C++实现模拟shell命令行(代码解析)

简介

本文主要介绍如何使用C++实现模拟shell命令行。通过本文，您将学习到如何使用C++实现简单的命令行操作，以及理解如何在命令行中传递参数和执行命令。

实现过程

步骤一：从命令行读取输入

首先我们需要获取用户在命令行中输入的内容，我们可以使用getchar()实现从标准输入读取输入的字符。例如：

char c = getchar();

此时用户输入的第一个字符会被存储在变量c中。当用户输入完一行字符后，可以使用以下语句清空缓存：

while (getchar() != '\n') continue;

步骤二：解析用户输入的命令和参数

接下来，我们需要将用户输入的命令和参数进行解析。我们可以使用字符串切割的方式将输入字符串分隔为命令和参数数组。

#include <string>
#include <vector>
#include <sstream>

std::vector<std::string> split(const std::string &s, char delim) {
    std::vector<std::string> elems;
    std::stringstream ss(s);
    std::string item;
    while (getline(ss, item, delim)) {
        elems.push_back(item);
    }
    return elems;
}

上述代码实现了将字符串按照特定字符分隔成数组的功能。

步骤三：执行命令

将用户输入的命令和参数解析出来后，接下来就需要执行命令了。我们可以使用execvp()系统调用来执行命令。

#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

void execute(std::vector<std::string> command) {
    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0) {
        std::cout << "Failed to create child process." << std::endl;
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) {
        char **argv = new char*[command.size() + 1];
        for (int i = 0; i < command.size(); i++) {
            argv[i] = const_cast<char*>(command[i].c_str());
        }
        argv[command.size()] = nullptr;

        execvp(argv[0], argv);
        std::cout << "Failed to execute command: " << argv[0] << std::endl;
        delete[] argv;
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else {
        waitpid(pid, nullptr, 0);
    }
}

上述代码会创建一个子进程来执行用户输入的命令，execvp()会在子进程中被调用。然后通过waitpid()等待子进程退出，以便返回控制权给主进程。

步骤四：完整代码示例

下面是一个完整的实现示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <sstream>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

std::vector<std::string> split(const std::string &s, char delim) {
    std::vector<std::string> elems;
    std::stringstream ss(s);
    std::string item;
    while (getline(ss, item, delim)) {
        elems.push_back(item);
    }
    return elems;
}

void execute(std::vector<std::string> command) {
    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0) {
        std::cout << "Failed to create child process." << std::endl;
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) {
        char **argv = new char*[command.size() + 1];
        for (int i = 0; i < command.size(); i++) {
            argv[i] = const_cast<char*>(command[i].c_str());
        }
        argv[command.size()] = nullptr;

        execvp(argv[0], argv);
        std::cout << "Failed to execute command: " << argv[0] << std::endl;
        delete[] argv;
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else {
        waitpid(pid, nullptr, 0);
    }
}

int main() {
    while (true) {
        std::cout << ">> ";
        std::string input;
        getline(std::cin, input);

        if (input.empty()) {
            continue;
        }

        std::vector<std::string> command = split(input, ' ');
        execute(command);
    }

    return 0;
}

步骤五：示例说明

下面是两个使用示例：

示例一

输入如下命令：

>> echo Hello World

输出：

Hello World

示例二

输入如下命令：

>> ls -l

输出当前目录的详细信息。

总结

通过上述示例，我们了解了如何使用C++实现简单的模拟shell命令行。掌握了输入输出、字符串处理、创建子进程和系统调用等基本技能，可以根据实际需要进行扩展。