apue- chapter 1 UNIX基础知识

1.C++实现ls命令

#include<dirent.h>
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
#include "apue.h"
using namespace std;
int main(int argc,char * argv[]){
    DIR *d
    struct dirent *dirp;
    if(argc!=2){
        cout<<"usage: ls directory_name"<<endl;
        exit(-1);
    }
    if((dp=opendir(argv[1]))==NULL){
        cout<<"can't open "<<argv[1]<<endl;
    }
    //循环读取目录项
    while((dirp=readdir(dp))!=NULL){
        //输出文件名称
        cout<<dirp->d_name<<endl;
    }
    closedir(dp);

    exit(0);
}

opendir函数返回指向DIR结构的指针，我们将该指针传送给readdir函数。在循环中调用 readdir来读取每个目录项。该函数返回指向dirent结构的指针，而当目录中没有目录项可读时返回空指针。然后在循环中输出从dirent结构中 取出的每个目录项的名称。

2.C++ 实现从输出从标准输入中读到的内容

#include "apue.h"
#include<iostream>
using namespace std;
#define BUFFSIZE 4096
int main(){
    int n;
    //缓冲
    char buf[BUFFSIZE];
    //从标准输入中读取，缓冲区大小为BUFFSIZE，缓冲区对应buf
    while((n=read(STDIN_FILENO,buf,BUFFSIZE))>0){
        //向标准输出输出buf中的内容
        if(write(STDOUT_FILENO,buf,n)!=n)
            cout<<"wirte error"<<endl;
    }
    //读取标准输入出错
    if(n<0)
        cout<<"read error"<<endl;
    exit(0);
}

运行截图：

3.使用标准I/O实现例2中的内容

　　标准I/O函数为那些不带缓冲的I/O函数提供了一个带缓冲的接口。使用标准I/O函数无需担心如何选取最佳的缓冲区大小。

　　以下用getc函数与putc函数实现例2中的功能。

#include "apue.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    int c;
    while((c=getc(stdin))!=EOF){
        if(putc(c,stdout)==EOF)
            cout<<"output error"<<endl;
    }
    if(ferror(stdin))
        cout<<"input error"<<endl;

    return 0;
}

4.输出进程ID

　　UNIX确保每个进程都有唯一的数字标识符，成为进程ID。进程ID是一个非负整数。

　　下面是一个输出本程序进程ID的 程序代码。

#include "apue.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    cout<<"hello world from process ID"<<getpid()<<endl;
    return 0;
}

分别运行两次，输出如下：

hello world from process ID18357

hello world from process ID18385

5.开辟新进程执行输入的命令

　　利用C++对标准输入 输入的命令开辟新的进程加以执行。

#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    char buf[MAXLINE]; //MAXLINE->4096
    pid_t pid;
    int status;
    cout<<"%% ";/* print prompt (printf requires %% to print %)*/
    while(fgets(buf,MAXLINE,stdin)!=NULL){
        //fets函数返回的每一行都以换行符结束，后面紧随一个'',需要将换行符号替换为''
        if(buf[strlen(buf)-1]=='
')//最后一个字符是换行符
            buf[strlen(buf)-1]='';//将其替换为结束符号
        //调用fork()创建新进程,fork对父进程返回子进程的ID，对子进程返回0.fork调用一次，在父进程和子进程中各调用一次
        if((pid=fork())<0){
            cout<<"fork error"<<endl;
        }else if(pid==0){//成功创建子进程
            //在子进程中执行buf对应的命令，
            execlp(buf,buf,(char *)0);
            cout<<"could't execute: "<<buf<<endl;
            exit(127);
        }
        //父进程等待子进程结束
        //waitpid()函数返回子进程的终止状态，保存在status中
        /* parent */
        if((pid=waitpid(pid,&status,0))<0)
            cout<<"wait pid error!"<<endl;
        cout<<"%% ";
    }

    return 0;
}

执行过程：

%% ls
b		CMakeFiles	     hello_world      Makefile
CMakeCache.txt	cmake_install.cmake  hello_world.cbp
%% date
2016年 03月 20日 星期日 23:01:21 CST

　　上述程序的重点是函数fork以及函数waitpid。fork创建一个新进程。fork对父进程返回子进程的进程ID（非负整数），对子进程返回0。fork调用一次，对父进程和子进程各返回一次。

　　父进程等待子进程终止是通过waitpid实现的，其参数指定要等待的进程（pid指定），返回子进程的终止状态（status变量）。

 6.出错处理

　　当Unix系统函数出错的时候，通常会返回一个负值，而且整型变量errno通常被设置为具有特定信息的值。

　　文件<errno.h>定义了errno以及可以赋予它的各种变量，这些变量都以E开头。

　　C标准定义了两个函数，用于打印出错的信息。

#include<string.h>
char *strerror(int errnum)
//将errnum(errno)映射为一个出错的消息字符串，并且返回这个字符串的指针

#include<stdio.h>
void perror(const char * msg)
//基于当前的errno值，在标准错误上产生一条出错的信息，然后返回。

　　以下程序是 使用上述两个函数的案例。

#include<iostream>

#include<errno.h>
#include<stdio.h>
#include <string.h>

using namespace std;
int main(int argc,char*argv[]){
    //将EACCES映射为一个出错消息字符串
    fprintf(stderr,"EACCES: %s
",strerror(EACCES));
    errno=ENOENT;
    //基于当前errno的值，在标准错误上产生一条出错信息
    perror(argv[0]);

}

7.用户id和组id

　　用户id用于标识不同的用户，root用户的用户id为0.组将同属一个项目或者部门的用户集合在一起，他们一般具有相同的权限，可以访问组权限限定的文件。

　　以下程序用户获取当前用户的用户id以及组id。

#include<iostream>
#include "apue.h"
using namespace std;
int main(int argc,char*argv[]){
    //输出用户id和组id
   cout<<"uid="<<getuid()<<",gid= "<<getgid()<<endl;
}

8. 信号

　　信号用于通知进程发生了某种情况，例如某一进程执行执行除法操作，其除数为0，则将名为SIGFPE(浮点异常)的信号发送给该进程。进程有以下3种处理信号的方式。

　　1.忽略信号。2.按系统默认方式处理。3.提供一个函数，信号发生的时候调用该函数，这被称为捕捉该信号。通过自己定义的程序，我们就知道什么时候产生了信号，并按照期望的方式进行处理。

　　实例：捕捉中断键发出的信号。

#include<iostream>
#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
using namespace std;
//用于捕捉信号的函数
static void sig_int(int signo){//信号处理函数，输出Interrupt
    cout<<"Interrupt "<<endl;
}
int main(){
    char buf[MAXLINE];
    pid_t  pid;
    int status;
    if(signal(SIGINT,sig_int)==SIG_ERR)//绑定信号
        cout<<"signal error"<<endl;
    cout<<"%% ";
    while(fgets(buf,MAXLINE,stdin)!=NULL){
        if(buf[strlen(buf)-1]=='
')
            buf[strlen(buf)-1]='';
        if((pid=fork())<0){
            cout<<"fork error"<<endl;
        }else if(pid==0){
            execlp(buf,buf,(char *)0);
            cout<<"could't execute :"<<buf<<endl;
            exit(-1);
        }
        if((pid=waitpid(pid,&status,0))<0)
            cout<<"wait pid error"<<endl;
        cout<<"%% ";
    }
    return 0;
}

运行截图：