c++实现文件复制并修改相应属性

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问题描述

完成一个目录复制命令mycp,包括目录下的文件和子目录, 运行结果如下:

beta@bugs.com [~/]# ls –la sem

total 56

drwxr-xr-x  3 beta beta 4096 Dec 19 02:53 ./

drwxr-xr-x  8 beta beta 4096 Nov 27 08:49 ../

-rw-r--r--  1 beta beta  128 Nov 27 09:31 Makefile

-rwxr-xr-x  1 beta beta 5705 Nov 27 08:50 consumer*

-rw-r--r--  1 beta beta  349 Nov 27 09:30 consumer.c

drwxr-xr-x  2 beta beta 4096 Dec 19 02:53 subdir/

beta@bugs.com [~/]# mycp sem target

beta@bugs.com [~/]# ls –la target

total 56

drwxr-xr-x  3 beta beta 4096 Dec 19 02:53 ./

drwxr-xr-x  8 beta beta 4096 Nov 27 08:49 ../

-rw-r--r--  1 beta beta  128 Nov 27 09:31 Makefile

-rwxr-xr-x  1 beta beta 5705 Nov 27 08:50 consumer*

-rw-r--r--  1 beta beta  349 Nov 27 09:30 consumer.c

drwxr-xr-x  2 beta beta 4096 Dec 19 02:53 subdir/

思路

这道题目主要涉及文件读写操作和属性修改。需要支持文件夹复制、文件复制,在Linux下还要支持软链接的复制。

思路如下:

  • 获取待复制目录的绝对路径
  • 根据绝对路径进行dfs或者bfs搜索所有子目录项
  • 判断子目录是属于什么类型:文件夹、普通文件、软链接
  • 分别对三种(Windows下只有文件夹和文件)进行复制操作
  • 修改目标文件属性与源文件保持一致

使用到的函数主要有:

Linux

判断文件类型

  1. int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

    • const char *pathname 需要判断的文件的路径
    • struct stat *statbuf 用于保存文件属性
    • return int 0成功,-1失败
  2. 判断

    文件类型 说明 判断函数 例子

    普通文件
    一般意义上的文件
    S_ISREG()
    hello.c

    目录文件
    可包含其他文件或者目录
    S_ISDIR()
    /etc/

    字符设备文件
    以无缓冲方式,提供对于设备的可变长度访问
    S_ISCHR()
    /dev/tty

    块设备文件
    以带缓冲方式,提供对于设备的固定长度访问
    S_ISBLK()
    /dev/sda

    符号链接文件
    指向另一个文件
    S_ISLNK()
    /dev/cdrom

    命名管道文件
    用于进程间通信
    S_ISFIFO()
    /dev/inictl

    网络套接字文件
    用于进程间的网络通信
    S_ISSOCK()
    /dev/log

    值得注意的是,需要先判断是不是符号链接文件。对符号链接文件进行S_ISREG()判断时会出现将其判断为普通文件的情况。可能是由于他判断的是链接文件所指向的文件的类型。因此需要先判断是不是链接文件。

遍历文件目录

  1. DIR *opendir(const char *name);

    • const char *name 待打开的目录路径
    • return DIR 返回目录数据结构
  2. struct dirent *readdir(DIR *dirp);

    • “““DIR *dirp“` 待读取的目录

    • return struct dirent* 返回顺序读取的该目录下的目录项

      注意,第一个目录项是., 第二个目录项是..

复制文件

  1. int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
    • const char* pathname 待打开的文件路径
    • int flags O_RDONLY, O_WRONLY, or O_RDWR
    • mode_t mode
    • return int 返回值是打开的文件描述符
  2. int creat(const char *pathname, mode_t mode);
    • const char* pathname 待创建的文件名(可以包含路径)
    • mode_t mode 创建属性
    • return int 待创建文件描述符
  3. ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
    • int fd 待读取的文件的描述符
    • void* buf 读取的内容存放缓冲区。尽管这里是void*buf在创建的时候应该是“`char*“““
    • ​ “““size_t count 要读取的内容的大小。如果大于fd“`中的数目,则读取相应大小内容
    • return ssize_t 返回实际读取的内容的数目。失败返回-1
  4. ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
    • int fd 要写入的文件的描述符
    • const void *buf 要写入的内容。
    • size_t count 要写入的内容大小
    • return ssize_t 成功返回实际写入的数目。失败返回-1

复制文件夹

复制文件夹就是创建同名文件夹

  1. int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
    • const char* pathname 待创建的目录项的地址
    • mode_t mode 创建目录项的属性
    • return int 如果成功返回为0,否则返回-1

复制软链接

  1. ssize_t readlink(const char *pathname, char *buf, size_t bufsiz);
    • const cha* pathname 待读取软链接的路径
    • char* buf 软链接中的内容保存到buf
    • size_t bufsiz buf缓冲区的大小
    • return ssize_t 返回值是软链接指向路径的长度
  2. int symlink(const char *target, const char *linkpath);
    • const char* target 待创建的软链接的路径
    • const char* linkpath 待创建的软链接所指向的路径
    • return int 成功返回0,否则返回-1

获取属性

  1. int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

    • const char *pathname 需要提取属性的文件或者文件夹的路径
    • struct stat *statbuf 获取到的属性存储缓冲区
    • return int 成功返回0,否则-1
  2. int chmod(const char *pathname, mode_t mode);

    • const char *pathname 待修改属性的文件的路径
    • mode_t mode 将待修改文件修改改为该属性
    • return int 若成功返回0,否则返回-1
  3. int chown(const char *pathname, uid_t owner, gid_t group);

    • const char* pathname 待更改的目录路径
    • uid_t owner 如果是-1则不改变属性
    • gid_t group 如果是-1则不改变属性
  4. int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2]);

    这个命令用于修改目标文件的access_time modify_timelutimes可以修改软链接的属性。

    • const char *filename 待修改的文件路径
    • const struct timeval tv[2] tv[0]access_timetv[1]modify_time
    • return int 如果成功返回0,否则返回-1

Windows

这里主要列出所用到的函数,有需要的话可以详细去查相关的函数说明:

FindFirstFile

FindNextFile

CreateFile

GetFileSize

ReadFile

WriteFile

_wmkdir

GetFileAttributes

SetFileAttributes

GetFileTime

FileTimeToSystemTime

SetFileTime

源代码实现

Linux

#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <utime.h>
#include <time.h> 
#include <sys/time.h>
//文件夹复制采用dfs或者bfs进行搜索是等价的
void search_dfs(char *src_path, char *dest_path);
//复制文件
void copy_file(const char *src_file, const char *dst_file);
//复制文件夹
void copy_dir(const char *src_dir, const char *dst_dir);
//复制软链接
void copy_sln(const char *src_file, const char *dst_file);
//修改文件属性与源文件保持一致
void changeAttr(const char *src, const char *dst);
//修改路径
void change_path(char *src, char *cat)
{
    strcat(src, (char *)"/");
    strcat(src, cat);
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (argc < 3)
    {
        printf("No file or directory specified\n");
        exit(-1);
    }
    if (argc > 3)
    {
        printf("Too many arguments\n");
        exit(-1);
    }

    char src[1024], dest[1024];
    char *current_dir = getcwd(NULL, 0);

    struct stat state_of_entry;
    lstat(argv[1], &state_of_entry);
    if (S_ISDIR(state_of_entry.st_mode)) //目录
    {
        if (chdir(argv[1])) //目录错误
        {
            perror("chdir");
            exit(-1);
        }
        strcpy(src, getcwd(NULL, 0)); //获取源文件夹绝对路径
        chdir(current_dir);
        lstat(argv[2], &state_of_entry);
        if (S_ISDIR(state_of_entry.st_mode)) //目录
        {
            if (chdir(argv[2])) //目录错误
            {
                perror("chdir");
                exit(-1);
            }
            strcpy(dest, getcwd(NULL, 0)); //获取目标文件夹绝对路径
            chdir(current_dir);
            chdir(dest);
            // printf("SRC: %s\n", src);
            // printf("DEST: %s\n", dest);
            chdir(src);
            search_dfs(src, dest);
        }
        else
        {
            printf("error. No destination directory.\n");
            exit(-1);
        }
    }

    else //文件直接复制
    {
        char dest[1024];
        lstat(argv[2], &state_of_entry);
        if (S_ISDIR(state_of_entry.st_mode)) //目录
        {
            strcpy(dest, getcwd(NULL, 0)); //获取目标文件夹绝对路径
        }
        else
        {
            strcpy(dest, "./");
            strcat(dest, argv[2]);
        }
        copy_file(argv[1], argv[2]);
    }

    return 0;
}

void search_dfs(char *src_path, char *dest_path)
{
    // printf("Searching directory:    %s\n", getcwd(NULL, 0));
    DIR *src_dir = opendir(src_path);
    DIR *dest_dir = opendir(dest_path);
    struct dirent *entry = NULL;
    struct stat state_of_entry;
    while ((entry = readdir(src_dir)) != NULL)
    {
        lstat(entry->d_name, &state_of_entry);
        if (strcmp(entry->d_name, ".") == 0 || strcmp(entry->d_name, "..") == 0)
            continue;
        // printf("entry->d_name: %s\n", entry->d_name);
        if (S_ISLNK(state_of_entry.st_mode)) //符号链接
        {
            char src_file[1024];
            char dest_file[1024];
            strcpy(src_file, src_path);
            change_path(src_file, entry->d_name);
            strcpy(dest_file, dest_path);
            change_path(dest_file, entry->d_name);
            // printf("src file: %s\n", src_file);
            // printf("dest file: %s\n", dest_file);
            copy_sln(src_file, dest_file);
        }
        else if (S_ISREG(state_of_entry.st_mode)) //普通文件
        {
            char src_file[1024];
            char dest_file[1024];
            strcpy(src_file, src_path);
            change_path(src_file, entry->d_name);
            strcpy(dest_file, dest_path);
            change_path(dest_file, entry->d_name);
            // printf("src file: %s\n", src_file);
            // printf("dest file: %s\n", dest_file);
            copy_file(src_file, dest_file);
        }
        else if (S_ISDIR(state_of_entry.st_mode)) //目录
        {
            char src[1024];
            char dest[1024];
            strcpy(src, src_path);
            change_path(src, entry->d_name);
            strcpy(dest, dest_path);
            change_path(dest, entry->d_name);
            // printf("src dir: %s\n", src);
            // printf("dest dir: %s\n", dest);
            copy_dir(src, dest);
            search_dfs(src, dest);
        }
    }
}

void copy_file(const char *src_file, const char *dest_file)
{
    int src_fd = open(src_file, O_RDONLY);
    int dest_fd = creat(dest_file, O_WRONLY);

    unsigned char buf[1024];
    while (read(src_fd, buf, sizeof(buf)) > 0)
    {
        write(dest_fd, buf, sizeof(buf));
    }

    changeAttr(src_file, dest_file);

    close(src_fd);
    close(dest_fd);
}

void copy_dir(const char *src_dir, const char *dst_dir)
{
    mkdir(dst_dir, 0777);
    changeAttr(src_dir, dst_dir);
}

void copy_sln(const char *src_file, const char *dst_file)
{
    char buf[1024];
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
    int len = 0;
    if ((len = readlink(src_file, buf, sizeof(buf))) > 0)
    {
        printf("%s\n", buf);
        if (symlink(buf, dst_file) == -1)
        {
            perror("symlink");
        }
    }
    changeAttr(src_file, dst_file);
}

void changeAttr(const char *src, const char *dst)
{
    struct stat attr_of_src;
    lstat(src, &attr_of_src);
    //修改文件属性
    chmod(dst, attr_of_src.st_mode);
    //修改文件用户组
    chown(dst, attr_of_src.st_uid, attr_of_src.st_gid);

    //修改文件访问、修改时间
    struct timeval time_buf[2];
    time_buf[1].tv_sec = attr_of_src.st_mtime;
    time_buf[0].tv_sec = attr_of_src.st_atime;
    if(lutimes(dst, time_buf) == -1)
    {
        printf("%s\n", dst);
        perror("lutimes");
    }

    struct utimbuf tbuf;
    tbuf.actime = attr_of_src.st_atime;
    tbuf.modtime = attr_of_src.st_mtime;
    utime(dst, &tbuf);

    struct stat dst_attr_of_src;
    lstat(dst, &dst_attr_of_src);
    if (dst_attr_of_src.st_mtime != attr_of_src.st_mtime)
        printf("%s : %d\n", dst, attr_of_src.st_mtime);
}

Windows

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <Windows.h>
#include <cstring>
#define BUF_SIZE 1024
using namespace std;

//文件夹复制采用dfs或者bfs进行搜索是等价的
void search_dfs(wchar_t* src_path, wchar_t* dest_path);
//复制文件
void copy_file(const wchar_t* src_file, const wchar_t* dst_file);
//复制文件夹
void copy_dir(const wchar_t* src_dir, const wchar_t* dst_dir);
//修改文件属性与源文件保持一致
void change_attr(const wchar_t* src_name, const wchar_t* dst_name, HANDLE h_src, HANDLE h_dst);

int wmain(int argc, wchar_t* argv[])
{
	setlocale(LC_ALL, "");
	wchar_t* src_path = new wchar_t[BUF_SIZE];
	wchar_t* dst_path = new wchar_t[BUF_SIZE];
	ZeroMemory(src_path, BUF_SIZE);
	ZeroMemory(dst_path, BUF_SIZE);
	wcscpy(src_path, argv[1]);
	wcscat(src_path, L"\\*");
	wcscpy(dst_path, argv[2]);
	wcout << L"src_path" << src_path << endl;
	wcout << L"dst_path" << dst_path << endl;
	//wcscpy(src_path, L"E:\\薪火培训\\*");
	//wcscpy(dst_path, L"E:\\2333");
	search_dfs(src_path, dst_path);
	delete[] src_path;
	delete[] dst_path;
	return 0;
}

//复制文件
void copy_file(const wchar_t* src_file, const wchar_t* dst_file)
{
	HANDLE h_src = ::CreateFile(
			src_file, 
			GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 
			0, 
			NULL, 
			OPEN_EXISTING,
		    FILE_ATTRIBUTE_NORMAL | FILE_FLAG_BACKUP_SEMANTICS, 
			NULL);
	HANDLE h_dst = ::CreateFile(
			dst_file,
			GENERIC_WRITE | GENERIC_READ,
			0,
			NULL,
			CREATE_ALWAYS,
			FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
			NULL);
	if (h_src == INVALID_HANDLE_VALUE || h_dst == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		printf("Open file error!\n");
		CloseHandle(h_src);
		CloseHandle(h_dst);
		exit(-1);
	}
	DWORD all_bytes = GetFileSize(h_src, NULL);
	char* buffer = new char[all_bytes + 1];
	ZeroMemory(buffer, all_bytes + 1);

	DWORD bytes = 0;
	ReadFile(h_src, buffer, all_bytes, &bytes, NULL);
	WriteFile(h_dst, buffer, all_bytes, &bytes, NULL);

	change_attr(src_file, dst_file, h_src, h_dst);

	CloseHandle(h_src);
	CloseHandle(h_dst);
	delete[] buffer;
	return;
}

//复制文件夹
void copy_dir(const wchar_t* src_dirr, const wchar_t* dst_dir)
{
	wchar_t* src_dir = new wchar_t[BUF_SIZE];
	wcscpy(src_dir, src_dirr);
	src_dir[wcslen(src_dir) - 2] = '\0';
	_wmkdir(dst_dir);
	HANDLE h_src = CreateFile(
		src_dir,
		GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
		FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_DELETE,
		NULL,
		OPEN_EXISTING,
		FILE_FLAG_BACKUP_SEMANTICS,
		NULL
	);
	if (h_src == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		printf("Open src directory error!\n");
		CloseHandle(h_src);
		exit(-1);
	}
	HANDLE h_dst = CreateFile(
		dst_dir,
		GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
		FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_DELETE,
		NULL,
		OPEN_EXISTING,
		FILE_FLAG_BACKUP_SEMANTICS,
		NULL
	);
	
	if (h_dst == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		printf("Open dst directory error!\n");
		CloseHandle(h_dst);
		exit(-1);
	}
	change_attr(src_dir, dst_dir, h_src, h_dst);
	CloseHandle(h_src);
	CloseHandle(h_dst);
	return;
}


void search_dfs(wchar_t* src_path, wchar_t* dst_path)
{
	HANDLE h_find;
	WIN32_FIND_DATA find_data;
	LARGE_INTEGER size;
	h_find = FindFirstFile(src_path, &find_data);
	if (h_find == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		cout << "Fail to find first file" << endl;
		return;
	}
	copy_dir(src_path, dst_path);
	do
	{
		wcout << find_data.cFileName << endl;
		if (wcscmp(find_data.cFileName, L".") == 0 || wcscmp(find_data.cFileName, L"..") == 0)
		{
			continue;
		}
		if (find_data.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)//是目录
		{
			wchar_t n_src_path[BUF_SIZE];
			wcscpy(n_src_path, src_path);
			n_src_path[wcslen(n_src_path) - 1] = '\0';
			wcscat(n_src_path, find_data.cFileName);
			wcscat(n_src_path, L"\\*");

			wchar_t n_dst_path[BUF_SIZE];
			wcscpy(n_dst_path, dst_path);
			wcscat(n_dst_path, L"\\");
			wcscat(n_dst_path, find_data.cFileName);

			copy_dir(n_src_path, n_dst_path);
			search_dfs(n_src_path, n_dst_path);
		}
		else
		{
			//size.LowPart = find_data.nFileSizeLow;
			//size.HighPart = find_data.nFileSizeHigh;
			//wcout << find_data.cFileName << "\t" << size.QuadPart << " bytes" << endl;
			
			wchar_t n_src_path[BUF_SIZE];
			wcscpy(n_src_path, src_path);
			n_src_path[wcslen(n_src_path) - 1] = '\0';
			wcscat(n_src_path, find_data.cFileName);

			wchar_t n_dst_path[BUF_SIZE];
			wcscpy(n_dst_path, dst_path);
			wcscat(n_dst_path, L"\\");
			wcscat(n_dst_path, find_data.cFileName);

			copy_file(n_src_path, n_dst_path);
		}

	} while (FindNextFile(h_find, &find_data));
	return;
}

//修改文件属性与源文件保持一致
void change_attr(const wchar_t* src_name, const wchar_t* dst_name, HANDLE h_src, HANDLE h_dst)
{
	DWORD attr = GetFileAttributes(src_name);
	SetFileAttributes(dst_name, attr);
	FILETIME t_create, t_access, t_write;
	SYSTEMTIME syst_create, syst_access, syst_write;
	GetFileTime(h_src, &t_create, &t_access, &t_write);

	FileTimeToSystemTime(&t_create, &syst_create);
	//cout << syst_create.wDay << endl;

	SetFileTime(h_dst, &t_create, &t_access, &t_write);

	GetFileTime(h_dst, &t_create, &t_access, &t_write);
	FileTimeToSystemTime(&t_create, &syst_create);
	//cout << syst_create.wDay << endl;
}

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