Linux下的系统编程——文件与目录操作（六）

前言：

在Linux系统中，文件和目录的操作非常灵活。用户可以通过命令行或者图形界面来进行操作。下面是Linux文件和目录操作的一些常见操作：

目录

一、文件系统

1.inode

2.dentry 

 二、文件操作

1.stat/lstat：

2.link/unlink:

  3.隐式回收。

4.readlink 

5.rename

三、目录操作

1.文件目录权限

 2.目录操作函数：

（1）opendir：

（2）closedir：

（3）readdir：

（4）rewinddir

（5）telldir/seekdir 

 3.递归遍历目录

 四、重定向：

（1）dup ：

 （2）dup2：

 五、fcntl实现dup描述符

一、文件系统

1.inode

        其本质为结构体，存储文件的属性信息。如:权限、类型、大小、时间、用户、盘块位置……也叫作文件属性管理结构，大多数的inode,都存储在磁盘上。
        少量常用、近期使用的inode会被缓存到内存中。,

2.dentry 

        目录项，其本质依然是结构体，重要成员变量有两个{文件名，inode，...},而文件内容(data)保存在磁盘盘块中。

 二、文件操作

1.stat/lstat：

stat/lstat 函数：

    int stat(const char *path, struct stat *buf);

    参数：
        path： 文件路径

        buf：（传出参数） 存放文件属性。

    返回值：

        成功： 0

        失败： -1 errno

    获取文件大小： buf.st_size


#include<stdio.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>int main(int argc,char *argv[])
{struct stat sbuf;int ret = stat(argv[1],&sbuf);if(ret == -1){perror("stat error");exit(1);}printf("file size:%ld\n",sbuf.st_size);return 0;
}

  获取文件类型： buf.st_mode

#include<stdio.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>int main(int argc,char *argv[])
{struct stat sb;int ret = stat(argv[1],&sb);if(ret == -1){perror("stat error");exit(1);}//printf("file size:%ld\n",sbuf.st_size);if(S_ISREG(sb.st_mode)){printf("It is a regular\n");}else if(S_ISDIR(sb.st_mode)){printf("It is a dir\n");}else if(S_ISFIFO(sb.st_mode)){printf("It is a pipe\n");}else if(S_ISLNK(sb.st_mode)){printf("It is a sym link\n");}return 0;
}

    获取文件权限： buf.st_mode

    符号穿透：stat会。lstat不会。

#include<stdio.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>int main(int argc,char *argv[])
{struct stat sb;int ret = lstat(argv[1],&sb);if(ret == -1){perror("stat error");exit(1);}//printf("file size:%ld\n",sbuf.st_size);if(S_ISREG(sb.st_mode)){printf("It is a regular\n");}else if(S_ISDIR(sb.st_mode)){printf("It is a dir\n");}else if(S_ISFIFO(sb.st_mode)){printf("It is a pipe\n");}else if(S_ISLNK(sb.st_mode)){printf("It is a sym link\n");}return 0;
}

 

文件权限位图：

2.link/unlink:

link 函数，可以为已经存在的文件创建目录项(硬链接)

mv命令既是修改了目录项，而并不修改文件本身。↓
 

unlink：删除一个目录的文件项

#include<stdio.h>
#include <unistd.h>int main(int argc,char *argv[])
{link(argv[1],argv[2]);unlink(argv[1]);return 0;
}

  3.隐式回收。

        当进程结束运行时，所有该进程打开的文件会被关闭，申请的内存空间会被释放。系统的这一特性称之为隐式回收系统资源。

4.readlink 

读取符号链接文件本身内容，得到链接所指向的文件名。
ssiz...t readlink(const char*path, char*buf, size_t bufsiz);

        成功:返回实际读到的字节数;

        失败:-1设置errno为相应值。

5.rename


重命名一个文件。
int rename(const char*oldpath, const char*newpath);

        成功: 0;

        失败: -1设置errno.为相应值。

和实现前面的myMv效果相同

三、目录操作

1.文件目录权限

注意:

        目录文件也是“文件”。其文件内容是该目录下所有子文件的目录项dentry。可以尝试用vim打开一个目录。

目录设置黏住位:

        若有w权限，创建不变，删除、修改只能由root、目录所有者、文件所有者操作。

用vi查看目录：  vi  目录        查看到的是：目录项

 *2.目录操作函数：

（1）opendir：

        根据传入的目录名打开一个目录（库函数）

        语法：DIR *opendir(const char *name);

        成功返回指向该目录结构体指针

        失败返回NULL

（2）closedir：

        关闭打开目录

        语法：int closedir(DIR*dirp); 

        成功:0;

        失败: -1设置errno为相应值。

（3）readdir：

        读取目录（库函数）

        语法：struct dirent*readdir(DIR*dirp);

        成功返回目录项结构体指针;

        失败返回NULL设置errno为相应值

需注意返回值，读取数据结束时也返回NULL值，所以应借助errno.进
步加以区分
 

struct dirent *readdir(DIR * dp);struct dirent {inodechar dname[256];};

（4）rewinddir

        回卷目录读写位置至起始。,
        语法：void rewinddir(DIR*dirp);返回值:无。

（5）telldir/seekdir 

        获取目录读写位置,
        语法：long telldir(DlR *dirp);

        成功:与dirn.相关的目录当前读写位置。

        失败-1，设置errno.

        修改目录读写位置
        void seekdir(DIR*dirp, long loc);

        返回值:无,

        参数loc一般由telldir函数的返回值来决定。

#include<stdio.h>
#include<dirent.h>
#include<stdlib.h>int main(int argc,char *argv[])
{DIR * dp;struct dirent *sdp;dp = opendir(argv[1]);if(dp == NULL){perror("opendir error");exit(1);}while((sdp = readdir(dp)) != NULL){printf("%s\n",sdp->d_name);}printf("\n");closedir(dp);return 0;
}

 *3.递归遍历目录

查询指定目录，递归列出目录中文件，同时显示文件大小

递归遍历目录：ls-R.c

    1. 判断命令行参数，获取用户要查询的目录名。    int argc, char *argv[1]

        argc == 1  --> ./

    2. 判断用户指定的是否是目录。 stat  S_ISDIR(); --> 封装函数 isFile() {   }

    3. 读目录：

 read_dir() { opendir（dir）while （readdir（））{普通文件，直接打印目录：拼接目录访问绝对路径。sprintf(path, "%s/%s", dir, d_name) 递归调用自己。--》 opendir（path） readdir closedir}closedir（）}read_dir() --> isFile() ---> read_dir()

代码预览：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <dirent.h>
#include <pthread.h>void isFile(char *name);// 打开目录读取,处理目录
void read_dir(char *dir, void (*func)(char *))
{char path[259];DIR *dp;struct dirent *sdp;dp = opendir(dir);if (dp == NULL) {perror("opendir error");return;}// 读取目录项while((sdp = readdir(dp)) != NULL) {if (strcmp(sdp->d_name, ".") == 0 || strcmp(sdp->d_name, "..") == 0) {continue;}//fprintf();// 目录项本身不可访问, 拼接. 目录/目录项sprintf(path, "%s/%s", dir, sdp->d_name);// 判断文件类型,目录递归进入,文件显示名字/大小//isFile(path);    (*func)(path);}closedir(dp);return ;
}void isFile(char *name)int ret = 0;struct stat sb;// 获取文件属性, 判断文件类型ret = stat(name, &sb);if (ret == -1) {perror("stat error");return ;}// 是目录文件if (S_ISDIR(sb.st_mode)) {read_dir(name, isFile);}// 是普通文件, 显示名字/大小printf("%10s\t\t%ld\n", name, sb.st_size);return;
}int main(int argc, char *argv[])
{// 判断命令行参数if (argc == 1) {isFile(".");} else {isFile(argv[1]);}return 0;
}

 四、重定向：

（1）dup ：

  int dup(int oldfd);        文件描述符复制。

        oldfd:  已有文件描述符

        返回：新文件描述符。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>int main(int argc,char *argv[])
{int fd = open(argv[1],O_RDONLY);012 ----3int newfd = dup(fd);	//4printf("newfd = %d\n",newfd);return 0;
}

 *（2）dup2：

 int dup2(int oldfd, int newfd); 文件描述符复制。重定向。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>int main(int argc,char *argv[])
{int fd1 = open(argv[1],O_RDWR);int fd2 = open(argv[2],O_RDWR);int fdret = dup2(fd1,fd2);printf("fdret = %d\n",fdret);int ret = write(fd2,"-----1234567-----",7);printf("ret = %d\n",ret);dup2(fd1,STDOUT_FILENO);printf("********--------------------********\n");return 0;
}

 五、fcntl实现dup描述符

fcntl 函数实现 dup：

    int fcntl(int fd, int cmd, ....)

    cmd: F_DUPFD

    参3:  被占用的，返回最小可用的。

        未被占用的， 返回=该值的文件描述符。

#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>int main(int argc,char *argv[])
{int fd1 = open(argv[1],O_RDWR);printf("fd1 = %d\n",fd1);int newfd = fcntl(fd1,F_DUPFD,0);//0被占用，fcntl使用文件描述符表中的最小文件描述符返回（4）printf("newfd = %d\n",newfd);int newfd2 = fcntl(fd1,F_DUPFD,7);//7 未被占用，返回>=7的文件描述符printf("newfd2 = %d\n",newfd2);return 0;}

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