c++实现文件复制并修改相应属性

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：

[e-mail] [~/]# 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/

[e-mail] [~/]# mycp sem target

[e-mail] [~/]# 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中
   • 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_time 。lutimes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] 是access_time ， tv[1] 是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;
}