myshell代码
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myshell代码
.c_str() 是 C++ 中 std::string 类的一个成员函数，它返回一个指向以 null 结尾的 C 风格字符串（const char*）的指针。这个函数主要用于将 C++ 的 std::string 对象传递给需要 C 风格字符串的函数。
snprintf 是 C/C++ 中用于格式化字符串的安全函数，可以防止缓冲区溢出。相比于 sprintf，它多了一个参数来指定缓冲区的大小。
int snprintf(char* buffer, size_t size, const char* format, ...);参数说明
-
buffer: 输出的目标缓冲区
-
size: 缓冲区的大小（包括结尾的空字符）
-
format: 格式化字符串
-
…: 可变参数列表
// 包含必要的头文件#include <iostream> // C++输入输出#include <[[文件 IO 与文件描述符]]cstdio> // C标准输入输出，如printf、snprintf#include <cstring> // C字符串操作，如strcpy、strtok#include <cstdlib> // C标准库，如getenv、malloc、putenv#include <unistd.h> // POSIX操作系统API，如chdir、getcwd、fork、execvp#include <sys/types.h> // 系统数据类型定义#include <sys/wait.h> // 进程等待相关函数，如waitpid#include <cstring> // 字符串操作（重复包含）#include <unordered_map> // C++哈希表容器
#define COMMAND_SIZE 1024 // 命令行缓冲区大小#define FORMAT "[%s@%s %s]# " // 命令行提示符格式：用户名@主机名 当前目录#
// ==================== Shell全局数据结构定义 ====================
// 1. 命令行参数表：存储解析后的命令行参数#define MAXARGC 128 // 最大参数数量char *g_argv[MAXARGC]; // 参数指针数组int g_argc = 0; // 实际参数个数
// 2. 环境变量表：存储自定义的环境变量#define MAX_ENVS 100 // 最大环境变量数量char *g_env[MAX_ENVS]; // 环境变量指针数组int g_envs = 0; // 实际环境变量个数
// 3. 别名映射表：使用C++ unordered_map存储命令别名std::unordered_map<std::string, std::string> alias_list;
// 4. 工作目录缓存（用于测试）char cwd[1024]; // 存储当前工作目录char cwdenv[1024]; // 用于构造PWD环境变量的缓冲区
// 5. 上一条命令的退出状态码int lastcode = 0; // 用于支持 $? 变量
// ==================== 环境变量相关函数 ====================
// 获取当前用户名const char *GetUserName(){ const char *name = getenv("USER"); // 从环境变量获取USER return name == NULL ? "None" : name; // 不存在则返回"None"}
// 获取主机名const char *GetHostName(){ const char *hostname = getenv("HOSTNAME"); return hostname == NULL ? "None" : hostname;}
// 获取当前工作目录并更新PWD环境变量const char *GetPwd(){ // 使用getcwd获取当前工作目录（更可靠） const char *pwd = getcwd(cwd, sizeof(cwd));
if(pwd != NULL) { // 构造PWD环境变量字符串，格式为"PWD=路径" snprintf(cwdenv, sizeof(cwdenv), "PWD=%s", cwd); // 更新环境变量（使PWD与真实目录同步） putenv(cwdenv); } return pwd == NULL ? "None" : pwd;}
// 获取用户家目录const char *GetHome(){ const char *home = getenv("HOME"); return home == NULL ? "" : home; // 返回空字符串而不是"None"}
// 初始化环境变量表：复制系统环境变量并添加自定义变量void InitEnv(){ extern char **environ; // 引用系统全局环境变量数组
// 1. 清空自定义环境变量表 memset(g_env, 0, sizeof(g_env)); g_envs = 0;
// 本来应该从配置文件读取，这里简化直接从系统获取 // 2. 复制系统环境变量到自定义表 for(int i = 0; environ[i]; i++) { // 2.1 申请空间：长度+1是为了字符串结束符'\0' g_env[i] = (char*)malloc(strlen(environ[i]) + 1); // 2.2 复制字符串 strcpy(g_env[i], environ[i]); g_envs++; }
// 3. 添加自定义环境变量（测试用） g_env[g_envs++] = (char*)"HAHA=for_test"; // 注意：这里直接使用字符串常量 g_env[g_envs] = NULL; // 数组以NULL结尾
// 4. 将自定义环境变量注册到进程环境 for(int i = 0; g_argv[i]; i++) { // putenv将"NAME=VALUE"形式字符串添加到环境变量 putenv(g_env[i]); }
// 5. 关键步骤：将全局environ指向我们的环境变量表 // 这样后续所有环境变量操作都使用我们的版本 environ = g_env;}
// ==================== 内置命令实现 ====================
// cd命令：切换工作目录bool Cd(){ // cd 命令（无参数）：切换到用户家目录 if(g_argc == 1) { std::string home = GetHome(); if(home.empty()) return true; // 家目录不存在则直接返回 chdir(home.c_str()); // 切换到home目录 } else // cd 带参数 { std::string where = g_argv[1];
// 处理特殊参数 if(where == "-") // 切换到上一个目录（待实现） { // TODO: 记录和切换前一个目录 } else if(where == "~") // 切换到用户家目录（待实现） { // TODO: 切换到用户家目录 } else // 切换到指定目录 { chdir(where.c_str()); // 系统调用切换目录 } } return true;}
// echo命令：输出文本或变量值void Echo(){ if(g_argc == 2) // echo只有一个参数的情况 { std::string opt = g_argv[1];
// 输出上一条命令的退出码 if(opt == "$?") { std::cout << lastcode << std::endl; lastcode = 0; // 重置退出码 } // 输出环境变量值 else if(opt[0] == '$') { std::string env_name = opt.substr(1); // 去掉$前缀 const char *env_value = getenv(env_name.c_str()); if(env_value) std::cout << env_value << std::endl; } else // 输出普通字符串 { std::cout << opt << std::endl; } }}
// ==================== 命令行界面函数 ====================
// 从完整路径中提取最后一个目录名std::string DirName(const char *pwd){#define SLASH "/" // 路径分隔符 std::string dir = pwd;
if(dir == SLASH) return SLASH; // 根目录直接返回"/"
auto pos = dir.rfind(SLASH); // 从后往前查找最后一个"/" if(pos == std::string::npos) return "BUG?"; // 不应该发生的情况
return dir.substr(pos + 1); // 返回"/"后面的部分}
// 构造命令行提示符字符串void MakeCommandLine(char cmd_prompt[], int size){ // 格式：[用户名@主机名 最后目录名]# snprintf(cmd_prompt, size, FORMAT, GetUserName(), GetHostName(), DirName(GetPwd()).c_str());}
// 打印命令行提示符void PrintCommandPrompt(){ char prompt[COMMAND_SIZE]; MakeCommandLine(prompt, sizeof(prompt)); printf("%s", prompt); // 打印提示符 fflush(stdout); // 立即刷新输出缓冲区}
// 获取用户输入的命令行bool GetCommandLine(char *out, int size){ // 从标准输入读取一行命令 char *c = fgets(out, size, stdin); if(c == NULL) return false; // 读取失败或EOF
out[strlen(out) - 1] = 0; // 去掉末尾的换行符'\n' if(strlen(out) == 0) return false; // 空命令
return true;}
// ==================== 命令行解析函数 ====================
// 解析命令行字符串为参数数组bool CommandParse(char *commandline){#define SEP " " // 参数分隔符（空格）
g_argc = 0;
// 使用strtok分割字符串 // 第一次调用传入原字符串 g_argv[g_argc++] = strtok(commandline, SEP);
// 后续调用传入NULL继续分割 while((g_argv[g_argc++] = strtok(nullptr, SEP)));
g_argc--; // 修正参数个数（因为循环多计了一个）
return g_argc > 0 ? true : false; // 有参数返回true}
// 调试函数：打印解析后的参数void PrintArgv(){ for(int i = 0; g_argv[i]; i++) { printf("argv[%d]->%s\n", i, g_argv[i]); } printf("argc: %d\n", g_argc);}
// ==================== 内置命令检测和执行 ====================
// 检查并执行内置命令bool CheckAndExecBuiltin(){ std::string cmd = g_argv[0]; // 命令名（第一个参数）
if(cmd == "cd") // 切换目录命令 { Cd(); return true; } else if(cmd == "echo") // 输出命令 { Echo(); return true; } else if(cmd == "export") // 设置环境变量命令（待实现） { // TODO: 实现export命令 } else if(cmd == "alias") // 设置别名命令（待实现） { // TODO: 实现alias命令 // std::string nickname = g_argv[1]; // alias_list.insert(key, value); }
return false; // 不是内置命令}
// ==================== 外部命令执行 ====================
// 执行外部命令（通过fork+execvp）int Execute(){ // 1. 创建子进程 pid_t id = fork();
if(id == 0) // 子进程 { // 使用execvp执行命令 // execvp会自动搜索PATH环境变量中的可执行文件 execvp(g_argv[0], g_argv);
// 如果execvp失败才会执行到这里 exit(1); // 退出码1表示执行失败 }
// 2. 父进程等待子进程结束 int status = 0; pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);
if(rid > 0) // 成功等待到子进程 { // 使用WEXITSTATUS宏获取子进程的退出状态 lastcode = WEXITSTATUS(status); }
return 0;}
// ==================== 主函数 ====================
int main(){ // Shell启动时初始化环境变量 InitEnv();
// 主循环：读取-解析-执行循环（Read-Eval-Print Loop） while(true) { // 1. 输出命令行提示符 PrintCommandPrompt();
// 2. 获取用户输入的命令 char commandline[COMMAND_SIZE]; if(!GetCommandLine(commandline, sizeof(commandline))) continue; // 获取失败或空命令，继续循环
// 3. 解析命令行 if(!CommandParse(commandline)) continue; // 解析失败，继续循环
// 4. 检测并执行内置命令 if(CheckAndExecBuiltin()) continue; // 是内置命令，执行后继续循环
// 5. 执行外部命令 Execute(); }
// TODO: 清理函数（释放动态分配的内存） // cleanup();
return 0;}文章分享
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