P8 Linux 目录操作

前言

01 mkdir 系统调用

mkdir的代码示例

02 rmdir删除目录

03 打开、读取以及关闭目录

3.1 opendir()函数原型：

04 读取目录 readdir()

05 struct dirent 结构体：

06 rewinddir ()函数重置目录流

07 关闭目录 closedir ()函数

测试:打印目录下的文件名与iNode

08 getcwd() 函数当前工作目录

09 改变当前工作目录chdir()和 fchdir()

10 remove 函数删除文件

前言

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🌺本篇简介 : 在上两章中我们Linux的文件系统底下的目录结构

这一章我们学习目录文件

每一个目录项（或目录条目）都会对应到该目录下的某一个文件

目录项当中记录了该文件的文件名以及它的 inode 节点编号，

所以通过目录的目录块便可以遍历找到该目录下的所有文件以及所对应的 inode 节点。

01 mkdir 系统调用

mkdir()函数原型

#include <sys/stat.h> 
#include <sys/types.h> int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);

函数参数和返回值含义如下：

pathname：需要创建的目录路径。
mode：新建目录的权限设置，设置方式与 open 函数的 mode 参数一样，最终权限为（mode & ~umask）。与清0，或置1
返回值：成功返回 0；失败将返回-1，并会设置 errno。

pathname 参数指定的新建目录的路径，该路径名可以是相对路径，也可以是绝对路径，

若指定的路径名已经存在，则调用 mkdir()将会失败。 mode 参数指定了新目录的权限，

目录拥有与普通文件相同的权限位，但是其表示的含义与普通文件却有不同

mkdir的代码示例

#include "stdio.h"
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>int main()
{int ret = mkdir("./next",0777);if(-1 == ret){perror("mkdir error :");exit(-1);}return 0;
}

当执行完./a.out时在当前目录下生成一个next目录文件

02 rmdir删除目录

rmdir 函数函数原型：首先，使用该函数需要包含头文件。

#include <unistd.h> 
int rmdir(const char *pathname);

函数参数和返回值含义如下：

pathname：需要删除的目录对应的路径名，并且该目录必须是一个空目录，也就是该目录下只有.和..这两个目录项；pathname 指定的路径名不能是软链接文件，即使该链接文件指向了一个空目录。
返回值：成功返回 0；失败将返回-1，并会设置 errno。

2.2rmdir 函数测试

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define   MY_FILE "./next"void main()
{int ret = rmdir(MY_FILE);if(-1 == ret){perror("");exit(-1);}
}

代码执行完后，刚才创建的next文件被删除

03 打开、读取以及关闭目录

打开、读取、关闭一个普通文件可以使用 open()、read()、close()，

而对于目录来说，可以使用 opendir()、readdir()和 closedir()来打开、读取以及关闭目录。

3.1 opendir()函数原型：

opendir()函数用于打开一个目录，并返回指向该目录的句柄，供后续操作使用。Opendir 是一个 C 库函数。

#include <sys/types.h> 
#include <dirent.h> DIR *opendir(const char *name);

函数参数和返回值含义如下：

name：指定需要打开的目录路径名，可以是绝对路径，也可以是相对路径。
返回值：成功将返回指向该目录的句柄，一个 DIR 指针（其实质是一个结构体指针），其作用类似于open函数返回的文件描述符fd，后续对该目录的操作需要使用该DIR指针变量；若调用失败，则返回NULL。

04 读取目录 readdir()

readdir()用于读取目录，获取目录下所有文件的名称以及对应 inode 号。

readdir()是一个 C 库函数（事实上 Linux 系统还提供了一个 readdir 系统调用）

其函数原型如下所示：

#include <dirent.h> struct dirent *readdir(DIR *dirp);

函数参数和返回值含义如下：

dirp：目录句柄 DIR 指针。
返回值：返回一个指向 struct dirent 结构体的指针，该结构体表示 dirp 指向的目录流中的下一个目录条目。在到达目录流的末尾或发生错误时，它返回 NULL。

Tips：“流”是从自然界中抽象出来的一种概念，有点类似于自然界当中的水流，

在文件操作中，文件内容数据类似池塘中存储的水，

N 个字节数据被读取出来或将 N 个字节数据写入到文件中，这些数据就构成了字节流。

“流”这个概念是动态的，而不是静态的。编程当中提到这个概念，一般都是与 I/O 相关，所以也经常叫做 I/O 流；但对于目录这种特殊文件来说，这里将目录块中存储的数据称为目录流，存储了一个一个的目录项（目录条目）。

05 struct dirent 结构体：

struct dirent { ino_t d_ino; /* inode 编号 */ off_t d_off; /* not an offset; see NOTES */ unsigned short d_reclen; /* length of this record */ unsigned char d_type; /* type of file; not supported by all filesystem types */ char d_name[256]; /* 文件名 */ 
};

对于 struct dirent 结构体，

我们只需要关注 d_ino 和 d_name 两个字段即可，

分别记录了文件的 inode 编号和文件名

每调用一次 readdir()，就会从 drip 所指向的目录流中读取下一条目录项（目录条目），

并返回 struct dirent结构体指针，指向经静态分配而得的 struct dirent 类型结构，

每次调用 readdir()都会覆盖该结构。一旦遇到目录结尾或是出错，readdir()将返回 NULL，

针对后一种情况，还会设置 errno 以示具体错误。

那如何区别究竟是到了目录末尾还是出错了呢，可通过如下代码进行判断：

#include <errno.h> error = 0; direntp = readdir(dirp); if (NULL == direntp) { if (0 != error) { /* 出现了错误 */ } else { /* 已经到了目录末尾 */ } }

这段代码很好理解，观察上面一段伪代码，error变量来自于errno头文件，

将error变量设置为0，readdir（）返回空指针时证明函数执行出错，

那究竟是目录末尾还是出错了呢，如果0！=error的话，

那就证明erro值被内核设置了，证明出错了

06 rewinddir ()函数重置目录流

rewinddir()是 C 库函数，可将目录流重置为目录起点，

以便对 readdir()的下一次调用将从目录列表中的第一个文件开始。

rewinddir 函数原型如下所示：

#include <sys/types.h> 
#include <dirent.h> void rewinddir(DIR *dirp);

函数参数和返回值含义如下：

dirp：目录句柄。
返回值：无返回值。

07 关闭目录 closedir ()函数

closedir()函数用于关闭处于打开状态的目录，同时释放它所使用的资源，其函数原型如下所示：

函数参数和返回值含义如下：

#include <sys/types.h> 
#include <dirent.h> int closedir(DIR *dirp);

dirp：目录句柄。
返回值：成功返回 0；失败将返回-1，并设置 errno。

测试:打印目录下的文件名与iNode

1. 打开一个目录、并将目录下的所有文件的名称以及其对应 inode 编号打印出来。

示例代码如下所示：

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>#define   MY_FILE "./next"void main()
{//1创建目录/*int ret = mkdir(MY_FILE,0777);if(-1 == ret){perror("");exit(-1);}
*///2打开目录文件DIR *fdir;fdir = opendir(MY_FILE);if(NULL == fdir){perror("opendir");}int fd1 = open("./next/test.c", O_RDWR|O_CREAT, 0777);if(-1 == fd1){perror("");}//3目录文件里面的文件以及inode编号errno = 0;struct dirent *ret1 ; while(NULL != ( ret1 = readdir(fdir))){printf("inode:%ld        name:%s \n",ret1->d_ino,ret1->d_name);}if(NULL == ret1){if (errno != 0){puts("读取目录文件出错\n");}else{puts("readdir succeed\n");}}//4关闭目录文件closedir(fdir);
}

由此可知，示例代码能够将next目录下的所有文件全部扫描出来，打印出它们的名字以及 inode节点。

08 getcwd() 函数当前工作目录

来获取进程的当前工作目录

如下所示：

#include <unistd.h> char *getcwd(char *buf, size_t size);

函数参数和返回值含义如下：

buf：getcwd()将内含当前工作目录绝对路径的字符串存放在 buf 缓冲区中。
size：缓冲区的大小，分配的缓冲区大小必须要大于字符串长度，否则调用将会失败。
返回值：如果调用成功将返回指向 buf 的指针，失败将返回 NULL，并设置 errno。

Tips：若传入的 buf 为 NULL，且 size 为 0，则 getcwd()内部会按需分配一个缓冲区，并将指向该缓冲区的指针作为函数的返回值，为了避免内存泄漏，调用者使用完之后必须调用 free()来释放这一缓冲区所占内存空间。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>void main()
{char *str = getcwd(NULL,0);printf("%s ",str);free(str);
}

09 改变当前工作目录chdir()和 fchdir()

系统调用 chdir()和 fchdir()可以用于更改进程的当前工作目录

chdir()和 fchdir()函数原型：

#include <unistd.h> int chdir(const char *path); 
int fchdir(int fd);

函数参数和返回值含义如下：

path：将进程的当前工作目录更改为 path 参数指定的目录，可以是绝对路径、也可以是相对路径，指定的目录必须要存在，否则会报错。
fd：将进程的当前工作目录更改为 fd 文件描述符所指定的目录（譬如使用 open 函数打开一个目录）。
返回值：成功均返回 0；失败均返回-1，并设置 errno。

此两函数的区别在于，指定目录的方式不同，

chdir()是以路径的方式进行指定，

而 fchdir()则是通过文件描述符，文件描述符可调用 open()打开相应的目录时获得。

6.2 代码测试

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>void main()
{char *str = NULL ;str = getcwd(NULL,0);printf("%s\n ",str);free(str);/* 更改进程的当前工作目录 */ int ret = chdir("/home/chen/"); if (-1 == ret) { perror("chdir error"); exit(-1); } str = getcwd(NULL,0);printf("%s\n ",str);free(str);
}

10 remove 函数删除文件

remove()是一个 C 库函数，用于移除一个文件或空目录，其函数原型如下所示：

函数原型：

#include <stdio.h> int remove(const char *pathname);

使用该函数需要包含 C 库函数头文件。

函数参数和返回值含义如下：

pathname：需要删除的文件或目录路径，可以是相对路径、也可是决定路径。
返回值：成功返回 0；失败将返回-1，并设置 errno。

pathname 参数指定的是一个非目录文件，那么 remove()去调用 unlink()，

如果 pathname 参数指定的是一个目录，那么 remove()去调用 rmdir()。
与 unlink()、rmdir()一样，remove()不对软链接进行解引用操作，

若 pathname 参数指定的是一个软链接文件，

则 remove()会删除链接文件本身、而非所指向的文件。