C语言在linux环境下执行终端命令

简介: 本文介绍了在Linux环境下使用C语言执行终端命令的方法。首先,文章描述了`system()`函数,其可以直接执行shell命令并返回结果。接着介绍了更强大的`popen()`函数,它允许程序与命令行命令交互,并详细说明了如何使用此函数及其配套的`pclose()`函数。此外,还讲解了`fork()`和`exec`系列函数,前者创建新进程,后者替换当前进程执行文件。最后,对比了`system()`与`exec`系列函数的区别,并针对不同场景推荐了合适的函数选择。

C语言在linux环境下执行终端命令

system()函数用来执行一个shell命令,并返回执行结果。

语法:

    #include <stdlib.h>
    int system(const char *command);
  1. command:要执行的命令字符串。

  2. 函数返回值:如果命令执行成功,则返回0;如果命令执行失败,则返回-1。
    System函数的行为依赖于操作系统和环境。在大多数情况下,System函数会创建一个新的进程来执行指定的命令,然后等待该命令完成,并返回命令的退出状态。如果命令执行成功,System函数通常会返回0。如果命令执行失败,System函数会返回非0值。

如果需要更精细的控制,如命令的输出、错误处理、命令的并行执行等,可能需要使用更复杂的API,如popen或fork/exec系列函数。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
   
    int status = system("echo 'hello word' > test.txt");
    if (status == 0) {
   
        printf("Command executed successfully\n");
    } else {
   
        printf("Command failed with status %d\n", status);
    }
    return 0;
}

//将hello word输出到test.txt文件中

2.popen()函数

popen函数是C语言标准库中的一个功能强大的工具,它允许程序与命令行命令进行交互。具体来说,popen函数用于创建一个管道,并通过这个管道与启动的新进程通信。这个新进程是由popen函数执行的命令行命令生成的子进程。

语法:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

FILE *popen(const char *command, const char *type);
  1. command:要执行的命令字符串。

  2. type:指定管道的类型,可以是"r"、"w"或"rw"。"r"表示只读,"w"表示只写,"rw"表示读写。

  3. 函数返回值:如果命令执行成功,则返回指向管道的文件指针;如果命令执行失败,则返回NULL。

command参数指定了要执行的命令,而type参数决定了打开的文件模式,可以是"r"(表示读模式)或"w"(表示写模式)。
当type为"r"时,popen函数返回的文件指针连接到命令的标准输出上,即我们可以从这个文件指针读取命令的输出;反之,当type为"w"时,文件指针连接到命令的标准输入上,即我们可以向这个文件指针写入数据,这些数据将作为命令的输入。

popen函数是通过fork一个子进程来执行命令的,而这个子进程是通过调用/bin/sh -c来执行command指定的命令。
这意味着command可以包含多个命令,它们会被当作一个脚本执行。

在使用popen函数后,必须使用pclose函数来关闭由popen函数返回的文件指针。pclose函数不仅关闭了文件指针,还会等待命令执行完毕,并返回shell的终止状态。如果popen函数调用失败,它会返回NULL,并且可以通过检查errno来获取具体的错误信息。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
   
    FILE *fp = popen("ls -l", "r");
    if (fp == NULL) {
   
        perror("popen");
        exit(1);
    }
    char buffer[1024];
    while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp)!= NULL) {
   
        printf("%s", buffer);
    }
    int status = pclose(fp);
    if (status == -1) {
   
        perror("pclose");
        exit(1);
    }
    return 0;
}

//列出当前目录的文件信息

3.fork()和exec系列函数

fork()和exec系列函数是C语言标准库中的另一种执行命令的函数。fork()函数创建一个新的进程,并返回子进程的PID。
exec系列函数用来替换当前进程的执行文件,并执行指定的命令。
fork()函数的语法:

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);

exec系列函数的语法:

exec函数里的参数可以分成3个部分, 执行文件部分, 命令参数部分, 环境变量部分。

  • 执行文件部分:指定要执行的命令,可以是绝对路径,也可以是相对路径。
  • 命令参数部分:以数组的形式传递命令的参数。
  • 环境变量部分:以数组的形式传递环境变量。

    #include <unistd.h>
    int execl(const char *path, const char *arg0,..., (char *)0);
    int execle(const char *path, const char *arg0,..., char *const envp[]);
    int execlp(const char *file, const char *arg0,..., (char *)0);
    int execv(const char *path, char *const argv[]);
    int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);
    int execvp(const char *file, char *const argv[]);
    

    这些函数的功能都类似,它们都用来执行指定的命令。

  • execl():以参数列表的方式执行命令,最后一个参数必须是NULL。

  • execle():与execl()类似,但可以指定环境变量。
  • execlp():在PATH环境变量中搜索命令的路径,然后执行。
  • execv():以参数数组的方式执行命令。
  • execve():与execv()类似,但可以指定环境变量。
  • execvp():在PATH环境变量中搜索命令的路径,然后执行。

这些函数的区别在于参数的传递方式。execl系列函数以参数列表的方式传递参数,execv系列函数以参数数组的方式传递参数。

exec函数会取代执行它的进程, 也就是说, 一旦exec函数执行成功, 它就不会返回了, 进程结束. 但是如果exec函数执行失败, 它会返回失败的信息, 而且进程继续执行后面的代码!

通常exec会放在fork() 函数的子进程部分, 来替代子进程执行啦, 执行成功后子程序就会消失, 但是执行失败的话, 必须用exit()函数来让子进程退出!

  1. execl()函数:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
   
    int status = execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);
    if (status == -1) {
   
        perror("execl");
        exit(1);
    }
    return 0;
}


//列出当前目录的文件信息
  1. execle()函数:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
   
    char *envp[] = {
   "PATH=/bin", NULL};
    int status = execle("/bin/ls", "ls", "-l", NULL, envp);
    if (status == -1) {
   
        perror("execle");
        exit(1);
    }
    return 0;
}

//列出当前目录的文件信息, 并指定环境变量
  1. execlp()函数:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
   
    int status = execlp("ls", "ls", "-l", NULL);
    if (status == -1) {
   
        perror("execlp");
        exit(1);
    }
    return 0;
}


//列出当前目录的文件信息, 在PATH环境变量中搜索命令的路径
  1. execv()函数:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>


int main() {
   
    char *argv[] = {
   "ls", "-l", NULL};
    int status = execv("/bin/ls", argv);
    if (status == -1) {
   
        perror("execv");
        exit(1);
    }
    return 0;
}

//列出当前目录的文件信息, 以参数数组的方式传递参数
  1. execve()函数:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
   
    char *argv[] = {
   "ls", "-l", NULL};
    char *envp[] = {
   "PATH=/bin", NULL};
    int status = execve("/bin/ls", argv, envp);
    if (status == -1) {
   
        perror("execve");
        exit(1);
    }
    return 0;
}

//列出当前目录的文件信息, 以参数数组的方式传递参数, 并指定环境变量
  1. execvp()函数:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
   
    char *argv[] = {
   "ls", "-l", NULL};
    int status = execvp("ls", argv);
    if (status == -1) {
   
        perror("execvp");
        exit(1);
    }
    return 0;
}



//列出当前目录的文件信息, 在PATH环境变量中搜索命令的路径, 以参数数组的方式传递参数

4.system()和exec系列函数的区别

system()函数和exec系列函数都可以用来执行命令,但是它们的区别在于:

  • system()函数:system()函数是C语言标准库中的函数,它直接调用/bin/sh来执行命令,因此它可以执行任何命令,包括shell脚本。
  • exec系列函数:exec系列函数是C语言标准库中的高级函数,它们通过fork()和exec()系列函数来执行命令,因此它们只能执行可执行文件,不能执行shell脚本。

因此,如果需要执行shell脚本,则应该使用system()函数;如果需要执行可执行文件,则应该使用exec系列函数。

5.总结

  • system()函数:system()函数用来执行一个shell命令,并返回执行结果。
  • popen()函数:popen函数是C语言标准库中的一个功能强大的工具,它允许程序与命令行命令进行交互。
  • fork()和exec系列函数:fork()和exec系列函数是C语言标准库中的另一种执行命令的函数。fork()函数创建一个新的进程,并返回子进程的PID。exec系列函数用来替换当前进程的执行文件,并执行指定的命令。
  • 推荐使用exec系列函数来执行命令,因为它更加灵活,可以指定环境变量。
  • 推荐使用popen()函数来执行命令,因为它可以获取命令的输出,并且可以与程序进行交互。
  • 推荐使用system()函数来执行shell脚本,因为它可以执行更复杂的脚本。
  • 推荐使用exec系列函数来执行可执行文件,因为它可以执行更加精确的控制。
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