一 目录流

1 目录相关系统调用

1.1 改变文件权限

这个就和shell命令中的chmod是相同的，在C语言也可以使用同名函数来改变文件的权限，在linux环境下，chmod是一个系统调用函数，也就是POSIX库的函数名。

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#include<sys/stat.h>
int chmod(const char * path,mode_t mode);

形参：pathname是文件或目录的路径字符串、mode是要设置的新权限，要使用权限数字表示法，即八进制数。

返回值：成功chmod返回0，失败返回-1。

1.2 获取当前工作目录

类似于shell命令中的pwd，C语言中的getcwd函数，也就是POSIX库函数，用于获取当前工作目录的绝对路径名称。

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

形参：buf是存放当前工作目录的字符串的字符数组、size就是这个数组的大小

返回值：成功getcwd就会返回指向buf的指针，buf中包含了当前工作目录的绝对路径。

​ 失败返回NULL，并设置 errno 以指示错误的原因。出错的原因普遍是buf数组过小，无法容纳整个工作目录绝对路径字符串

1.3 该表当前工作目录

chdir函数是一个Linux系统调用函数，它的作用是改变当前工作目录。

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

形参：

  1. path: 是一个指向字符数组的指针，这个数组包含了新工作目录的路径。
  2. 路径可以是绝对的（从根目录开始，例如 “/usr/local/bin”）或相对的（相对于当前工作目录，例如 “../docs”）。

返回值：

  1. 成功时，chdir 返回 0。
  2. 失败时，返回 -1，并设置全局变量 errno 以指示错误的原因。比较常见的错误，比如目标目录不存在、权限问题、目标不是目录等

1.4 创建目录

mkdir（make directory）系统调用函数用于创建一个新目录。

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

形参：

  1. pathname: 要创建的目录的路径名。可以是绝对路径也可以是相对路径名。
  2. mode: 设置新目录的权限。这是一个八进制数，类似于 chmod 的权限设置（例如，0775）。注意，最终的权限还会受到进程的 umask 设置的影响。

返回值：

  1. 成功时，mkdir 返回 0。
  2. 失败时，返回 -1，并设置 errno 以指示错误的原因。常见错误比如目录已存在等

1.5 删除目录

rmdir（remove directory）系统调用函数用于删除一个空目录，注意只能删除空目录。

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

形参：pathname: 要删除的空目录的路径名。

返回值：

  1. 成功时，rmdir 返回 0。
  2. 失败时，返回 -1，并设置 errno 以指示错误的原因。常见的错误原因有目录非空，不存在或无权限等。

2 目录流相关POSIX库函数

目录流可以用下图来理解

目录流-模型图

目录流指针，他已开就会指向当前目录文件的第一个目录项，并可以向后移动.

2.1 打开目录流

opendir函数，用于打开一个目录流以读取其中的目录项。

使用 opendir 打开一个目录时，系统会创建一个目录流，并返回一个指向该流的DIR指针。

该目录流指针一开始指向目录项第一个，然后程序可以通过函数来移动这个目录项指针，从而实现对目录的遍历和管理。

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#include <dirent.h>     // dirent是directory entry的简写，就是目录项的意思
#include <sys/types.h>
DIR *opendir(const char *name);

形式参数：name: 字符串，代表要打开的目录的路径。

返回值：

  1. 成功时，返回指向 DIR 类型的指针，即目录流的指针
  2. 失败时，返回 NULL 并设置 errno 以指示错误的原因。常见的失败原因，比如目录没有权限打开、目录不存在等。

2.2 关闭目录流

关闭目录流。这样做可以释放分配给目录流的资源，避免内存泄漏。

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

形式参数：dirp: 由 opendir 返回的目录流指针。

返回值：

  1. 成功：返回0
  2. 失败时，返回 -1 并设置 errno 以指示错误的原因。常见的错误原因就是乱传指针，传入的指针不是打开的目录流指针。

2.3 读目录流

使用 opendir 打开一个目录流后，可以使用 readdir 依次读取目录中的每个条目，直到目录中没有更多条目为止。

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

形式参数：dirp: 由 opendir 返回的目录流指针。

返回值：

  1. 返回值: 成功时，返回指向 struct dirent 结构体对象的指针，这个结构体当中包含了目录下文件和子目录的信息（如文件名等）。
  2. 当目录中没有更多条目时返回 NULL。
  3. 当函数出错时该函数也会返回NULL。但只要传给函数的指针是一个打开的目录流指针，该函数一般不会出错，所以可以把返回NULL作为读完目录流的标记，而不需要做错误处理。

2.3.1 dirent结构体

dirent是词组directory entry的缩写，也就是目录项的意思。所以dirent结构体，就是当前目录下的某个文件/子目录的目录项结构体，这个结构体中会存储当前目录下的某个文件/子目录的信息。

dirent结构体的定义如下：

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// dirent是directory entry的简写，就是目录项的意思
struct dirent {
 // 此目录项的inode编号，目录项中会存储文件的inode编号。一般是一个64位无符号整数（64位平台）
 ino_t          d_ino;
 // 到下一个目录项的偏移量。可以视为指向下一个目录项的指针(近似可以看成链表)，一般是一个64位有符号整数
 off_t          d_off;
 // 此目录项的实际大小长度，以字节为单位(注意不是目录项所表示文件的大小，也不是目录项结构体的大小)
 unsigned short d_reclen;       
 // 目录项所表示文件的类型，用不同的整数来表示不同的文件类型
 unsigned char  d_type;
 // 目录项所表示文件的名字，该字段一般决定了目录项的实际大小。也就是说文件名越长，目录项就越大
 char           d_name[256];
};

用例：

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#include <cstddef>
#include <stdio.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/types.h>
#include <iostream>
int main()
{
    DIR* dir = opendir(".");
    if (dir == NULL)
    {
        std::cerr << "Error: could not open directory." << std::endl;
        return -1;
    }
    struct dirent* entry;
    while ((entry = readdir(dir)) != NULL)
    {
        std::cout << entry->d_ino << std::endl;
        std::cout << entry->d_reclen << std::endl;
        std::cout << entry->d_type << std::endl;
        std::cout << entry->d_name << std::endl;
    }
    closedir(dir);
    return 0;
}

2.4 移动目录流指针

2.4.1 seekdir和telldir函数

seekdir 函数用于设置目录流指针的当前位置，但和文件流的fseek函数不同的是：该函数没有参照点的概念，只能通过 telldir 函数提供的返回值来进行指针的移动。

即：必须先用telldir函数记录指针的位置，然后才能够使用seekdir返回记录的位置！

telldir函数的声明如下：

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#include <dirent.h>
long telldir(DIR *dirp);

形式参数：dirp 是由 opendir 返回的目录流指针。

返回值：

  1. 返回值是目录流指针当前读取位置的标记，是一个长整型值。该返回值需要给seekdir函数使用，一般不作其它用途。
  2. 该函数如果出错，会返回-1。但只要正确传递已打开的目录流指针，该函数一般不会出错，所以一般不做错误处理。

seekdir函数的声明如下：

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#include <dirent.h>
void seekdir(DIR *dirp, long loc);

形式参数：

  1. dirp 是由 opendir 返回的目录流指针。
  2. loc 是由 telldir 返回的位置标记。

返回值：

  1. 该函数没有返回值，这说明函数的设计者认为该函数不需要错误处理。
  2. 该函数必须传入由telldir函数获取的位置，在移动指针的过程中是纯粹的内存操作，也不涉及内存数据的读写操作，本身是非常安全的，不会出错，也确实不需要错误处理。

2.4.2 倒带目录流

rewinddir 函数重置目录流的位置到开始处，类似于文件流中的 rewind 函数。

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

形式参数：dirp 是由 opendir 返回的目录流指针。

**返回值：**没有返回值。说明函数的设计者认为，该函数不会出错，也不需要进行错误的处理。

使用 rewinddir 可以使得目录流回到初始位置，这样下一次调用 readdir 将返回目录中的第一个条目

3 stat系统调用函数

stat是一个系统调用函数，stat 用于获取指定文件的相关详细信息，主要包括各种元数据信息。

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#include <sys/stat.h>
int stat(const char *path, struct stat *buf);

形式参数：

  1. path：这是一个指向字符数组的指针，代表要获取信息的文件的路径名。
  2. buf：这是一个指向 struct stat 结构的指针，用于存储获取到的path文件的信息。

返回值：

  1. 成功：返回 0。
  2. 失败：返回 -1，并且 errno 被设置以指示错误的原因。常见的出错原因有文件不存在、没有权限等。