如何读取 C++ 中 system() 调用的结果？

Question

我正在使用以下代码尝试使用 popen 在 Linux 中读取 df 命令的结果。

#include <iostream> // file and std I/O functions

int main(int argc, char** argv) {
    FILE* fp;
    char * buffer;
    long bufSize;
    size_t ret_code;

    fp = popen("df", "r");
    if(fp == NULL) { // head off errors reading the results
        std::cerr << "Could not execute command: df" << std::endl;
        exit(1);
    }

    // get the size of the results
    fseek(fp, 0, SEEK_END);
    bufSize = ftell(fp);
    rewind(fp);

    // allocate the memory to contain the results
    buffer = (char*)malloc( sizeof(char) * bufSize );
    if(buffer == NULL) {
        std::cerr << "Memory error." << std::endl;
        exit(2);
    }

    // read the results into the buffer
    ret_code = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), fp);
    if(ret_code != bufSize) {
        std::cerr << "Error reading output." << std::endl;
        exit(3);
    }

    // print the results
    std::cout << buffer << std::endl;

    // clean up
    pclose(fp);
    free(buffer);
    return (EXIT_SUCCESS);
}

这段代码给了我一个“内存错误”，退出状态为“2”，所以我可以看到它失败的地方，我只是不明白为什么。

我将这些示例代码放在 Ubuntu 论坛 和 C++ 参考，所以我不喜欢它。 如果有人可以建议一种更好的方法来读取 system() 调用的结果，我愿意接受新想法。

编辑原始内容：好吧，bufSize出现负值，现在我明白为什么了。 你不能像我天真地尝试那样随机访问管道。

我不可能是第一个尝试这样做的人。 有人可以给出（或指出）一个如何将 system() 调用的结果读取到 C++ 变量中的示例吗？

Answer 1

你让这一切变得太难了。 popen(3) 返回标准管道文件的常规旧FILE *，也就是说，换行符终止的记录。 您可以通过使用 fgets(3) 来非常高效地读取它，就像在 C 中一样：

#include <stdio.h>
char bfr[BUFSIZ] ;
FILE * fp;
// ...
if((fp=popen("/bin/df", "r")) ==NULL) {
   // error processing and return
}
// ...
while(fgets(bfr,BUFSIZ,fp) != NULL){
   // process a line
}

在 C++ 中，它甚至更容易——

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <string>

FILE * fp ;

if((fp= popen("/bin/df","r")) == NULL) {
    // error processing and exit
}

ifstream ins(fileno(fp)); // ifstream ctor using a file descriptor

string s;
while (! ins.eof()){
    getline(ins,s);
    // do something
}

那里有更多的错误处理，但这就是想法。 要点是，您对待 popen 中的 FILE * 就像 any FILE * 一样，并逐行读取它线。

Answer 2

为什么 std::malloc() 会失败？

明显的原因是“因为 std::ftell() 返回一个负符号数，然后将其视为一个巨大的无符号数”。

根据 文档，std::ftell()失败时返回-1。 它失败的一个明显原因是您无法在管道或 FIFO 中查找。

跑不了的; 不读命令输出就无法知道它的长度，而且只能读一次。 您必须分块读取它，要么根据需要增加缓冲区，要么动态解析。

但是，当然，您可以直接使用系统调用 df 可能用来获取其信息的系统调用 statvfs() 来避免整个问题。

Answer 3

（术语注释：Unix 和 Linux 中的“系统调用”通常是指从用户空间代码调用内核函数。将其称为“system() 调用的结果”或“ system(3) 调用的结果”会更清楚，但最好直接说“捕获进程的输出。”）

无论如何，您可以像这样读取进程的输出您可以读取任何其他文件。 具体来说：

• 您可以使用 pipe()、fork() 和 exec() 启动该进程。 这将为您提供一个文件描述符，然后您可以使用循环将文件描述符中的 read() 读取到缓冲区中，并在完成后 close() 文件描述符。 这是最低级别的选项，为您提供最大的控制权。
• 您可以像您正在做的那样使用 popen() 启动该过程。 这给你一个文件流。 在循环中，您可以使用 fread()、fgets() 或 fgetc() 从流中读取数据到临时变量或缓冲区中>，正如 Zarawesome 的答案所示，然后处理该缓冲区或将其附加到 C++ 字符串。
• 您可以使用 popen() 启动该过程，然后使用非标准 __gnu_cxx::stdio_filebuf 来包装它，然后从 stdio_filebuf 创建一个 std::istream 并将其视为任何其他 C++ 流。 这是最像 C++ 的方法。 这是第 1 部分 和 第 2 部分 这种方法的一个示例。

Answer 4

我不确定您是否可以像这样 fseek/ftell 管道流。

您检查过 bufSize 的值吗？ malloc 失败的原因之一是缓冲区大小过大。

Answer 5

感谢所有花时间回答的人。 一位同事向我指出了 ostringstream 类。 这是一些示例代码，它基本上完成了我在原始问题中尝试做的事情。

#include <iostream> // cout
#include <sstream> // ostringstream

int main(int argc, char** argv) {
    FILE* stream = popen( "df", "r" );
    std::ostringstream output;

    while( !feof( stream ) && !ferror( stream ))
    {
        char buf[128];
        int bytesRead = fread( buf, 1, 128, stream );
        output.write( buf, bytesRead );
    }
    std::string result = output.str();
    std::cout << "<RESULT>" << std::endl << result << "</RESULT>" << std::endl;
    return (0);
}

Answer 6

回答更新中的问题：

char buffer[1024];
char * line = NULL;
while ((line = fgets(buffer, sizeof buffer, fp)) != NULL) {
    // parse one line of df's output here.
}

这足够了吗？

Answer 7

首先要检查的是 bufSize 的值 - 如果该值恰好 <= 0，则 malloc 很可能会返回 NULL，因为此时您正尝试分配大小为 0 的缓冲区。

另一种解决方法是要求 malloc 为您提供大小为 (bufSize + n) 的缓冲区，其中 n >= 1，这应该可以解决此特定问题。

除此之外，您发布的代码是纯 C，而不是 C++，因此包含它有点过头了。

Answer 8

检查你的 bufSize。 ftell 出错时可能返回 -1，这可能会导致 malloc 未分配缓冲区具有 NULL 值的情况。

ftell 失败的原因是因为 popen。 你无法搜索管道。

Answer 9

管道不是随机访问的。 它们是连续的，这意味着一旦您读取了一个字节，管道就不会再次将其发送给您。 显然，这意味着你无法倒带。

如果您只想将数据输出回用户，您可以执行以下操作：

// your file opening code

while (!feof(fp))
{
char c = getc(fp);
std::cout << c;
}

这将从 df 管道中逐个拉出字节，并将它们直接泵入输出。

现在，如果您想访问整个 df 输出，您可以将其通过管道传输到文件中并读取该文件，或者将输出连接到 C++ 字符串等构造中。