型
12 printf("CMD Result: \n%s\n", sCmdResult.c_str());
13
14 return sCmdResult;
15}
5 实际测试
使用 ExecuteCMD() 函数，进行测试，测试代码如下：
1#include <stdio.h>
2#include <string.h>
3
4#define CMD_RESULT_BUF_SIZE 1024
5
6/*
7 * cmd：待执行命令
8 * result：命令输出结果
9 * 函数返回：0 成功；-1 失败；
10 */
11int ExecuteCMD(const char *cmd, char *result)
12{
13 int iRet = -1;
14 char buf_ps[CMD_RESULT_BUF_SIZE];
15 char ps[CMD_RESULT_BUF_SIZE] = {0};
16 FILE *ptr;
17
18 strcpy(ps, cmd);
19
20 if((ptr = popen(ps, "r")) != NULL)
21 {
22 while(fgets(buf_ps, sizeof(buf_ps), ptr) != NULL)
23 {
24 strcat(result, buf_ps);
25 if(strlen(result) > CMD_RESULT_BUF_SIZE)
26 {
27 break;
28 }
29 }
30 pclose(ptr);
31 ptr = NULL;
32 iRet = 0; // 处理成功
33 }
34 else
35 {
36 printf("popen %s error\n", ps);
37 iRet = -1; // 处理失败
38 }
39
40 return iRet;
41}
42
43int main()
44{
45 char result[CMD_RESULT_BUF_SIZE]={0};
46
47 ExecuteCMD("ls -l", result);
48
49 printf("This is an example\n\n");
50 printf("%s", result);
51 printf("\n\nThis is end\n");
52
53 return 0;
54}
编译运行结果如下
1zhaoc@ubuntu14:~/test/11-shellCmdTest$ gcc test1.c
2zhaoc@ubuntu14:~/test/11-shellCmdTest$
3zhaoc@ubuntu14:~/test/11-shellCmdTest$
4zhaoc@ubuntu14:~/test/11-shellCmdTest$ ./a.out
5This is an example
6
7总用量 16
8-rwxrwxr-x 1 zhaoc zhaoc 8968 2月 2 19:27 a.out
9-rwxr--r-- 1 zhaoc zhaoc 1095 2月 2 19:27 test1.c
10
11
12This is end
13zhaoc@ubuntu14:~/test/11-shellCmdTest$
6 总结
学会了一个车轮，很开心。并且通过后续接口封装，可扩展性也很好。重点还是 C 语言自己的库函数使用，比如 popen() 、pclose() 、fgets() 等。
‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ END ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧
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