文件与目录操作函数详解
在编程中，文件和目录操作是常见的任务。本文将详细讲解常用的文件操作函数和目录操作函数，包括其功能、参数、使用方法，并通过示例代码展示如何用这些函数实现常见的操作。
文件操作函数
1.1 fopen() 函数
功能：打开或创建文件。
参数：
-
const char *pathname：文件名。 -
const char *mode：文件操作模式。常见的模式有：-
"r"：只读模式，文件必须存在。 -
"w"：只写模式，文件不存在则创建，存在则清空。 -
"a"：追加模式，文件不存在则创建，存在则从末尾开始写入。
返回值：
-
-
成功返回一个
FILE *类型的文件指针。 -
失败返回
NULL，errno会被设置。
示例代码：
#include
int main() {
FILE *fp = fopen("example.txt", "r");
if (fp == NULL) {
perror("fopen failed");
return -1;
}
fclose(fp);
return 0;
} 解释：
-
fopen("example.txt", "r")：尝试以只读模式打开名为"example.txt"的文件。 -
如果文件不存在或无法打开，
fopen将返回NULL，程序通过perror输出错误信息。 -
最后调用
fclose(fp)关闭文件。
1.2 fclose() 函数
功能：关闭文件指针。
参数：
-
FILE *fp：要关闭的文件指针。
返回值： -
成功返回
0。 -
失败返回
EOF。
示例代码：
fclose(fp); // 关闭文件解释：
-
fclose(fp)：关闭文件指针fp，释放与文件相关的系统资源。
1.3 fgetc() 函数
功能：从文件指针中读取一个字符。
参数：
-
FILE *fp：文件指针。
返回值： -
成功返回读取的字符。
-
失败或到达文件末尾返回
EOF。
示例代码：
char c = fgetc(fp);
if (c == EOF) {
perror("fgetc failed");
return -1;
}解释：
-
fgetc(fp)：从文件指针fp中读取一个字符。 -
如果读取失败或到达文件末尾，返回值为
EOF，程序通过perror输出错误信息。
1.4 fputc() 函数
功能：向文件指针写入一个字符。
参数：
-
int c：要写入的字符。 -
FILE *fp：文件指针。
返回值： -
成功返回写入的字符。
-
失败返回
EOF。
示例代码：
int ret = fputc('A', fp);
if (ret == EOF) {
perror("fputc failed");
return -1;
}解释：
-
fputc('A', fp)：向文件指针fp写入字符'A'。 -
如果写入失败，返回值为
EOF，程序通过perror输出错误信息。
1.5 fgets() 函数
功能：从文件指针中读取一行数据。
参数：
-
char *str：存储读取数据的字符串。 -
int n：最大读取字符数。 -
FILE *fp：文件指针。
返回值： -
成功返回读取的字符串。
-
失败或到达文件末尾返回
NULL。
示例代码：
char buffer[100];
char *line = fgets(buffer, sizeof(buffer), fp);
if (line == NULL) {
perror("fgets failed");
return -1;
}解释：
-
fgets(buffer, sizeof(buffer), fp)：从文件指针fp中读取一行数据到缓冲区buffer中。 -
如果读取失败或到达文件末尾，返回值为
NULL，程序通过perror输出错误信息。
1.6 fputs() 函数
功能：向文件指针写入一行数据。
参数：
-
const char *str：要写入的字符串。 -
FILE *fp：文件指针。
返回值： -
成功返回非负值。
-
失败返回
EOF。
示例代码：
int ret = fputs("Hello, World!\n", fp);
if (ret == EOF) {
perror("fputs failed");
return -1;
}解释：
-
fputs("Hello, World!\n", fp)：向文件指针fp写入字符串"Hello, World!\n"。 -
如果写入失败，返回值为
EOF，程序通过perror输出错误信息。
1.7 fscanf() 和 fprintf() 函数
功能：格式化输入输出。
-
fscanf()从文件指针中读取格式化输入。 -
fprintf()向文件指针写入格式化输出。
参数： -
FILE *fp：文件指针。 -
const char *format：格式字符串。
返回值： -
fscanf()返回成功读取的输入项数。 -
fprintf()返回写入的字符数。
示例代码：
int num;
FILE *fp = fopen("data.txt", "r");
if (fp == NULL) {
perror("fopen failed");
return -1;
}
fscanf(fp, "%d", &num);
fprintf(stdout, "Read number: %d\n", num);
fclose(fp);解释：
-
fscanf(fp, "%d", &num)：从文件指针fp中读取一个整数到变量num中。 -
fprintf(stdout, "Read number: %d\n", num)：向标准输出写入格式化字符串，显示读取的整数。
1.8 rewind() 函数
功能：将文件指针重置到文件开头。
参数：
-
FILE *fp：文件指针。
示例代码：
rewind(fp); // 文件指针重置到文件开头解释：
-
rewind(fp)：将文件指针fp重置到文件开头，方便再次读取文件。
1.9 ftell() 函数
功能：获取文件指针的当前位置。
参数：
-
FILE *fp：文件指针。
返回值： -
成功返回当前偏移量。
-
失败返回
-1，errno会被设置。
示例代码：
long offset = ftell(fp);
if (offset == -1) {
perror("ftell failed");
return -1;
}解释：
-
ftell(fp)：获取文件指针fp的当前位置，以文件开头为基准的字节数。 -
如果失败，返回值为
-1，程序通过perror输出错误信息。
1.10 fseek() 函数
功能：重新定位文件指针。
参数：
-
FILE *fp：文件指针。 -
long offset：偏移量。 -
int whence：参考点（SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END）。
返回值： -
成功返回
0。 -
失败返回非零值。
示例代码：
if (fseek(fp, 0, SEEK_END) != 0) {
perror("fseek failed");
return -1;
}解释：
-
fseek(fp, 0, SEEK_END)：将文件指针fp定位到文件末尾。 -
SEEK_END表示参考点为文件末尾，offset为0表示定位到文件末尾。
1.11 fdopen() 和 fileno() 函数
功能：
-
fdopen()：将文件描述符转换为文件指针。 -
fileno()：将文件指针转换为文件描述符。
参数： -
fdopen()：-
int fd：文件描述符。 -
const char *mode：打开模式。
-
-
fileno()：-
FILE *stream：文件指针。
返回值：
-
-
fdopen()返回文件指针。 -
fileno()返回文件描述符。
示例代码：
#include
#include
int fd = open("example.txt", O_RDWR);
FILE *fp = fdopen(fd, "r+");
if (fp == NULL) {
perror("fdopen failed");
return -1;
}
int fdFromFP = fileno(fp); 解释：
-
fdopen(fd, "r+")：将文件描述符fd转换为文件指针fp，打开模式为读写。 -
fileno(fp)：将文件指针fp转换为文件描述符fdFromFP。
1.12 rename() 函数
功能：重命名或移动文件。
参数：
-
const char *oldname：旧文件名。 -
const char *newname：新文件名。
返回值： -
成功返回
0。 -
失败返回
-1，errno会被设置。
示例代码：
if (rename("oldfile.txt", "newfile.txt") != 0) {
perror("rename failed");
return -1;
}解释：
-
rename("oldfile.txt", "newfile.txt")：将文件"oldfile.txt"重命名为"newfile.txt"。 -
如果失败，返回值为
-1，程序通过perror输出错误信息。
1.13 remove() 函数
功能：删除文件。
参数：
-
const char *filename：文件名。
返回值： -
成功返回
0。 -
失败返回
-1，errno会被设置。
示例代码：
if (remove("file.txt") != 0) {
perror("remove failed");
return -1;
}解释：
-
remove("file.txt")：删除文件"file.txt"。 -
如果失败，返回值为
-1，程序通过perror输出错误信息。
1.14 stat()、fstat() 和 lstat() 函数
功能：获取文件状态信息。
参数：
-
const char *pathname：文件名。 -
struct stat *buf：存储文件状态信息的结构体指针。
返回值： -
成功返回
0。 -
失败返回
-1，errno会被设置。
示例代码：
#include
struct stat buf;
if (stat("example.txt", &buf) == 0) {
printf("File size: %ld bytes\n", buf.st_size);
} else {
perror("stat failed");
return -1;
} 解释：
-
stat("example.txt", &buf)：获取文件"example.txt"的状态信息，并存储在结构体buf中。 -
buf.st_size表示文件的大小（以字节为单位）。
1.15 flock() 和 fcntl() 函数
功能：
-
flock()：对文件进行加锁。 -
fcntl()：对文件描述符进行操作（如加锁）。
参数： -
int fd：文件描述符。 -
int cmd：操作命令。
返回值： -
成功返回
0。 -
失败返回
-1，errno会被设置。
示例代码：
#include
#include
int fd = open("example.txt", O_RDWR);
if (fd < 0) {
perror("open failed");
return -1;
}
if (flock(fd, LOCK_EX) == 0) {
// 文件已加锁，可以进行操作
flock(fd, LOCK_UN); // 解锁
} else {
perror("flock failed");
return -1;
}
close(fd); 解释：
-
flock(fd, LOCK_EX)：对文件描述符fd进行独占锁操作。 -
LOCK_EX表示独占锁。 -
flock(fd, LOCK_UN)：解锁文件。
目录操作函数
2.1 opendir() 函数
功能：打开目录。
参数：
-
const char *pathname：目录名。
返回值： -
成功返回
DIR *指针。 -
失败返回
NULL，errno会被设置。
示例代码：
DIR *dir = opendir("/");
if (dir == NULL) {
perror("opendir failed");
return -1;
}解释：
-
opendir("/")：打开目录/。 -
如果失败，返回值为
NULL，程序通过perror输出错误信息。
2.2 readdir() 函数
功能：读取目录项。
参数：
-
DIR *dirp：目录指针。
返回值： -
成功返回
struct dirent *指针。 -
失败或到达目录末尾返回
NULL。
示例代码：
struct dirent *entry;
while ((entry = readdir(dir)) != NULL) {
printf("Found entry: %s\n", entry->d_name);
}解释：
-
readdir(dir)：读取目录dir中的条目，直到到达目录末尾。 -
entry->d_name表示目录条目的名称。
2.3 closedir() 函数
功能：关闭目录。
参数：
-
DIR *dirp：目录指针。
返回值： -
成功返回
0。 -
失败返回
-1，errno会被设置。
示例代码：
closedir(dir); // 关闭目录解释：
-
closedir(dir)：关闭目录指针dir，释放相关资源。
2.4 chdir() 函数
功能：改变当前工作目录。
参数：
-
const char *path：新的工作目录。
返回值： -
成功返回
0。 -
失败返回
-1，errno会被设置。
示例代码：
if (chdir("/home/user/documents") != 0) {
perror("chdir failed");
return -1;
}解释：
-
chdir("/home/user/documents")：将当前工作目录更改为/home/user/documents。 -
如果失败，返回值为
-1，程序通过perror输出错误信息。
2.5 getcwd() 函数
功能：获取当前工作目录。
参数：
-
char *buf：存储路径的缓冲区。 -
size_t size：缓冲区大小。
返回值： -
成功返回路径字符串。
-
失败返回
NULL。
示例代码：
char cwd[1024];
if (getcwd(cwd, sizeof(cwd)) == NULL) {
perror("getcwd failed");
return -1;
}
printf("Current working directory: %s\n", cwd);解释：
-
getcwd(cwd, sizeof(cwd))：获取当前工作目录，并存储在缓冲区cwd中。 -
如果失败，返回值为
NULL，程序通过perror输出错误信息。
2.6 mkdir() 函数
功能：创建目录。
参数：
-
const char *pathname：目录名。 -
mode_t mode：权限模式。
返回值： -
成功返回
0。 -
失败返回
-1，errno会被设置。
示例代码：
if (mkdir("new_directory", 0755) != 0) {
perror("mkdir failed");
return -1;
}解释：
-
mkdir("new_directory", 0755)：以权限0755创建名为"new_directory"的目录。 -
如果失败，返回值为
-1，程序通过perror输出错误信息。
2.7 rmdir() 函数
功能：删除空目录。
参数：
-
const char *pathname：目录名。
返回值： -
成功返回
0。 -
失败返回
-1，errno会被设置。
示例代码：
if (rmdir("empty_directory") != 0) {
perror("rmdir failed");
return -1;
}解释：
-
rmdir("empty_directory")：删除名为"empty_directory"的空目录。 -
如果失败，返回值为
-1，程序通过perror输出错误信息。
以下是将使用 fread 和 fwrite、fgetc 和 fputc、fgets 和 fputs、read 和 write 函数实现 cp 和 cat 操作的代码整合到博客中的内容：
使用 fread 和 fwrite 实现 cp 和 cat
#include
void do_copy(FILE *src, FILE *dest) {
char buffer[1024];
size_t bytes_read;
while ((bytes_read = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), src)) > 0) {
fwrite(buffer, 1, bytes_read, dest);
}
}
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc != 3) {
fprintf(stderr, "Usage: %s \n", argv[0]);
return 1;
}
FILE *src = fopen(argv[1], "rb");
if (!src) {
perror("Failed to open source file");
return 1;
}
FILE *dest = fopen(argv[2], "wb");
if (!dest) {
perror("Failed to open destination file");
fclose(src);
return 1;
}
do_copy(src, dest);
fclose(src);
fclose(dest);
return 0;
} #include
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc < 3) {
fprintf(stderr, "Usage: %s [resume_offset]\n", argv[0]);
return 1;
}
FILE *src = fopen(argv[1], "rb");
if (!src) {
perror("Failed to open source file");
return 1;
}
FILE *dest = fopen(argv[2], "r+b");
if (!dest) {
dest = fopen(argv[2], "w+b");
if (!dest) {
perror("Failed to open destination file");
fclose(src);
return 1;
}
}
if (argc >= 4) {
long offset = strtol(argv[3], NULL, 10);
fseek(dest, offset, SEEK_SET);
}
char buffer[1024];
size_t bytes_read;
while ((bytes_read = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), src)) > 0) {
fwrite(buffer, 1, bytes_read, dest);
}
fclose(src);
fclose(dest);
return 0;
} 使用 fgetc 和 fputc 实现 cp 和 cat
#include
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc != 3) {
fprintf(stderr, "Usage: %s \n", argv[0]);
return 1;
}
FILE *src = fopen(argv[1], "r");
if (!src) {
perror("Failed to open source file");
return 1;
}
FILE *dest = fopen(argv[2], "w");
if (!dest) {
perror("Failed to open destination file");
fclose(src);
return 1;
}
int c;
while ((c = fgetc(src)) != EOF) {
fputc(c, dest);
}
fclose(src);
fclose(dest);
return 0;
} 使用 fgets 和 fputs 实现 cp 和 cat
#include
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc != 3) {
fprintf(stderr, "Usage: %s \n", argv[0]);
return 1;
}
FILE *src = fopen(argv[1], "r");
if (!src) {
perror("Failed to open source file");
return 1;
}
FILE *dest = fopen(argv[2], "w");
if (!dest) {
perror("Failed to open destination file");
fclose(src);
return 1;
}
char buffer[1024];
while (fgets(buffer, sizeof(buffer), src)) {
fputs(buffer, dest);
}
fclose(src);
fclose(dest);
return 0;
} 使用 read 和 write 实现 cp 和 cat
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc != 3) {
fprintf(stderr, "Usage: %s \n", argv[0]);
return 1;
}
int src_fd = open(argv[1], O_RDONLY);
if (src_fd == -1) {
perror("Failed to open source file");
return 1;
}
int dest_fd = open(argv[2], O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
if (dest_fd == -1) {
perror("Failed to open destination file");
close(src_fd);
return 1;
}
char buffer[1024];
ssize_t bytes_read;
while ((bytes_read = read(src_fd, buffer, sizeof(buffer))) > 0) {
write(dest_fd, buffer, bytes_read);
}
close(src_fd);
close(dest_fd);
return 0;
} #include
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc < 3) {
fprintf(stderr, "Usage: %s [resume_offset]\n", argv[0]);
return 1;
}
int src_fd = open(argv[1], O_RDONLY);
if (src_fd == -1) {
perror("Failed to open source file");
return 1;
}
int dest_fd = open(argv[2], O_WRONLY | O_CREAT, 0666);
if (dest_fd == -1) {
perror("Failed to open destination file");
close(src_fd);
return 1;
}
off_t offset = 0;
if (argc >= 4) {
offset = strtol(argv[3], NULL, 10);
if (lseek(dest_fd, offset, SEEK_SET) == -1) {
perror("Failed to seek destination file");
close(src_fd);
close(dest_fd);
return 1;
}
}
char buffer[1024];
ssize_t bytes_read;
while ((bytes_read = read(src_fd, buffer, sizeof(buffer))) > 0) {
if (write(dest_fd, buffer, bytes_read) != bytes_read) {
perror("Failed to write to destination file");
close(src_fd);
close(dest_fd);
return 1;
}
}
close(src_fd);
close(dest_fd);
return 0;
} 以上代码分别使用了不同的文件操作函数实现 cp 和 cat 操作，每种方法都有其适用场景和特点。你可以根据具体需求选择合适的函数组合。