在 C++ 裡面呼叫外部程式 Boost.Process

在使用上，他主要是提供了 child 這個類別，來處理外部的程序；他最簡單的寫法，大致上可以寫成：

#include <iostream>
#include <boost/process.hpp>
int main(int argc, char** argv)
{
	boost::process::child c("ping 127.0.0.1");
	c.wait();
	std::cout << c.exit_code() << std::endl;
}

在上面的例子裡面，他會去建立一個 child 的物件 c 去執行「ping 127.0.0.1」這個外部命令；之後則是透過 wait() 來確定他結束了，才會輸出這個外部程式回傳的結果（c.exit_code()）、並輸出。

而如果中間沒有打算對這個外部程式做特殊處理的話，其實也可以用 Boost.Process 提供的 system() 來簡化，其寫法如下：

#include <iostream>
#include <boost/process.hpp>
int main(int argc, char** argv)
{
	std::cout << boost::process::system("ping 127.0.0.1") << std::endl;
}

這個寫法和上面的是相同的。

至於和標準函式庫的 system() 看起來似乎一樣？不過實際上 Boost.Process 提供的 system() 還有許多其他的功能，這點就之後再提了。

上面的程式寫法，基本上都是會等到外部的指令執行完成後，在結束程式。而如果希望把外部的程式執行起來後、就不管它的話，則就可以使用 spawn() 這個函式。

#include <iostream>
#include <boost/process.hpp>
int main(int argc, char** argv)
{
	boost::process::spawn("notepad");
}

像是以上面的程式來說，在他把 notepad 開啟後，自己就會先結束了。

而如果把 spawn() 改成 system() 的話，則會等到 notepad 被使用者關閉、程式才會結束。

在前面的例子裡面，不管是 child、system() 或是 spawn()，都是把指令以單一字串的形式傳進去。

而實際上，Boost.Process 在執行外部程式的時候，在參數的傳遞上給了相當大的自由度。

比如說，以「ping 127.0.0.1」這個指令，直接以 system() 來呼叫的話，可以寫成：

namespace bp = boost::process;
bp::system( "ping 127.0.0.1" );

而這邊其實可以把執行指令「ping」和執行參數「127.0.0.1」分開、寫成：

namespace bp = boost::process;
bp::system("ping", "127.0.0.1");

但是 Heresy 自己在測試的時候，卻發現這樣的寫法會出現找不到指定檔案的錯誤…而要讓他可以運作的話，則需要使用完整的路徑，也就是：

namespace bp = boost::process;
bp::system("C:\Windows\System32\PING.EXE", "127.0.0.1");

而除了直接以字串傳入指令之外，他其實也還有提供許多屬性（properties），在執行時可以做設定，包括了：cmd、args、exe、shell、env 等等…完整的列表可以參考官方文件（連結）。

比如說，上面的例子實際上就是：

bp::system(bp::exe="C:\Windows\System32\PING.EXE", bp::args="127.0.0.1");

而最初的寫法，也等同於：

bp::system(bp::cmd="ping 127.0.0.1");

如果要執行的參數不只一個的話，也可以有幾種寫法；下面幾個寫法的效果基本上都是相同的：

bp::system("ping 127.0.0.1 -n 1");
bp::system(bp::cmd="ping 127.0.0.1 -n 1");
bp::system("C:\Windows\System32\PING.EXE", "127.0.0.1", "-n", "1");
bp::system(	bp::exe = "C:\Windows\System32\PING.EXE",
		bp::args = { "127.0.0.1", "-n", "1" });

不過，個人覺得比較討厭的，是「-n 1」這種用空格隔開的參數不能寫成一個字串、而得分成兩個，算是比較不好用的點了。

另外，如果想直接使用 DOS 內建的命令（例如「dir」）的話，直接寫

bp::system("dir");

應該也會出現錯誤。

而要解決的話，就是再加上 shell，讓 Boost.Process 透過系統的 shell 去執行，這樣就可以了～他的寫法就是：

bp::system("dir", bp::shell);

而使用系統 shell 的另一個好處，就是前面有的必須要寫出執行檔完整路徑的情況，也可以不用了！例如：

bp::system("ping", "127.0.0.1", "-n", "1", bp::shell);
bp::system(bp::exe="ping", bp::shell, bp::args = {"127.0.0.1","-n","1"});

所以目前看來，在使用 Boost.Process 的時候，全部都加上 shell 應該會是個比較直覺的做法。

再來，如果想要指定程式運作時的路徑的話，則可以透過 start_dir 這個屬性來指定，比如說：

bp::system("dir", bp::shell, bp::start_dir="d:\");

就可以透過 dir 的指令、列出 d: 下的檔案了。

前面最初就有提到，Heresy 之所以不用 popen()，一個主要的原因就是他要同時操作 std input 和 std output 時會很麻煩…

而 Boost.Process 在這部分，就算是相對方便了！他提供了 std_in、std_out、std_err 這三個屬性，來對應標準輸入輸出、以及錯誤的處理。

在使用時，std_out、std_err 都是透過「>」來指定重新導向的目標，而 std_in 則是透過「<」來指定來源；這邊的目標或來源，可以直接給檔案名稱、或是使用 Boost.Process 的 pipe、pstream 來做處理。

最簡單的例子，就是如果不希望外部程式的輸出顯示在 console 上的話，可以透過把 std_out 導到 null 來做；這樣的程式會是：

bp::system("dir", bp::shell, bp::std_out > bp::null);

如此一來，程式執行時就看不到 dir 的結果了。

而官方也提供了一個範例：

boost::filesystem::path log = "my_log_file.txt";
boost::filesystem::path input = "input.txt";
boost::filesystem::path output = "output.txt";
bp::system("my_prog", bp::std_out>output, bp::std_in<input, bp::std_err>log);

在這個範例裡，會把 input.txt 這個檔案的內容、透過標準輸入（std::cin）的方式送給程式（my_prog），而程式輸出到標準輸出（std::cout）的內容、則是會被寫到 output.txt 這個檔案；另外，輸出到標準錯誤（std::cerr）的內容則是會被寫到 my_log_file.txt 裡。

而如果希望把輸出都以字串的形式記錄下來的話，也可以寫成：

std::string line;
std::vector<std::string> outline;
namespace bp = boost::process;
bp::ipstream ps;
bp::child c("ping 127.0.0.1", bp::std_out > ps);
while (c.running() && std::getline(ps, line) && !line.empty())
{
	outline.push_back(line);
}

如此一來，ping 的輸出結果都會逐行儲存在 outline 裡面， 也就可以拿來做後續的分析了。

而如果同時要輸出輸入的話，則可以寫成類似下面的樣子：

namespace bp = boost::process;
bp::opstream ops;
bp::ipstream ips;
bp::child c("prog", bp::std_out > ips, bp::std_in < ops);
ops << "1";
std::string str;
ips >> str;
c.wait();

不過如果要和外部程式互動的話，實際上應該會有很多繁瑣的東西要處理就是了。