使用 popen 代替 system 函数执行系统命令

在 c/c++ 编程中常常需要执行一些系统命令，可以使用 system 函数，也可以采用 popen 的方式来实现，本文介绍 popen 的使用方法及优势。

system vs popen

特性	system	popen
获取输出	❌ 无法获取	✅ 可实时读取
灵活性	❌ 简单粗暴	✅ 逐行处理
错误处理	❌ 复杂	✅ 精确状态码
效率	❌ 低（启动shell）	✅ 高（直接通信）

实现详解

command.h

#ifndef COMMAND_H
#define COMMAND_H

#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string>
#include <sstream>
#include <functional>

class Command {
public:
    using Callback = std::function<void(const std::string &output)>;

public:
    int execute(const std::string &command, const Callback &callback = nullptr) {
        FILE *fp = nullptr;
        std::stringstream output;
        /// 使用 popen 执行命令并获取输出
        fp = popen(command.c_str(), "r");
        if (!fp) {
            return -1;
        }
        
        char buffer[4096];
        /// 读取命令输出，直到结束
        while (nullptr != fgets(buffer, sizeof(buffer), fp)) {
            output << buffer;
        }

        /// 调用回调函数处理输出
        if (callback && !output.str().empty()) {
            callback(output.str());
        }
        
        /// 关闭管道并获取命令执行状态
        int status = pclose(fp);
        fp = nullptr;
        
        /// pclose 失败
        if (-1 == status) {
            return -2;
        }
        
        /// 命令未正常退出
        if (!WIFEXITED(status)) {
            return -3;
        }
        
        /// 返回命令退出状态码
        return WEXITSTATUS(status);
    }
};
#endif // COMMAND_H

main.cpp

#include "command.h"
#include <iostream>

int main() {
    Command cmd;
    int result = cmd.execute("ls -l", [](const std::string &output) {
        std::cout << output;
    });
    if (result < 0) {
        std::cerr << "Command execution failed with code: " << result << std::endl;
    }

    return 0;
}

代码说明

核心步骤

步骤	说明
popen	打开命令的标准输出管道
fgets	逐行读取输出
Callback	处理输出结果
pclose	关闭管道获取状态码
WIFEXITED/WEXITSTATUS	校验和提取退出状态

注意事项

• 命令注入：避免直接拼接用户输入，使用白名单验证