c - 从文件中获取数据并通过管道移动

Question

免责声明:这是一项作业。我不要求显式代码。我只是寻求帮助来理解这些概念，这样我就可以在不复制别人所做的情况下学习这些 Material 。

我的任务是从一个文本文件中取出一些数据，解析出单词，按字母顺序对它们进行排序，删除重复项，然后将它们输出到一个新的文本文件中。这是要使用三个进程来完成的，使用管道进行IPC。这是我第一次在这方面使用管道或任何 IPC，所以如果我遇到一些不熟悉的情况，请理解。

因此，我将主函数分为三个进程:输入/父进程、排序(子进程)和输出(孙进程)。我在父进程中创建了一个 IO 流，需要将其通过管道传递给排序过程。我已经创建了那个管道并关闭了未使用的末端(stdin 用于输入，stdout 用于排序。)

我的问题是:我不知道如何将数据从 IO 缓冲区移动到管道(在 stdout 处)。我觉得它应该使用 fputs，其中解析后的单词列表将一次一个单词传递到 stdout。

下面是我迄今为止为输入过程创建的内容。文件 IO 不是我的强项，所以如果那里有错误，请告诉我，我会尽我所能来修复它们。感谢您的帮助!

} else {                            /* This is the input/parent process */

    printf("This is the input process\n");

    close(input_to_sortFD[0]);      /*  
                                     * Closes the parent-side read-end of
                                     * the pipe 
                                     */

    pipeStream = fdopen(input_to_sortFD[1], "w"); /* 
                                                   * Buffer that feeds into
                                                   * write-end of pipe
                                                   */


    ioFileFD = fopen(ioFile, "r");
    if (ioFileFD == NULL) {
        perror("Fatal error: failed to open requested file");
        exit(-1);
    }

    int i = 0;

    while (fscanf(ioFileFD, "%s", wordList) != EOF) {
        fputs(wordList[i], stdout);
        i++;
    }
}

Answer 1

您的问题是:

I don't know how to move the data from the IO buffer into the pipe (at stdout).

据我所知，您对这个问题想得太多了。如果您知道如何从 FILE * 读取和写入 FILE *，那么管道就没有什么特别之处。

我会像这样构建程序:

• 父进程
  • 打开输入和输出文件，创建管道
  • 启动子进程“wordify”
  • 启动子进程“sortunique”
  • 等待 child 完成
• 文字化过程
  • 读取输入并写字
• 独特的过程
  • 读取单词，对出现的唯一项进行排序，并输出结果列表

您可以分别使用 sed 和 sort 对“wordify”和“sortunique”流程进行原型(prototype)设计。下面的原型(prototype)将单词定义为连续出现的字母字符。

void wordify (FILE *infile, FILE *outfile)
{
    int r;
    make_stdio(infile, outfile);
    r = execlp("sed", "sed", "-e",
               "s/[^a-zA-Z][^a-zA-Z]*/ /g;s/^ *//;s/ *$//;/^$/d;s/ /\\n/g",
               (char *)0);
    assert(r == 0);
}

void sortunique (FILE *infile, FILE *outfile)
{
    int r;
    make_stdio(infile, outfile);
    r = execlp("sort", "sort", "-u", (char *)0);
    assert(r == 0);
}

由于原型(prototype)使用execlp()，infile需要映射到stdin和outfile需要映射到 stdout。这是通过 dup2() 完成的，但我实现了一个处理 FILE * 的包装函数 fdup2()。

FILE * fdup2 (FILE *oldstream, FILE *newstream)
{
    if (newstream) {
        if (fileno(oldstream) != fileno(newstream)) {
            if (dup2(fileno(oldstream), fileno(newstream)) < 0) return 0;
            fclose(oldstream);
        }
        return newstream;
    }
    return oldstream;
}

void make_stdio (FILE *infile, FILE *outfile)
{
    FILE *x = fdup2(infile, stdin);
    FILE *y = fdup2(outfile, stdout);
    assert(x && y);
}

进程按预期使用 fork() 启动。

void launch (void (*func)(FILE *, FILE *), FILE *infile, FILE *outfile)
{
    assert(infile && outfile);
    switch (fork()) {
    case -1: perror("fork");
             exit(EXIT_FAILURE);
    case 0:  func(infile, outfile);
             exit(EXIT_SUCCESS);
    default: fclose(infile);
             fclose(outfile);
    }
}

现在，主程序只需打开输入和输出文件、创建管道、启动进程并等待它们完成。唯一的技巧是必须使用管道，以便它的写入端是 wordify 的输出，而它的读取端是 sortunique 的输入。

int main (int argc, char *argv[])
{
    FILE *infile;
    FILE *outfile;
    int pipefds[2];
    int r;

    if (argc < 3) {
        fprintf(stderr, "need input and output filenames\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if ((infile = fopen(argv[1], "r")) == 0) {
        perror(argv[1]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if ((outfile = fopen(argv[2], "w")) == 0) {
        perror(argv[2]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    r = pipe(pipefds);
    assert(r == 0);

    launch(wordify, infile, fdopen(pipefds[1], "w"));
    launch(sortunique, fdopen(pipefds[0], "r"), outfile);
    while (waitpid(-1, 0, 0) == 0) {}

    return 0;
}

注意，共有3个进程参与。如果您必须启动 3 个，并且有 4 个进程参与，我会考虑将 sortunique 拆分为 sort 和 unique。

    r = pipe(pipefds1);
    assert(r == 0);
    r = pipe(pipefds2);
    assert(r == 0);

    launch(wordify, infile, fdopen(pipefds1[1], "w"));
    /* sort: behaves like "sort" command with no arguments */
    launch(sort, fdopen(pipefds1[0], "r"), fdopen(pipefds2[1], "w"));
    /* unique: behaves like "uniq" command with no arguments */
    launch(unique, fdopen(pipefds2[0], "r"), outfile);
    while (waitpid(-1, 0, 0) == 0) {}

一旦您将问题分解为这些组件，那么实现特定组件的工作就只是标准的读取输入和写入输出练习。管道问题被抽象出来，因为文件流以正确的顺序排列，组件只是读写。您甚至可以删除 make_stdio() 代码，并从 infile 中读取并写入 outfile。