c语言15行实现简易cat命令

刚刚和舍友打赌。舍友说PY20行能做xlsx文件分析整理，C20行屁都干不了。我说简单的cat还是能做的嘛。他说不信。我说不处理非文件的参数的话10行能做啊。

下面直接贴代码吧：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define assert(x) ((void)((x)||(perror(argv[0]), exit(-1), 0))) //<update171106

int main(int argc, char *argv[]) {

	int ai = 1;

	do {

		if (argc > 1) assert(freopen(argv[ai], "rb", stdin)); //<debug

		for (int c; (c = getchar()) != EOF; putchar(c)) //<update180305

			;

		assert(!ferror(stdin));

	} while (++ai < argc); //<debug

}

Feature

允许多个文件合并
允许从标准输入输入
有错误反馈

运行截图：

c语言15行实现简易cat命令-LMLPHP

debug

mdzz 之前些地方写错了：

13行 } while (ai++ < argc);

应该是++ai。这里参数argc指的是argv数组成员个数（标准要求argc >= 0 && argv[argc][0] == '\0'）

9行 if (argc != 1) assert(freopen(argv[ai], "rb", stdin));

应该是argc > 1。

这两个错误会导致：

如果目标环境不提供命令行参数，即argc == 0的时候，可能会导致freopen的第一个参数解析时越界，出现不可预知的状况。
如果调用时带参数，会导致最后一次循环ai == argc，间接导致freopen的第一个参数为空串。

2运行结果错误的演示：

c语言15行实现简易cat命令-LMLPHP

这里最后一次freopen接收到空串，这个freopen的表现和传递NULL一样（不合理，我看POSIX标准没找到这点，反而找到了ENOENT: pathname is an empty string <- 感觉原文有二义性）

为什么我记得空串代表原本的stdin呢？

update171106:

今天有瞄了下代码，感觉那个宏不太对劲，好像加上个抛弃返回值的强制转换比较合适。

否则可能会被用来做奇怪的事情（因为返回 ((_bool)1)）：

后跟数组下标

assert(true)["string233"]; => "string233"[1] => 't'
前跟函数指针(函数名)

pFun assert(true); => pFun(1)
前跟 if while

if/while assert(true) => if/while (1)

加上 (void) 就能防止被上面那么说的乱用啦 233，然而没什么意义 hh

assert 函数宏

解释一下这个函数宏吧：

#define assert(x) ((void)((x)||(perror(argv[0]), exit(-1), 0)))

首先这个宏没有副作用（因为所有参数有且只有出现一次）。

其次这个东西还是用了不少 C 技巧的：

|| 短路特性，只有参数 (_bool)x == false 才执行后面的逗号运行符； 见 std-keyword: sequence point & short-circuit evaluation
, 逗号运算符顺序执行的特性，所以先执行 perror 再执行 exit。因为 || 运算符要求运算符两边都是标量，所以在最后让逗号表达式返回一个 int。
perror(argv[0]) argv[0] 是程序的调用名字，这个输出是很标准的 linux 程序做法。

update180305:

原本那个 getchar 的循环原本是这样写的：for (char c; (c = getchar()) != EOF; putchar(c))，这段代码有明显的错误。

错在哪？当然是char这里了：如果用char的话，在“实际应用”中会导致0xFF和EOF的重合。

实际上很多 C 环境的 char 都是 int8_t，而 (int8_t)0xff 很明显是 -1，不相信？那就试试下面的 C11 代码能不能通过编译。

// test.c

// clang -Wall -Wextra test.c -c -o cat

#include <stdint.h>

_Static_assert((int8_t)0xff == -1 && sizeof(char) == sizeof(int8_t), "it's impossible meet error!");

_Static_assert((char)0xff != -1, "in this env., char is signed!");

结果如下：

c语言15行实现简易cat命令-LMLPHP

我们来分析一下

编译不通过 -> 静态断言失败 -> (char)0xff == -1 -> (char)0xff 算数提升到 int，且值等于负一 -> (char)0xff 符号位扩展了 -> (char)0xff 等价于 int8_t

所以如果一个二进制文件内有 0xff 这个字节的话，原本代码会导致误判，以为到了 EOF 而提前结束。

改成 int 就能在实际应用中避免这个问题，这也是标准函数原型这样设计的本意。

c语言15行实现简易cat命令-LMLPHP

注意：二进制文件才会有这样的问题, ascii 编码文本文件没有 0xff。

然而这里还是有一个问题，标准只要求了 sizeof(char) <= sizeof(int)，会不会有一些很 gay 的环境，他们两者相等，那就无法预留一个 EOF 的值出来了，所以这个标准的原型严格的说还是存在问题的。

不过如果真的有这种环境，那在这之上很难实现通用的文件就是了。

next target: 基于 make 的简易自动构建系统

最近看到 gitlab-runner 项目后想到的脑洞。估计也是几行的事。