C++17 引入了 <filesystem> 庫(kù)，它提供了一組用于操作文件和路徑的工具。這個(gè)庫(kù)極大地簡(jiǎn)化了文件和目錄的管理，使得在不同操作系統(tǒng)上進(jìn)行文件操作更加方便和統(tǒng)一。以下是對(duì) <filesystem> 庫(kù)的詳細(xì)介紹，包括其主要概念和函數(shù)。

1.引入頭文件

在使用 <filesystem> 庫(kù)之前，需要包含相應(yīng)的頭文件：

#include <filesystem>

命名空間為 std::filesystem，通?？梢酝ㄟ^(guò) using namespace std::filesystem; 來(lái)簡(jiǎn)化代碼。

2.路徑（Path）

路徑是 <filesystem> 庫(kù)的核心概念之一，表示文件或目錄的位置。路徑可以是絕對(duì)路徑或相對(duì)路徑。

創(chuàng)建路徑

path p = "example.txt"; // 相對(duì)路徑
path q = "/home/user/example.txt"; // 絕對(duì)路徑

路徑操作

拼接路徑：使用 / 運(yùn)算符或 concat 函數(shù)。

path p = "folder";
path q = p / "file.txt"; // folder/file.txt

獲取路徑信息：

path p = "/home/user/example.txt";
cout << p.filename() << endl; // example.txt
cout << p.parent_path() << endl; // /home/user
cout << p.extension() << endl; // .txt
cout << p.stem() << endl; // example

• p.string()：將路徑轉(zhuǎn)換為字符串。
• p.c_str()：獲取路徑的 C 風(fēng)格字符串。
• p.filename()：獲取路徑的最后一部分（文件名或目錄名）。
• p.parent_path()：獲取路徑的父目錄。
• p.extension()：獲取文件的擴(kuò)展名。
• p.stem()：獲取文件名去掉擴(kuò)展名的部分。

3.文件操作

檢查文件狀態(tài)

• exists(path)：檢查路徑是否存在。

  if (exists("example.txt")) {
      cout << "File exists" << endl;
  }
  

• is_regular_file(path)：檢查路徑是否指向普通文件。
• is_directory(path)：檢查路徑是否指向目錄。
• is_symlink(path)：檢查路徑是否為符號(hào)鏈接。
• file_size(path)：獲取文件大小（以字節(jié)為單位）。

  if (is_regular_file("example.txt")) {
      cout << "File size: " << file_size("example.txt") << " bytes" << endl;
  }
  

創(chuàng)建和刪除文件

• create_directory(path)：創(chuàng)建一個(gè)目錄。
• create_directories(path)：創(chuàng)建多級(jí)目錄。
• remove(path)：刪除文件或目錄。

  create_directory("testdir");
  create_directories("testdir/subdir");
  remove("testdir/subdir");
  remove("testdir");
  

復(fù)制和移動(dòng)文件

• copy_file(from, to)：復(fù)制文件。
• rename(from, to)：重命名或移動(dòng)文件。

  copy_file("source.txt", "destination.txt");
  rename("oldname.txt", "newname.txt");
  

4.目錄操作

遍歷目錄

directory_iterator：用于遍歷目錄中的文件和子目錄。

for (const auto& entry : directory_iterator("testdir")) {
    cout << entry.path() << endl;
}

獲取目錄內(nèi)容

• directory_iterator 提供了多種成員函數(shù)：
  • path()：獲取路徑。
  • is_directory()：判斷是否為目錄。
  • is_regular_file()：判斷是否為普通文件。

  for (const auto& entry : directory_iterator("testdir")) {
      if (entry.is_directory()) {
          cout << entry.path() << " is a directory" << endl;
      } else if (entry.is_regular_file()) {
          cout << entry.path() << " is a file" << endl;
      }
  }
  

5.文件狀態(tài)和權(quán)限

獲取文件狀態(tài)

• status(path)：獲取文件的狀態(tài)。
• permissions(path)：獲取文件的權(quán)限。

  file_status status = status("example.txt");
  if (status.permissions() == perms::owner_read) {
      cout << "File is readable by owner" << endl;
  }
  

修改文件權(quán)限

• permissions(path, perms)：修改文件權(quán)限。

  permissions("example.txt", perms::owner_read | perms::owner_write);
  

6.文件流與文件系統(tǒng)

<filesystem> 庫(kù)與 C++ 的文件流（如 ifstream 和 ofstream）可以無(wú)縫配合。可以直接將 path 對(duì)象傳遞給文件流構(gòu)造函數(shù)：

ifstream in("example.txt");
ofstream out("output.txt");

7.錯(cuò)誤處理

<filesystem> 庫(kù)使用異常機(jī)制處理錯(cuò)誤。如果操作失敗，會(huì)拋出 filesystem_error 異常。可以通過(guò) try-catch 塊捕獲并處理這些異常：

try {
    remove("nonexistent_file.txt");
} catch (const filesystem_error& e) {
    cerr << e.what() << endl;
}

8.示例代碼

以下是一個(gè)綜合示例，展示了 <filesystem> 庫(kù)的多種功能：

#include <iostream>
#include <filesystem>
using namespace std;
using namespace std::filesystem;

int main() {
    path p = "example.txt";
    if (!exists(p)) {
        ofstream out(p);
        out << "Hello, Filesystem!" << endl;
        out.close();
    }

    cout << "File size: " << file_size(p) << " bytes" << endl;

    path dir = "testdir";
    create_directory(dir);

    for (const auto& entry : directory_iterator(dir.parent_path())) {
        if (entry.is_directory()) {
            cout << entry.path() << " is a directory" << endl;
        }
    }

    copy_file(p, dir / p.filename());
    remove(p);

    return 0;
}

9.總結(jié)

<filesystem> 庫(kù)為 C++ 提供了一種現(xiàn)代且跨平臺(tái)的方式來(lái)操作文件和目錄。它簡(jiǎn)化了許多復(fù)雜的文件操作任務(wù)，并且與 C++ 的其他標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)無(wú)縫集成。通過(guò)掌握路徑操作、文件操作、目錄操作以及錯(cuò)誤處理等核心功能，可以高效地處理文件和目錄相關(guān)的任務(wù)。

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