如何在 C++ 中执行命令并获取命令的返回码 stdout 和 stderr

Question

给出以下答案（第一个 c++11 答案）：

How do I execute a command and get the output of the command within C++ using POSIX?

为了您的方便，这里是实现：

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <array>

std::string exec(const char* cmd) {
    std::array<char, 128> buffer;
    std::string result;
    std::shared_ptr<FILE> pipe(popen(cmd, "r"), pclose);
    if (!pipe) throw std::runtime_error("popen() failed!");
    while (!feof(pipe.get())) {
        if (fgets(buffer.data(), 128, pipe.get()) != nullptr)
            result += buffer.data();
    }
    return result;
}

这非常适合执行命令（例如std::string res = exec("ls");）并将标准输出转换为字符串。

但它不做的是获取命令返回码（通过/失败整数）或标准错误。理想情况下，我想要一种方法来获取所有三个（返回代码、标准输出、标准错误）。

我会满足于标准输出和标准错误。我在想我需要添加另一个管道，但我真的看不到第一个管道是如何设置来获取标准输出的，所以我想不出如何改变它来获取两者。

任何人有任何想法如何做到这一点，或可能有效的替代方法？

更新

查看我的完整示例here 的输出：

Start
1 res: /home

2 res: stdout

stderr
3 res: 
End

您可以看到 3 res: 不像 2 res: stdout 那样打印 stderr，但 stderr 只是由进程（而不是我的程序）在单独的行上转储到屏幕上。

外部库

我真的不想使用像 Qt 和 boost 这样的外部库——主要是因为我想要它的可移植性，而且我从事的许多项目都不使用 boost。但是，我将标记包含这些选项的解决方案，因为它们对其他用户有效:)

使用评论/答案的完整解决方案

感谢大家的回答/cmets，这是修改后的解决方案（并且可以运行）：

working-solution

Answer 1

下面是Patrick. B 答案的一个稍微不同的版本，它使用fread() 而不是fgets()。

Antti Haapala 在此线程中建议使用fread()：

How do I execute a command and get the output of the command within C++ using POSIX?

此版本将标准输出读取到 std::string，它必须作为第二个参数传递。

函数返回cmd执行的退出码，与pclose()返回的一样。

要同时获得stderr，请添加到cmd 的末尾："2>&1"，正如同一线程中Alex 所建议的那样。

main()函数如下，展示如何使用：

int execute(std::string cmd, std::string& output)

列出当前目录并将其打印到标准输出：

#include <iostream>
#include <array>
#include <unistd.h>
    
int execute(std::string cmd, std::string& output) {
    const int bufsize=128;
    std::array<char, bufsize> buffer;

    auto pipe = popen(cmd.c_str(), "r");
    if (!pipe) throw std::runtime_error("popen() failed!");

    size_t count;
    do {
        if ((count = fread(buffer.data(), 1, bufsize, pipe)) > 0) {
            output.insert(output.end(), std::begin(buffer), std::next(std::begin(buffer), count));
        }
    } while(count > 0);

    return pclose(pipe);
}    
    
int main(int argc, char** argv) {
std::string output;

    execute("ls", output);
    std::cout << output;
}

Answer 2

您可以使用自定义删除器从管道中获取返回码：

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <array>
#include <utility>

using namespace std;
pair<string, int> exec(const char* cmd) {
    array<char, 128> buffer;
    string result;
    int return_code = -1;
    auto pclose_wrapper = [&return_code](FILE* cmd){ return_code = pclose(cmd); };
    { // scope is important, have to make sure the ptr goes out of scope first
    const unique_ptr<FILE, decltype(pclose_wrapper)> pipe(popen(cmd, "r"), pclose_wrapper);
    if (pipe) {
        while (fgets(buffer.data(), buffer.size(), pipe.get()) != nullptr) {
            result += buffer.data();
        }
    }
    }
    return make_pair(result, return_code);
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    if (argc <= 1) return 0;
    cout << "calling with " << argv[1] << '\n';
    const auto process_ret = exec(argv[1]);
    cout << "captured stdout : " << '\n' << process_ret.first << endl;
    cout << "program exited with status code " << process_ret.second << endl;
    return 0;
} 

Answer 3

有一种可能的解决方法。您可以通过将“2>&1”附加到您的 cmd 来将标准错误重定向到标准输出。这会满足您的需求吗？

Answer 4

来自popen的手册页：

The pclose() function waits for the associated process to terminate  and returns the exit status of the command as returned by wait4(2).

因此，您自己调用pclose()（而不是使用std::shared_ptr<> 的析构函数）将为您提供进程的返回码（如果进程尚未终止，则阻塞）。

std::string exec(const char* cmd) {
    std::array<char, 128> buffer;
    std::string result;

    auto pipe = popen(cmd, "r"); // get rid of shared_ptr

    if (!pipe) throw std::runtime_error("popen() failed!");

    while (!feof(pipe)) {
        if (fgets(buffer.data(), 128, pipe) != nullptr)
            result += buffer.data();
    }

    auto rc = pclose(pipe);

    if (rc == EXIT_SUCCESS) { // == 0

    } else if (rc == EXIT_FAILURE) {  // EXIT_FAILURE is not used by all programs, maybe needs some adaptation.

    }
    return result;
}

使用popen() 获取stderr 和stdout，恐怕您需要通过添加2>&1 将stderr 的输出从传递给popen() 的命令行重定向到stdout。这样做的不便之处在于，两种流都无法预料地混合在一起。

如果你真的想为 stderr 和 stdout 提供两个不同的文件描述符，一种方法是自己进行分叉并将新进程 stdout/stderr 复制到两个可从父进程访问的管道。 （见dup2() 和pipe()）。我可以在这里更详细地介绍，但这是一种相当乏味的做事方式，必须非常小心。互联网上到处都是例子。