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[2、Python 脚本 (python.py)](#2、Python 脚本 (python.py))
[3、C++ 程序 (test.cc)](#3、C++ 程序 (test.cc))
[C 程序 (proc.c)](#C 程序 (proc.c))
当你掌握了C语言、C++或Java等高级语言时，你可能仅了解函数间的相互调用。但随着深入学习进程相关知识，你会发现程序之间同样可以实现相互调用。在学习新内容之前，我们先探讨函数与进程的相似性。exec/exit 机制类似于函数调用中的 call/return 模式。
以C语言为例，你应该掌握以下核心概念：
- 一个C程序由多个函数构成，函数之间可以相互调用并传递参数
- 被调函数执行特定操作后会返回结果值
- 每个函数都拥有独立的局部变量空间
- 函数间通过call/return机制进行通信
这种基于参数传递和返回值、在保持数据私密性的函数间进行通信的模式，构成了结构化程序设计的基础。Linux系统将这种程序内部的设计理念进一步扩展到了程序间的交互中，如下图所示：
通过fork系统调用，父进程可以创建子进程。随后使用exec系列函数，子进程能够加载并执行其他程序，替换原有代码和数据，子进程通过exit(n)返回状态值，父进程则通过wait(&ret)系统调用获取子进程的退出状态。这种机制实现了程序间的调用与切换。
cpp
pid_t id = fork();
if (id == 0){
execvp(myargv[0], myargv);
exit(1);
}程序执行完毕后，会通过exit(n)返回一个状态值。调用进程可使用wait或waitpid函数来获取该返回值。
cpp
wait(&status);
waitpid(id, &status, 0);程序间调用的优势之一
不同编程语言各有其特长，在实际开发中，我们常需要组合使用多种语言。通过程序间的相互调用，就能实现不同语言的无缝衔接。
例如，C程序可以通过exec系列函数来调用Shell脚本、Python或C++等语言编写的程序。
1、Shell脚本
这是一个简单的 Bash 脚本文件 test.sh，内容如下：
bash
#!/bin/bash
i=0
while [ $i -le 10 ]
do
echo "hello shell:$i"
let i++
done脚本功能说明：
-
#!/bin/bash：指定脚本使用 Bash 解释器执行。 -
i=0：初始化变量i的值为 0。 -
while [ $i -le 10 ]：当i的值小于或等于 10 时，循环继续执行。 -
echo "hello shell:$i"：打印字符串hello shell:并附带当前i的值。 -
let i++：每次循环结束后，将i的值加 1。 -
done：标记循环结束。
执行效果
运行此脚本会输出 11 行内容（从 i=0 到 i=10），每行格式为 hello shell: 后跟当前循环计数器的值。
使用方法：
-
将脚本保存为
test.sh。 -
赋予执行权限：
chmod +x test.sh。 -
运行脚本：
./test.sh。
输出示例：
2、Python 脚本 (python.py)
bash
#!/usr/bin/python
print("hello python!")功能说明：
-
#!/usr/bin/python：指定脚本使用 Python 解释器执行。 -
print("hello python!")：打印字符串hello python!。
使用方法：
-
将脚本保存为
python.py。 -
赋予执行权限（可选）：
chmod +x python.py。 -
运行脚本：
-
直接执行：
./test.py（需确保 Python 路径正确）。 -
或通过 Python 解释器运行：
python python.py。
-
输出：
3、C++ 程序 (test.cc)
cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "hello C++" << endl;
return 0;
}功能说明：
-
#include <iostream>：引入标准输入输出库。 -
using namespace std：使用标准命名空间，避免重复写std::。 -
cout << "hello C++" << endl：打印字符串hello C++并换行。 -
return 0：表示程序正常退出。
编译与运行：
-
将代码保存为
test.cc。 -
编译（需安装 g++）：
bashg++ test.cc -o test -
运行生成的可执行文件：
bash./test
输出：
4、三者的对比总结
| 特性 | Bash 脚本 | Python 脚本 | C++ 程序 |
|---|---|---|---|
| 文件扩展名 | .sh |
.py |
.cc 或 .cpp |
| 执行方式 | 解释执行（直接或通过 Bash） | 解释执行（直接或通过 Python） | 需编译后运行二进制文件 |
| 语法复杂度 | 简单（面向命令） | 简洁（高级抽象） | 复杂（需管理内存、类型等） |
| 性能 | 低（依赖系统 Shell） | 中等（解释器开销） | 高（直接编译为机器码） |
| 典型用途 | 系统管理、自动化任务 | 快速开发、脚本工具 | 高性能应用、底层开发 |
| 依赖 | 需 Bash 环境 | 需 Python 环境 | 需编译器（如 g++） |
补充说明
-
Bash 脚本 (
test.sh)：适用于 Linux/Unix 系统自动化任务，无需编译，直接解释执行。 -
Python 脚本 (
test.py)：跨平台，适合快速开发，解释执行，依赖 Python 环境。 -
C++ 程序 (
test.cc) ：高性能场景，需编译（如g++ test.cc -o test），生成可执行文件后运行。
程序替换
我们使用以下C程序，便可以分别调用以上三个程序：
C 程序 (proc.c)
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main() {
pid_t id = fork();
if (id == 0) {
// 子进程
execl("./test.sh", "test.sh", NULL); // 调用 Bash 脚本
// execl("./python.py", "python.py", NULL); // 调用 Python 脚本
// execl("./test", "test", NULL); // 调用 C++ 程序
exit(1); // 若 execl 失败则退出
}
// 父进程等待子进程结束
int status = 0;
pid_t ret = waitpid(id, &status, 0);
if (ret > 0) {
printf("exit code: %d\n", WEXITSTATUS(status));
}
return 0;
}功能说明
-
多进程控制：
-
使用
fork()创建子进程，子进程通过execl()调用外部程序。 -
父进程通过
waitpid()等待子进程结束，并获取其退出状态码。
-
-
调用方式：
-
Bash 脚本 ：
execl("./test.sh", "test.sh", NULL) -
Python 脚本 ：
execl("./python.py", "python.py", NULL)（需取消注释） -
C++ 程序 ：
execl("./test", "test", NULL)（需先编译test.cc生成test）
-
-
注意事项：
-
被调用的程序（如
test.sh、python.py、test）需具有可执行权限。 -
若
execl()调用失败，子进程会执行exit(1)，父进程捕获的退出码为1。
-
编译与运行
-
编译 C 程序：
bashgcc proc.c -o proc -
运行程序：
bash./proc -
输出示例：
调用shell脚本运行结果：
调用python运行结果：
调用C++运行结果：
对比表格
| 调用目标 | 语言 | 需提前准备 | C 中调用方法 |
|---|---|---|---|
test.sh |
Bash | 赋予执行权限 (chmod +x) |
execl("./test.sh", "test.sh", NULL) |
test.py |
Python | 确保 Python 环境可用 | execl("./python .py", "python .py", NULL) |
test |
C++ | 编译生成可执行文件 (g++) |
execl("./test", "test", NULL) |
总结
-
用途：该 C 程序通过进程管理实现了对多种语言脚本/程序的灵活调用，适用于需要混合编程的场景（如用 C 控制任务流程，调用其他语言模块）。
-
扩展性 ：可通过修改
execl()参数调用其他外部程序（如 Perl、Java 等）。