如何在 C++ 中实现 grep 以便它与管道（stdin 等）一起使用？

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 的语法如下：

grep pattern files

所以我可以制作如下函数：

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”，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 函数应该是什么样子呢？我需要 2 个 grep 函数吗？

提前致谢。

Answer 1

您想查看传递了多少命令行参数。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，这可以通过在函数中使用对 std::istream 的引用来抽象。在调用函数之前，您决定（并创建）一个std::ifstream（如果合适），否则使用std::cin。

这样你的函数就变成了：

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

您可以使用条件（在main 中使用argc 和argv）来执行以下任一操作：

grep(string, std::cin);

或

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

Answer 2

阅读UNIX filters 或here

Unix 过滤器通过标准输入和标准输出进行通信。 IE。第一个进程的标准输出在第二个进程的标准输入上接收。

标准输入和输出本质上是二进制/文本流

此方法可以链接。外壳通常是管理 - 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，从终端连接标准输入和从终端连接标准输出， 2.等待程序执行 3. 用子进程的结果设置环境

如果你说你在向量中有 'ls' 输出，恐怕你并没有真正接近以真正的方式编写 shell

如果你想做一个没有进程管理、管道、重定向等特性的 shell，最有用的工具是 std::istream 和 std::ostream（或 Boost IOStreams 库）。

一个非常简单（非常愚蠢）的 grep 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;
}

有更好的例子e.g. here，但从问题来看，我认为这是下一步提供信息的步骤；）

另请注意，Boost IOstreams 库似乎包含 built-in support for pipelines

Answer 3

您的 grep 函数应该在 FILE *（或 C++ 等效项）上工作。如果您获得作为参数传递的文件名，请打开该文件。如果没有，请阅读stdin。

Answer 4

当命令以您发布的这种语法出现时，它应该从标准输入中读取其输入。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*，无论是文件系统驻留文件还是标准输入。

类似：

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，并且不完全，因为 grep 可以匹配多个文件）grep 的行为。

Answer 5

您可能想要使用像 Boost Regex 这样的库并计算在您的 shell 中输入的模式的结果。

对于管道，这是 shell 的一个特性，而不是 grep。您可以签出Boost Interprocess 和Boost Asio 库来实现它。 Boost Asio 支持多种 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);
    }
    ...

}