cat 破坏程序，手动 stdin 输入不会

Question

我有这个小程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main() {
    int orig = 1;
    for (int i = 0; (i != 3) && orig; ++i) {
        orig = orig && fork();
    }
    if (orig) {
        for (int i = 0; i != 3; ++i) {
            wait(NULL);
        }
    } else {
        int num;
        scanf("%8d", &num);
        printf("%d\n", num*num);
    }
}

它应该简单地对从 stdin 中读取的三个数字进行平方。如果我自己输入数字，它会起作用：

akiiino$ ./out.out
12345678
12345678
12345678
260846532
260846532
260846532

但是如果我将 cat 用于相同的目的，它不会按预期工作：

akiiino$ cat in.txt
12345678
12345678
12345678

akiiino$ cat in.txt | ./out.out
260846532
0
0

这种奇怪行为背后的原因是什么，是否可以修复？我一直认为 cat 编辑文件与将它们输入 stdin.

没有什么不同

Answer 1

@Some programmer dude 已经说过，问题出在 fork 命令上。如果您尝试 ./out.out < in.txt，它应该可以正常工作。

Answer 2

不同之处在于，当您手动键入 3 个数字时，您是从终端读取并且低级读取在换行处终止。让我们看看幕后发生了什么。

手动输入：
- 3 child 已启动并正在等待输入
- 您键入一个数字并换行
- 基础 read 调用被换行符终止，因为您从终端读取
- 第一个 child（获得读取的）scanf 调用解码输入并进行处理
好的，我们对另外两个 childs
从文件或管道读取
- 3 child 已启动并正在等待输入
- 3 个数字和换行符立即可用
- 第一个 child 的底层 read 读取并消耗 stdio 缓冲区中的所有输入
- 第一个 child（获得读取的那个）有它的 scanf 调用解码输入的（第一部分）并进行处理
但现在另外 2 个 child 正在从位于文件末尾的 file/pipe 读取。他们scanf returns 0 但是你控制不了，他们让初始未定值在num.

您可以通过在循环前添加 sleep(10) 来控制它不是竞争条件问题，启动程序并在第一个 child 开始读取之前手动输入 3 个数字。由于低级读取将以换行符终止（特殊的 tty 情况），即使在第一次读取之前有 3 行可用，您仍然会得到与第一种情况相同的输出。

cat 破坏程序，手动 stdin 输入不会

cat breaks the program, manual stdin input doesn't

c

shell

stdin

fork

cat