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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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

zhaoc@ubuntu14:~$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID:	Ubuntu
Description:	Ubuntu 14.04.1 LTS
Release:	14.04
Codename:	trusty

• 系统内核版本如下

zhaoc@ubuntu14:~$ uname -a
Linux 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

gcc 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

[root]#uname -a
Linux itl 4.4.207+ #24 PREEMPT Fri Jan 29 18:09:37 CST 2021 armv5tejl GNU/Linux

• gcc 版本如下

gcc 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

#include 
#include 

#define CMD_RESULT_BUF_SIZE 1024

/*
 * cmd：待执行命令
 * result：命令输出结果
 * 函数返回：0 成功；-1 失败；
 */
int ExecuteCMD(const char *cmd, char *result)
{
     
    int iRet = -1;
    char buf_ps[CMD_RESULT_BUF_SIZE];
    char ps[CMD_RESULT_BUF_SIZE] = {
     0};
    FILE *ptr;

    strcpy(ps, cmd);

    if((ptr = popen(ps, "r")) != NULL)
    {
     
        while(fgets(buf_ps, sizeof(buf_ps), ptr) != NULL)
        {
     
           strcat(result, buf_ps);
           if(strlen(result) > CMD_RESULT_BUF_SIZE)
           {
     
               break;
           }
        }
        pclose(ptr);
        ptr = NULL;
        iRet = 0;  // 处理成功
    }
    else
    {
     
        printf("popen %s error\n", ps);
        iRet = -1; // 处理失败
    }

    return iRet;
}

查看源码中的 popen() 、pclose() 函数原型定义如下：

#if (defined __USE_POSIX2 || defined __USE_SVID  || defined __USE_BSD || \
     defined __USE_MISC)
/* Create a new stream connected to a pipe running the given command.

   This function is a possible cancellation point and therefore not
   marked with __THROW.  */
extern FILE *popen (const char *__command, const char *__modes) __wur;

/* Close a stream opened by popen and return the status of its child.

   This function is a possible cancellation point and therefore not
   marked with __THROW.  */
extern int pclose (FILE *__stream);
#endif

查看源码中的 fgets() 函数原型如下：

/* Get a newline-terminated string of finite length from STREAM.

   This function is a possible cancellation point and therefore not
   marked with __THROW.  */
extern char *fgets (char *__restrict __s, int __n, FILE *__restrict __stream)
     __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。

/*
 * 输入: 执行命令
 * 输出: 命令执行结果字符串
 */
__inline std::string SystemWithResult(const char *cmd)
{
    char cBuf[CMD_RESULT_BUF_SIZE] = {0};
    string sCmdResult;

    ExecuteCMD(cmd, cBuf);
    sCmdResult = string(cBuf); // char * 转换为 string 类型
    printf("CMD Result: \n%s\n", sCmdResult.c_str());

    return sCmdResult;
}

5 实际测试

使用 ExecuteCMD() 函数，进行测试，测试代码如下：

#include 
#include 
 
#define CMD_RESULT_BUF_SIZE 1024

/*
 * cmd：待执行命令
 * result：命令输出结果
 * 函数返回：0 成功；-1 失败；
 */
int ExecuteCMD(const char *cmd, char *result)
{
     
    int iRet = -1;
    char buf_ps[CMD_RESULT_BUF_SIZE];
    char ps[CMD_RESULT_BUF_SIZE] = {
     0};
    FILE *ptr;

    strcpy(ps, cmd);

    if((ptr = popen(ps, "r")) != NULL)
    {
     
        while(fgets(buf_ps, sizeof(buf_ps), ptr) != NULL)
        {
     
           strcat(result, buf_ps);
           if(strlen(result) > CMD_RESULT_BUF_SIZE)
           {
     
               break;
           }
        }
        pclose(ptr);
        ptr = NULL;
        iRet = 0;  // 处理成功
    }
    else
    {
     
        printf("popen %s error\n", ps);
        iRet = -1; // 处理失败
    }

    return iRet;
}
 
int main()
{
     
        char result[CMD_RESULT_BUF_SIZE]={
     0};
        
        ExecuteCMD("ls -l", result);
        
        printf("This is an example\n\n");
        printf("%s", result);
        printf("\n\nThis is end\n");
        
        return 0;
}

编译运行结果如下

zhaoc@ubuntu14:~/test/11-shellCmdTest$ gcc test1.c 
zhaoc@ubuntu14:~/test/11-shellCmdTest$ 
zhaoc@ubuntu14:~/test/11-shellCmdTest$ 
zhaoc@ubuntu14:~/test/11-shellCmdTest$ ./a.out 
This is an example

总用量 16
-rwxrwxr-x 1 zhaoc zhaoc 8968  2月  2 19:27 a.out
-rwxr--r-- 1 zhaoc zhaoc 1095  2月  2 19:27 test1.c


This is end
zhaoc@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。

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