1、编写一个C程序 增加功能以使用户可以使用“&”操作符作为命令的结束符。一个以“&”结尾的命令应该与shell并发执行。 增加功能以使用户可以使用“<”和“>”作为文件名前缀来重定向stdin和stdout描述符。同样，允许用户使用管道操作符“|”来同时执行两个进程，并把第一个进程的stdout重定向为第二个进程的stdin。

以下是一个简单的C程序，可以实现您的要求：

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

#define MAX_ARGS 10 // 最大参数数目
#define MAX_ARG_LEN 50 // 最大参数长度

int execute(char **args, int background, int input, int output, int pipe_to);

char **parse_input(char *input) {
    char **args = malloc(MAX_ARGS * sizeof(char *));
    char *arg = strtok(input, " \t\n"); // 使用空格、制表符和换行符作为分隔符
    int i = 0;

    while (arg != NULL) {
        args[i++] = arg;
        arg = strtok(NULL, " \t\n");
    }

    args[i] = NULL; // 参数列表以NULL结尾
    return args;
}

int main() {
    char input[100];
    int should_run = 1;

    while (should_run) {
        printf("shell> ");
        fflush(stdout);
        fgets(input, sizeof(input), stdin); // 从标准输入读取用户输入
        input[strlen(input) - 1] = '\0'; // 去除字符串末尾的换行符

        // 检查是否以“&”结尾，表示后台执行
        int background = 0;
        if (input[strlen(input) - 1] == '&') {
            background = 1;
            input[strlen(input) - 1] = '\0';
        }

        // 检查是否有输入重定向
        int input_fd = 0;
        char *input_file = strstr(input, "<");
        if (input_file != NULL) {
            *input_file = '\0'; // 将输入文件名与命令分开
            input_file += 2; // 跳过“< ”前缀
            input_fd = open(input_file, O_RDONLY);
            if (input_fd == -1) {
                perror("open");
                continue;
            }
        }

        // 检查是否有输出重定向
        int output_fd = 0;
        char *output_file = strstr(input, ">");
        if (output_file != NULL) {
            *output_file = '\0'; // 将输出文件名与命令分开
            output_file += 2; // 跳过“> ”前缀
            output_fd = open(output_file, O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC, 0666);
            if (output_fd == -1) {
                perror("open");
                continue;
            }
        }

        // 检查是否有管道
        int pipe_fd[2] = {0, 0};
        char *pipe_to = strstr(input, "|");
        if (pipe_to != NULL) {
            *pipe_to = '\0'; // 将第一个命令与管道符分开
            pipe_to += 2; // 跳过“| ”前缀
            if (pipe(pipe_fd) == -1) {
                perror("pipe");
                continue;
            }
        }

        // 解析用户输入，生成参数列表
        char **args = parse_input(input);

        // 执行命令
        int status = execute(args, background, input_fd, output_fd, pipe_fd[1]);
        if (status == -1) {
            printf("Error executing command.\n");
        }

        // 关闭文件描述符
        if (input_fd != 0) {
            close(input_fd);
        }
        if (output_fd != 0) {
            close(output_fd);
        }
        if (pipe_fd[0] != 0) {
            close(pipe_fd[0]);
        }
        if (pipe_fd[1] != 0) {
            close(pipe_fd[1]);
        }

        // 释放内存
        int i = 0;
        while (args[i] != NULL) {
            free(args[i]);
            i++;
        }
        free(args);
    }

    return 0;
}

int execute(char **args, int background, int input, int output, int pipe_to) {
    pid_t pid = fork();

    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        return -1;
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程
        // 处理输入重定向
        if (input != 0) {
            if (dup2(input, STDIN_FILENO) == -1) {
                perror("dup2");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
        }

        // 处理输出重定向
        if (output != 0) {
            if (dup2(output, STDOUT_FILENO) == -1) {
                perror("dup2");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
        }

        // 处理管道
        if (pipe_to != 0) {
            if (dup2(pipe_to, STDOUT_FILENO) == -1) {
                perror("dup2");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            close(pipe_to);
        }

        // 执行命令
        if (execvp(args[0], args) == -1) {
            perror("execvp");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    } else {
        // 父进程
        // 如果命令以“&”结尾，不等待子进程执行完毕
        if (!background) {
            int status;
            waitpid(pid, &status, 0);
            return status;
        }
    }

    return 0;
}

该程序使用了标准C库提供的函数和系统调用来实现输入重定向、输出重定向、管道和后台执行等功能。当用户输入一条命令时，程序会解析命令，生成参数列表，并在子进程中执行该命令。如果命令以“&”结尾，子进程将在后台执行，父进程不会等待其完成。如果命令包含输入重定向、输出重定向或管道，程序会相应地修改文件描述符。