目录、用户与组、出错相关函数、时间函数

一、目录相关函数及属性

1、 opendir()函数  

          opendir 用于打开一个目录，并返回一个目录流指针。name：要打开的目录的路径。

         返回值：成功时返回指向目录流的指针，失败时返回 NULL。

#include <dirent.h>
DIR *opendir(const char *name);

2、readdir()函数

        readdir用于读取目录中的一个条目（如文件或子目录）。每次调用会返回下一个目录条目，直到所有条目都读取完毕.

        dirp：通过opendir打开的目录流指针。

        返回值：成功时返回指向目录条目的指针，失败时返回 NULL。

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

        struct dirent结构通常包含以下成员：d_name：文件或目录的名称。d_ino：文件的索引节点号（inode number）。

3、closedir()函数

        closedir用于关闭一个已打开的目录流。 参数：opendir的返回结果中目录流对象。返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1

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

4、chdir函数

        chdir用于更改当前工作目录。参数: path:改变到的路径。返回值:成功返回0、失败返回-1。

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

5、getcwd函数=>pwd

        getcwd用于获取当前工作目录的绝对路径参数: buf:保存工作路径空间的首地址、 size:保存路径空间的长度
        返回值: 成功返回包含路径空间的字符串首地址、失败返回NULL。

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

6、mkdir函数=>mkdir

        mkdir()用于创建一个新的目录、LInux中区分大小写的。

        pathname：要创建的目录的路径。

        mode：目录的权限设置（如 0755 表示所有者可以读写执行，组和其他用户只读执行）。

         返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1。

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

7、rmdir函数=>rm

        rmdir()删除一个空目录文件

        pathname：要删除的目录的路径。该目录必须是空的，否则删除会失败。

        返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1

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

8、remove函数=>mv

 remove用于删除指定的文件或空目录。

        pathname：要删除的文件或空目录的路径。

        返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1。

 说明：

        如果路径指向的是一个文件，remove 将删除该文件。

        如果路径指向的是一个目录，则该目录必须为空，否则删除将失败。

        删除非空目录：remove不能删除非空目录，如果需要删除非空目录，应使用系统特定的函数或递归删除目录下的所有内容。

#include <stdio.h>
int remove(const char *pathname);

9、rename函数=>mv

   rename用于重命名文件或目录，或者将文件或目录移动到新的位置。

         oldpath：原文件或目录的路径。

        newpath：新文件或目录的路径（可以是新的名字或新的路径）。

        返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1。

说明：

        如果newpath已经存在，并且newpath 是一个文件，那么它将被删除并替换为oldpath。

        如果newpath是一个目录，且目录非空，那么重命名操作将失败。

        rename既可以重命名文件，也可以重命名目录，甚至可以跨目录移动文件或目录。

        跨文件系统重命名：在某些文件系统上，rename可能不支持跨文件系统重命名或移动文件，在这种情况下，通常需要手动复制并删除文件

#include <stdio.h>
int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

10、stat()函数=>stat

    stat是一个在类 Unix 操作系统中非常有用的系统调用，用于获取文件或目录的详细信息，包括文件的大小、权限、修改时间等。使用stat可以获取一个文件或目录的状态信息。

        pathname：文件或目录的路径。

        statbuf：指向 struct stat结构体的指针，用于存储获取的文件或目录的状态信息。

        返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1。

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

        stat函数通过struct stat 结构返回文件的状态信息。该结构体定义如下 ：

struct stat {dev_t     st_dev;     // 文件所在的设备ino_t     st_ino;     // 文件的节点号mode_t    st_mode;    // 文件的类型和权限nlink_t   st_nlink;   // 硬链接的数量uid_t     st_uid;     // 所有者的用户IDgid_t     st_gid;     // 所有者的组IDdev_t     st_rdev;    // 若此文件为设备文件，则为其设备号off_t     st_size;    // 文件大小，以字节为单位blksize_t st_blksize; // 文件系统的块大小blkcnt_t  st_blocks;  // 文件所占的块数time_t    st_atime;   // 最后一次访问时间time_t    st_mtime;   // 最后一次修改时间time_t    st_ctime;   // 最后一次状态变化时间
};

常用的 st_mode 值：

        S_IFREG：普通文件

        S_IFDIR：目录

        S_IFLNK：符号链接

        S_IFCHR：字符设备

        S_IFBLK：块设备

        S_IFIFO：FIFO (管道)

        S_IFSOCK：套接字

此外，st_mode中还包含了文件权限位，如：

        S_IRUSR：所有者可读

        S_IWUSR：所有者可写

        S_IXUSR：所有者可执行

11、truncate函数

        truncate是一个系统调用，用于调整文件的大小。如果新大小小于文件当前大小，则文件会被截断；如果新大小大于文件当前大小，则文件会被扩展，并用空字节（通常为零）填充扩展部分。

        path：文件的路径。

        length：文件的新大小。

        返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1

二、软链接与硬链接

        软链接（符号链接）是一个指向另一个文件或目录的特殊文件。它类似于 Windows 中的快捷方式。//ln -s  123 softlink  快捷方式

特点：

• 软链接只是一个指向目标文件的路径，并不包含目标文件的内容。
• 软链接可以跨文件系统创建。
• 如果目标文件被删除，软链接会变为“断开的链接”，因为它指向一个不存在的文件。

        target：目标文件或目录的路径名。

        linkpath：符号链接的路径名（即将要创建的符号链接的名称）。

        返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1

#include <unistd.h>
int symlink(const char *target, const char *linkpath);

        硬链接是文件系统中指向同一文件数据的多个文件名。硬链接与目标文件共享相同的 inode 号码，因此它们实际上是同一个文件，只是有不同的文件名。//link ln 1 2 

特点：

• 硬链接指向相同的文件数据，删除一个硬链接不会影响其他硬链接。
• 硬链接不能跨文件系统创建。
• 硬链接不能链接到目录（除非使用特定的系统选项或特殊的文件系统）

       参数： oldpath：现有文件的路径名。

        newpath：硬链接的路径名（即将要创建的硬链接的名称）。

        返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1。

#include <unistd.h>
int link(const char *oldpath, const char *newpath);

 三、报错函数

        在 C 语言中，perror()、strerror()和 error()是处理和显示错误信息的常用函数或宏。它们主要用于调试和错误处理，让程序员可以理解程序运行时的错误原因。

 1.perror() 函数                               void perror(const char *s);

        perror()是一个标准库函数(stdio.h库)，用于输出上一个库函数调用失败的原因。它会根据全局变量 errno的值来输出相应的错误信息。

        s：这是一个字符串，通常是描述发生错误的上下文。perror()会先输出这个字符串，然后在后面加上一个冒号和空格，再输出根据 `errno` 解释的错误信息。无返回值

#include <stdio.h>
int main() {FILE *fp = fopen("non_existent_file.txt", "r");if (fp == NULL) {perror("Failed to open file");return -1;}return 0;
}
//输出Failed to open file: No such file or directory

2.strerror()函数                                char *strerror(int errnum);

        strerror()是一个标准库函数(string.h库)，用于将错误号（通常是 errno）转换为描述错误的字符串。它返回一个指向错误消息字符串的指针。

        errnum：这是一个错误号（通常是 errno的值）。

        返回值：返回指向错误消息字符串的指针

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>//错误号变量int main() {int errnum = ENOENT; // "No such file or directory" error codeprintf("Error message: %s\n", strerror(errnum));//输出Error message: No such file or directoryreturn 0;
}

 3.error()函数

        error()不是标准的 C 库函数，但在 GNU C 库 (glibc) 中可用。它用于打印错误消息，并可选地终止程序。error() 函数还允许指定一个自定义的退出状态码。

        status：如果 status不为 0，error()会调用 exit(status)以终止程序；如果为 0，程序将继续执行。

        errnum：通常是 errno，表示错误号。如果 errnum为 0，不会输出任何错误消息，只输出 format指定的自定义信息。

        format：这是一个格式化字符串，类似于 printf，用于输出自定义错误消息。

        返回值：无返回值

#include <stdio.h>
#include <error.h>
#include <errno.h> //extern int errno
int main(int argc, char *argv[])
{FILE* fp = fopen("aaa","r");    if(NULL == fp){//perror("fopen");error(1,errno,"fopen,file:%s fun:%s line:%d",__FILE__,__func__,__LINE__);printf("aaaa\n");return -1;}return 0;
}

总结：

        perror()：输出自定义字符串和标准错误消息，适用于快速输出错误信息。

        strerror()：将错误码转换为可读的错误字符串，适用于需要将错误信息作为字符串处理的场合。

        error()（GNU扩展）：输出格式化的错误消息，并可选择是否退出程序，提供了更灵活的错误处理方式。

    __FILE__: 表示是那个文件
    __LINE__:表示第几行
    __func__:表示在那个函数
    __DATE__:编译时表示日期
    __TIME__:编译时表示时间

四、获取用户和组相关函数

1.组函数

struct group {char   *gr_name;   // 组名char   *gr_passwd; // 组密码gid_t   gr_gid;    // 组IDchar  **gr_mem;    // 组成员列表
};

     1.getgrgid()函数

        getgrgid()函数用于根据组ID (GID) 查找组信息，并返回指向 struct group结构体的指针。

        返回值：指向 struct group结构体的指针，包含了组的名称、组ID、组成员等信息。如果没有找到对应的组，返回 NULL。

#include <stdio.h>
#include <grp.h>
int main() {gid_t gid = 1000; // 例如，组ID为1000//struct group *getgrgid(gid_t gid);struct group *grp = getgrgid(gid);if (grp != NULL) {printf("Group name: %s\n", grp->gr_name);} else {perror("Group not found");}return 0;
}

        2.getgrnam()函数

        getgrnam()函数用于根据组名查找组信息，并返回指向 struct group结构体的指针。

        返回值：指向 struct group 结构体的指针。如果没有找到对应的组，返回 NULL

#include <stdio.h>
#include <grp.h>
//struct group *getgrnam(const char *name);
int main() {const char *group_name = "staff"; // 例如，组名为"staff"struct group *grp = getgrnam(group_name);if (grp != NULL) {printf("Group ID: %d\n", grp->gr_gid);} else {perror("Group not found");}return 0;
}

2.用户函数

struct passwd {char   *pw_name;   // 用户名char   *pw_passwd; // 用户密码uid_t   pw_uid;    // 用户IDgid_t   pw_gid;    // 组IDchar   *pw_gecos;  // 用户全名char   *pw_dir;    // 用户的主目录char   *pw_shell;  // 用户的登录 shell
};

        getpwuid()函数

        getpwuid()函数用于根据用户ID (UID) 查找用户信息，并返回指向 struct passwd结构体的指针。

#include <stdio.h>
#include <pwd.h>
int main() {uid_t uid = 1000; // 例如，用户ID为1000struct passwd *pw = getpwuid(uid);if (pw != NULL) {printf("User name: %s\n", pw->pw_name);} else {perror("User not found");}return 0;
}

        getpwnam()函数

        getpwnam()函数用于根据用户名查找用户信息，并返回指向 struct passwd结构体的指针。

#include <stdio.h>
#include <pwd.h>
int main() {const char *user_name = "john"; // 例如，用户名为"john"struct passwd *pw = getpwnam(user_name);if (pw != NULL) {printf("User ID: %d\n", pw->pw_uid);} else {perror("User not found");}return 0;
}

五、时间函数        

        C 语言中的时间相关函数主要包含在 `<time.h>` 头文件中。这些函数用于处理和操作日期和时间，支持获取当前时间、格式化时间、测量时间间隔等操作。

struct tm {int tm_sec;    // 秒，范围为 0-60，允许闰秒（考虑到可能存在的闰秒，所以有可能为 60）int tm_min;    // 分，范围为 0-59int tm_hour;   // 时，范围为 0-23int tm_mday;   // 一个月中的某一天，范围为 1-31int tm_mon;    // 月，范围为 0-11（0 表示 1 月，1 表示 2 月，以此类推）int tm_year;   // 年份，自 1900 年起算，即 2024 年表示为 2024-1900 = 124int tm_wday;   // 一周中的某一天，范围为 0-6（0 表示星期天，1 表示星期一，以此类推）int tm_yday;   // 一年中的某一天，范围为 0-365（0 表示 1 月 1 日）int tm_isdst;  // 夏令时标志，正值表示夏令时生效，零表示夏令时不生效，负值表示不确定
};

以下是一些常用的时间相关函数：

1. time()函数

        time()函数用于获取当前的日历时间，并返回Epoch时间（1970-01-01 00:00:00 UTC）以来经过的秒数。

        t：如果t不是NULL，则time_t值也会存储在t指向的内存中。 

        返回值：返回当前时间的time_t值（通常是一个长整型整数），如果失败返回(time_t)-1。

#include <time.h>
time_t time(time_t *t);

 2. ctime()函数

        ctime()函数将时间值（time_t类型）转换为字符串形式的本地时间，格式为 "Www Mmm dd hh:mm:ss yyyy\n"。

        t：指向要转换的time_t时间值的指针。 

        返回值：返回指向字符串的指针，包含格式化的本地时间字符串。如果失败，返回 NULL。

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main() {time_t current_time = time(NULL);printf("Current time: %s", ctime(&current_time));
//Current time: Tue Aug 15 14:30:00 2024return 0;
}

    3. difftime()函数 

        difftime()函数用于计算两个时间值之间的差值，并以秒为单位返回结果。

        end：结束时间的time_t值。

        start：开始时间的time_t值。

        返回值：返回end和start之间的时间差（以秒为单位）。

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main() {time_t start_time = time(NULL);// 模拟某种延迟sleep(2);time_t end_time = time(NULL);double elapsed = difftime(end_time, start_time);printf("Elapsed time: %.2f seconds\n", elapsed);return 0;
}

4. localtime()函数

        localtime()函数将time_t类型的时间值转换为当地时间，并返回指向struct tm结构体的指针。

        timep：指向要转换的time_t时间值的指针。

        返回值：返回指向 struct tm的指针，包含分解的本地时间信息。如果失败，返回 NULL。

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main() {time_t current_time = time(NULL);struct tm *local_time = localtime(&current_time);printf("Local time: %02d:%02d:%02d\n",local_time->tm_hour, local_time->tm_min, local_time->tm_sec);return 0;
}

 5. mktime()函数

        mktime()函数将struct tm结构体表示的时间转换为time_t类型的日历时间（秒数）。

        timeptr：指向要转换的 struct tm结构体的指针。

        返回值：返回 time_t值（自 Epoch 时间以来的秒数），如果失败返回 (time_t)-1。

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main() {struct tm time_info = {0};time_info.tm_year = 2024 - 1900; // 年份从1900年开始time_info.tm_mon = 7; // 8月，从0开始time_info.tm_mday = 15;time_info.tm_hour = 14;time_info.tm_min = 30;time_info.tm_sec = 0;time_t t = mktime(&time_info);printf("Time in seconds since Epoch: %ld\n", t);return 0;
}

 6. strftime()函数

        strftime()函数根据格式字符串生成格式化的时间字符串。

        s：存放结果的字符串缓冲区。

        max：缓冲区的最大长度。

        format：格式字符串，类似于printf的格式字符串。

        tm：指向struct tm结构体的指针，包含时间信息。

        返回值：返回写入缓冲区的字符数。

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main() {time_t current_time = time(NULL);struct tm *local_time = localtime(&current_time);char buffer[80];strftime(buffer, sizeof(buffer), "Date: %Y-%m-%d Time: %H:%M:%S", local_time);printf("%s\n", buffer);return 0;
}

总结：

        time()：获取当前时间，以秒为单位。

        ctime()：将time_t时间转换为字符串形式的本地时间。

        difftime()：计算两个time_t时间之间的差值。

        localtime()：将time_t时间转换为本地时间的struct tm结构体。

        gmtime()：将time_t时间转换为 UTC 时间的struct tm结构体。

        mktime()：将 struct tm结构体转换为time_t时间。

        strftime()：根据格式字符串生成格式化的时间字符串。

这些函数提供了丰富的时间处理功能，适用于不同的时间和日期操作场景。