如何将程序输出重定向为输入

Question

我已经编写了一个简单的 C++ 程序用于教程目的。我的目标是无限循环。

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
  std::cout << "text";

  for(;;) {
    std::string string_object{};
    std::getline(std::cin, string_object);
    std::cout << string_object;
  }

  return 0;
}

编译后我运行它是这样的： ./bin 0>&1 我期望发生的是输出到标准输出的“文本”，它现在也将成为程序的标准输入，并且它将永远循环。为什么没有发生？

Answer 1

首先，打印到std::cout时需要输出换行符，否则std::getline()将没有完整的行可读。

改进版本：

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
  std::cout << "stars" << std::endl;

  for(;;) {
    std::string string_object;
    std::getline(std::cin, string_object);
    std::cout << string_object << std::endl;
  }

  return 0;
}

现在试试这个：

./bin >file <file

您看不到任何输出，因为它会转到文件。但是如果你停止程序并查看文件，看，它充满了

stars
stars
stars
stars

:-)

还有，当你尝试时反馈循环无法启动的原因

./bin 0>&1

是，您最终将标准输入和标准输出都连接到 /dev/tty （这意味着您可以看到输出）。

但是 TTY 设备永远无法关闭循环，因为它实际上由两个独立的通道组成，一个将输出传递给终端，一个将终端输入传递给进程。

如果您使用常规文件进行输入和输出，则可以关闭循环。如果进程的标准输入连接到它，写入文件的每个字节也将从中读取。只要没有其他进程同时从文件读取，因为流中的每个字节只能读取一次。

Answer 2

因为标准输出和标准输入不创建循环。它们可能指向同一个 tty，但一个 tty 实际上是两个独立的通道，一个用于输入，一个用于输出，并且它们不会相互环回。

您可以尝试通过运行您的程序创建一个循环，其 stdin 连接到 pipe 的读取端，并将其 stdout 连接到其写入端。这将适用于 cat:

mkfifo fifo
{ echo text; strace cat; } <>fifo >fifo
...
read(0, "text\n", 131072)               = 5
write(1, "text\n", 5)                   = 5
read(0, "text\n", 131072)               = 5
write(1, "text\n", 5)                   = 5
...

但是你的程序没有。那是因为您的程序正在尝试读取行，但它的写入没有被换行符终止。修复该问题并将读取行打印到 stderr（因此我们不必使用 strace 来证明您的程序中发生了任何事情），我们得到：

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
  std::cout << "text" << std::endl;

  for(;;) {
    std::string string_object{};
    std::getline(std::cin, string_object);
    std::cerr << string_object << std::endl;
    std::cout << string_object << std::endl;
  }
}

g++ foo.cc -o foo
mkfifo fifo; ./foo <>fifo >fifo
text
text
text
...

注意：使用<>fifo打开命名管道（fifo）的方式是为了同时打开它的读端和写端，因此避免阻塞。不是从它的路径重新打开 fifo，stdout 可以简单地从 stdin (prog <>fifo >&0) 复制，或者 fifo 可以首先作为不同的文件描述符打开，然后可以打开 stdin 和 stdout 而无需阻塞，第一个在 read-only 模式下，第二个在 write-only 模式下 (prog 3<>fifo <fifo >fifo 3>&-).

对于手头的例子，它们的工作方式都是一样的。在 Linux、:|prog >/dev/fd/0（和 echo text | strace cat >/dev/fd/0）上也可以工作——无需使用 mkfifo.

创建命名管道

Answer 3

由于您使用的是 gcc，我假设您有 pipe 可用。

#include <cstring>
#include <iostream>
#include <unistd.h>

int main() {
    char buffer[1024];
    std::strcpy(buffer, "test");

    int fd[2];
    ::pipe(fd);
    ::dup2(fd[1], STDOUT_FILENO);
    ::close(fd[1]);
    ::dup2(fd[0], STDIN_FILENO);
    ::close(fd[0]);

    ::write(STDOUT_FILENO, buffer, 4);
    while(true) {
        auto const read_bytes = ::read(STDIN_FILENO, buffer, 1024);
        ::write(STDOUT_FILENO, buffer, read_bytes);
#if 0
        std::cerr.write(buffer, read_bytes);
        std::cerr << "\n\tGot " << read_bytes << " bytes" << std::endl;
#endif
        sleep(2);
    }
    return 0;
}

可以启用 #if 0 部分进行调试。我无法让它直接与 std::cout 和 std::cin 一起使用，但对 low-level 流代码了解更多的人可能会对此进行调整。

调试输出：

$ ./io_loop 
test
        Got 4 bytes
test
        Got 4 bytes
test
        Got 4 bytes
test
        Got 4 bytes
^C

如何将程序输出重定向为输入

How to redirect program output as its input

c++

linux

shell

stdin

stdout