如何在 C++ 中实现 grep那么它可以与管道（标准输入等）一起使用吗？

Question

我想为我在 Windows 中执行的 Shell 实现 grep （仅用于学习目的）。
我知道 grep 具有以下语法：

grep pattern files

所以我可以创建一个如下函数：

int grep(string stringToMatch, string fileName) // just one file
{
   // search file for stringToMatch
   // print line containing stringToMatch
}

我的困惑是，当我使用这样的管道时 grep 应该如何工作：

ls | grep someword

我实现了“ls”以将所有输出放入向量中并返回所以我想我的 grep 应该在向量中搜索结果。那么正确的 grep 函数应该是什么样的呢？我需要 2 个 grep 函数吗？

提前致谢。

Answer 1

您想查看已传递了多少个命令行参数。如果只有一个，那么您假设您使用的是标准输入而不是文件。

在 C++ 中，可以通过在函数中使用对 std::istream 的引用来抽象这一点。在调用该函数之前，您需要决定（并创建）一个 std::ifstream（如果合适），否则使用 std::cin。

因此，您的函数变为：

int grep(string stringToMatch, std::istream& in) // just one file
{
   // search file for stringToMatch
   // print line containing stringToMatch
}

并且您可以使用条件（在 main 中使用 argc 和 argv）来执行以下操作

grep(string, std::cin);

：

std::ifstream file(fileName.c_str());
grep(string, file);

Answer 2

阅读 UNIX 过滤器 或 此处

Unix 过滤器在标准输入和标准输出上进行通信。即，在第二进程的标准输入上接收第一进程的标准输出。

标准输入和输出本质上是二进制/文本流

此方法可以链接。 shell 通常是管理该程序的一方
- 环境
- 进程的启动、监控和退出
- 互连

所以
0. 用户给出命令，例如 ls
1. shell 找到命令，创建一个新进程，连接来自终端的 stdin 和来自终端的 stdout，
2.等待程序执行
3. 使用子进程的结果设置环境

如果您说您在向量中有“ls”输出，那么恐怕您还没有真正接近以真正的方式编写 shell

如果您想做一个没有所有内容的 shell考虑到进程管理、管道、重定向等的特性，最有用的工具是 std::istream 和 std::ostream （或 Boost IOStreams 库）。

grep 的一个非常非常简单（真的非常愚蠢）的版本可能如下所示：

#include <iostream>
#include <string>

static bool is_match(const std::string& text, const std::string& pattern)
{
    // FIXME TODO use actual (posix?) regex, boost regex, regex++ or whatnot
    return std::string::npos != text.find(pattern);
}


int main(int argc, const char* argv[])
{
    switch(argc)
    {
        case 0: case 1:
            std::cerr << "specify the pattern" << std::endl;
            return 254;
        case 2:
            break;
        default:
            std::cerr << "not implemented" << std::endl;
            return 255;
    }
    const std::string pattern(argv[1]);

    std::string line;
    while (std::getline(std::cin, line))
    {
        if (is_match(line, argv[1]))
            std::cout << line << std::endl;
    }

    return 0;
}

存在更好的示例 例如此处，但从问题来看，我认为这是下一步的信息丰富的步骤;)

另请注意，Boost IOstreams 库似乎包含 对管道的内置支持

Answer 3

您的 grep 函数应该适用于 FILE * （或 C++ 等效项）。如果您收到作为参数传递的文件名，请打开该文件。如果没有，请从 stdin 读取。

Answer 4

当命令以您发布的语法出现时，它应该从标准输入读取其输入。因此，您需要传递给函数的不是文件名字符串，而是文件的打开文件描述符或 FILE*，无论它是文件系统驻留文件还是标准输入。

例如：

FILE *f;

if (argc == 3)
  f = fopen(argv[2], "r");
else
  f = stdin;

grep(argv[1], f);

请注意，如果您执行“ls | grep bar foo”，grep 将忽略 ls 的输出并匹配文件“foo”中的“bar”。因此，上面的代码反映了（嵌入了很多缺陷，但并不完全，因为 grep 可以匹配多个文件）grep 的行为。

Answer 5

您可能想使用一些库，例如 Boost Regex< /a> 并计算在 shell 中输入的模式的结果。

对于管道，这是 shell 的一个功能，而不是 grep。您可以查看 Boost Interprocess 和 Boost Asio 库来实现它。 Boost Asio 支持许多 POSIX 进程间通信机制。

Answer 6

当用户设置第二个参数时重新打开stdin。

int grep(string stringToMatch, FILE *fp_in);


int main(int argc, char **argv)
{
    if (argc == 2) {
        freopen(argv[2], "r", stdin);
    }
    ...

}