IO进程day03（获取文件属性、目录操作、库Lib）

news2024/11/13 14:50:54

目录

【1】获取文件属性

1》stat函数

 2》获取文件类型

3》获取文件权限 

练习：编程实现“ls -l 文件名” 的功能

 4》stat、fstat、lstat的区别

【2】目录操作

【3】库 Lib

1》文件分类

1> 头文件：  以 .h结尾的文件

2> 源文件： 以 .c 结尾的文件

3> 库文件 （不包含main函数）

2》库的定义

3》库的分类

1> 静态库

 2> 动态库

 4》静态库的制作

 5》动态库的制作

6》静态库和动态库总结

【1】获取文件属性

1》stat函数

man 2 stat

头文件：

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <unistd.h>

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

功能：获取文件属性

参数： path：文件路径名

            buf：保存文件属性信息的结构体

返回值：成功：0

              失败：-1

struct stat {

                     ino_t          st_ino;                /* inode号 ls -il */

                     mode_t      st_mode;           /* 文件类型和权限 */

                     nlink_t       st_nlink;              /* 硬链接数 */

                     uid_t         st_uid;                 /* 用户ID */

                     gid_t         st_gid;                  /* 组ID */

                     off_t         st_size;                 /* 大小 */

                     time_t       st_atime;              /* 最后访问时间 */

                     time_t       st_mtime;             /* 最后修改时间 */

                     time_t        st_ctime;               /* 最后状态改变时间 */

};

文件权限和类型需要通过位操作获取：

st_mode 主要包含了 3 部分信息：

a. 15bit ~ 12bit 保存文件类型

b. 11bit ~ 9bit 保存执行文件时设置的信息(不用管)

c. 8bit ~ 0bit 保存文件访问权限

 2》获取文件类型

S_IFMT是一个掩码，它的值是0170000（注意这里用的是八进制前缀为0，二进制0b001111000000000000）， 可以用来把st_mode位与上掩码过滤提取出表示的文件类型的那四位(15bit~12bit位)，也就是这四位原样获取其他位清零。

man 7 inode查看(18版本)

这四位可以表示0b0000~0b1111(八进制表示:001~014)七个值，每个值分别对应不同的文件类型：套接字文件、符号链接文件、普通文件、块设备、目录、字符设备、管道。

判断一个文件是不是普通文件，首先通过掩码S_IFMT把其他无关的部分置0，再与表示普通文件的数值比较，从而判断这是否是一个普通文件:

 

//判断文件类型
    printf("File type:     ");
    switch (st.st_mode & __S_IFMT)
    {
    case __S_IFBLK:
        // printf("Block device\n");
        printf("b");//块设备文件
        break;
    case __S_IFCHR:
        // printf("Character device\n");
        printf("c");//字符设备文件
        break;
    case __S_IFDIR:
        // printf("Directory device\n");
        printf("d");//目录文件夹
        break;
    case __S_IFIFO:
        // printf("FIFO/pipe\n");
        printf("p");//管道文件
        break;
    case __S_IFLNK:
        // printf("Symlink\n");
        printf("l");//软链接文件
        break;
    case __S_IFREG:
        // printf("Regular file\n");
        printf("-");//普通文件
        break;
    case __S_IFSOCK:
        //printf("Socket\n");
        printf("s");//套接字文件
        break;
    default:
        printf("unknown?\n");
        break;
    }

3》获取文件权限 

0-8bit位每一位表示一个权限，所以只需要把这一位位与出来就可以判断是否有这个权限，为1说明有，为0说明没有。

比如判断个人权限是否有可读: st.st_mode&0b000000100000000(八进制:00400)

也就是利用宏： st.st_mode&S_IRUSR

// 判断文件权限
    // 个人权限
    if (st.st_mode & S_IRUSR) // r
        printf("r");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IWUSR) // w
        printf("w");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IXUSR) // x
        printf("x");
    else
        printf("-");

    // 小组成员
    if (st.st_mode & S_IRGRP) // r
        printf("r");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IWGRP) // w
        printf("w");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IXGRP) // x
        printf("x");
    else
        printf("-");

    // 其他人
    if (st.st_mode & S_IROTH) // r
        printf("r");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IWOTH) // w
        printf("w");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IXOTH) // x
        printf("x");
    else
        printf("-");

练习：编程实现“ls -l 文件名” 的功能

需要用到这几个函数：

getpwuid：获取用户名

getgrgid：获取组名

localtime或ctime

ctime函数在C库中，头文件为<time.h>

函数原型：

char *ctime (const time_t *__timer)

作用：返回一个表示当地时间的字符串，当地时间是基于参数 timer

格式例如： Wed Aug 29 19:48:54 2018

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <pwd.h>
#include <grp.h>
#include <time.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
        struct stat st;//定义一个存放文件属性信息的结构体指针

    if (stat(argv[1], &st) < 0)//获取argv[1] 的文件属性由st指针接收
    {
        perror("stat err");
        return -1;
    }
//判断文件类型
    switch (st.st_mode & __S_IFMT)
    {
    case __S_IFBLK:
        printf("b");//块设备文件
        break;
    case __S_IFCHR:
        printf("c");//字符设备文件
        break;
    case __S_IFDIR:
        printf("d");//目录，文件夹
        break;
    case __S_IFIFO:
        printf("p");//管道文件
        break;
    case __S_IFLNK:
        printf("l");//链接文件
        break;
    case __S_IFREG:
        printf("-");//普通文件
        break;
    case __S_IFSOCK:
        printf("s");//套接字文件
        break;
    default:
        printf("unknown?\n");
        break;
    }

    //判断文件权限
    //个人权限
    if (st.st_mode & S_IRUSR) //r  读
        printf("r");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IWUSR) //w  写
        printf("w");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IXUSR) //x  执行
        printf("x");
    else
        printf("-");

    //小组成员
    if (st.st_mode & S_IRGRP) //r
        printf("r");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IWGRP) //w
        printf("w");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IXGRP) //x
        printf("x");
    else
        printf("-");

    //其他人
    //个人权限
    if (st.st_mode & S_IROTH) //r
        printf("r");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IWOTH) //w
        printf("w");
    else
        printf("-");

    if (st.st_mode & S_IXOTH) //x
        printf("x");
    else
        printf("-");

    //链接数
    printf(" %ld", st.st_nlink);

    //用户名 需要getpwuid()
    printf(" %s", getpwuid(st.st_uid)->pw_name);

    //组名 需要getgrgid()
    printf(" %s", getgrgid(st.st_gid)->gr_name);

    //文件大小
    printf(" %ld", st.st_size);

    //最后修改的时间
    printf(" %.12s", ctime(&st.st_mtime) + 4);  //+4表示偏移4个地址跳过前4个字符， %.12s表示只打印前12个字符

    //文件名
    printf(" %s\n", argv[1]);

    return 0;
}

 4》stat、fstat、lstat的区别

stat 函数返回一个与此命令文件有关的信息结构。

fstat 函数获得已在描述符 filedes上打开的文件的有关信息，也就是参数是文件描述符，其他与stat相同。

lstat 函数类似于stat ，但是当命名的文件是一个符号链接时，lstat 返回该符号链接的有关信息，而不是由该符号链接引用的文件的信息。

【2】目录操作

围绕目录流进行操作：DIR*

操作：

opendir、closedir、readdir、chdir

DIR *opendir(const char *name);

功能：获得目录流

参数：要打开的目录的路径

返回值：成功：目录流

              失败：NULL

struct dirent *readdir(DIR *dirp);

功能：读目录

参数：要读的目录流

返回值：成功：读到的信息

              失败：NULL

返回值为结构体，该结构体成员为描述该目录下的文件信息

struct dirent {

ino_t    d_ino;                               /* 索引节点号*/

off_t     d_off;                                /*在目录文件中的偏移*/

unsigned short     d_reclen;          /* 文件名长度*/

unsigned char     d_type;               /* 文件类型 */

char     d_name[256];                    /* 文件名 */

};

int closedir(DIR *dirp);

功能：关闭目录

参数：dirp：目录流

 练习：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    DIR *dir;
    struct dirent *d;

    dir = opendir(".");//打开当前目录
    if (NULL == dir)
    {
        perror("opendir err");
        return -1;
    }

    // d = readdir(dir);//读取目录中的文件
    // printf("%s\n", d->d_name);//打印目录中的文件名

    // d = readdir(dir);//读取目录中的另一个文件
    // printf("%s\n", d->d_name);

    //实现ls -a 功能 (打印指定目录所有文件名就可以了)
    while ((d = readdir(dir)) != NULL)//readdir 函数的返回值部位空就继续读取
    {
        printf("%s\n", d->d_name);//打印文件名
    }

    return 0;
}

【3】库 Lib

1》文件分类

1> 头文件：  以 .h结尾的文件

#include <stdio.h>

<>: 代表去系统路径下查找头文件/usr/include

#include "head.h"

"": 先从当前目录下查找头文件，找不到再去系统路径下查找

头文件以 .h 结尾，包含：其他头文件的引用，结构体、枚举和共用体的定义，宏定义，重定义，函数的声明，外部引用，条件编译。

2> 源文件： 以 .c 结尾的文件

包含main函数的xx.c

包含子函数的xx.c，封装的函数可以在头文件中声明。

3> 库文件 （不包含main函数）

2》库的定义

当使用别人的函数时除了包含头文件以外还需要有库文件。

头文件：函数声明、结构体等类型定义、头文件、宏定义、其他头文件等

库：把一些常用的函数的目标文件打包在一起，提供相应的函数接口，便于程序员使用。本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式文件。

由于windows和linux的本质不同，因此而这库的二进制是不兼容的。(Linux中的C运行库是glibc, 由GUN发布。）

3》库的分类

库分为 静态库和动态库，本质的区别是代码被载入的时刻不同。

1> 静态库

静态库在程序编译时会被复制到目标代码中，以 .a 结尾

优点：程序运行时将不再需要该静态库，运行时无需加载库，运行速度更快，可移植性好

缺点：静态库中的代码复制到了程序中，因此体积大，静态库升级后，程序需要重新编译链接。

 2> 动态库

动态库实在程序运行时才被载入代码中。也叫共享库，以 .so 结尾

优点：程序在执行时加载动态库，代码体积小，程序升级简单，不同应用程序如果调用同样的库，那么在内存里只需要有一份该共享库的实例

缺点：运行速度慢，运行时需要动态库的存在，移植性差

 4》静态库的制作

（1）将源文件编译生成目标文件

gcc -c fun.c -o fun.o

（2）创建静态库用 ar 命令，将多个 .o 文件生成 .a

ar crs libfun.a fun.o

注意：静态库文件名命名规范是以 lib 为前缀，紧跟着是静态库名，扩展名为 .a

（3）测试使用静态库

gcc main.c -L. -lfun

注意：-L指定静态库的路径，-l 制定库名

执行：./a.out

 

 5》动态库的制作

（1）用gcc 来创建共享库

gcc -fPIC -c fun.c -o fun.o  //-fPIC 创建与地址无关的编译程序

gcc -shared fun.o -o libmyfun.so     //生成动态库

（2）测试使用动态库

sudo cp libmyfun.so /lib

gcc main.c -lmyfun

执行：./a.out

 

如果测试使用动态库时，用 gcc main.c -L. -lfun 这个命令则在执行时，可以正常编译通过，但是运行报错    

./a.out: error while loading shared libraries: libmyfun.so: cannot open shared object file: No such file or directory

原因：当加载动态库时，系统会默认从 /lib 或 /usr/lib 路径下查找库文件，所以不用 -L 加路径了，可以直接用 gcc main.c -lmyfun 就可以

6》静态库和动态库总结

静态库：编译阶段，体积大，移植性好，升级麻烦，以.a 结尾

动态库：运行阶段加载代码，体积小，移植性差，升级简单，以.so 结尾

 由下图可以看出静态库编译出来的程序体积要比动态库大

 

升级演示：改变制作成库的源文件，然后重新制作库文件动态库只需要重新生成动态库，不需要重新编译连接库了

静态库升级需要重新编译：

今天的分享就到这里结束啦，如果有哪里写的不好的地方，请指正。
如果觉得不错并且对你有帮助的话点个关注支持一下吧！

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