文章目录
引言
我们每个人在学习Linux的时候使用的第一个命令都应该是ls，这个命令也开启了我们学习Linux的大门，但是应该很少有人知道ls是如何实现的，所以我便在自己的能力范围内对ls进行模拟实现
前期准备1
argc与argv
我们在学习c语言的时候应该就应该对此有所了解了，其实main函数也是可以带参数的
argc，就是命令行所带的参数的个数，默认情况下argc是1
argv，就是命令行后面的字符串，默认情况下argv[0]=’.’
ls . ..
ls后面带有两个参数，所以在1的基础上加上2
argv[0]=’.’,argv[1]=".",argv[2]=“…”
ls
ls后面什么参数都没有，那么argc就是1
argv[0]="."
getopt
是一个用来解析命令参数的函数，就不用我们自己实现命令参数的解析
#include<unist.h> int getopt(int argc, char * const argv[], const char *optstring);
其中argc就是参数的个数，
argv里面就是命令行的所有参数，
而optstring就是我们要解析的参数如：“ali”,我们要解析的参数就是-a，-l，-i
失败的话就返回-1
unistd里有个 optind 变量，每次getopt后，这个索引指向argv里当前分析的字符串的下一个索引2，因此argv[optind]就能得到下个字符串，通过判断是否以 '-'开头就可
stat与lstat
stat函数就是用来获取文件的信息
成功返回0，失败返回-1
include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <unistd.h> int stat(const char *path, struct stat *buf)
path就是文件存储的路径，可以是相对路径也可以是绝对路径
struct stat结构体
struct stat { dev_t st_dev; /* ID of device containing file */文件使用的设备号 ino_t st_ino; /* inode number */ 索引节点号 mode_t st_mode; /* protection */ 文件对应的模式，文件，目录等 nlink_t st_nlink; /* number of hard links */ 文件的硬连接数 uid_t st_uid; /* user ID of owner */ 所有者用户识别号 gid_t st_gid; /* group ID of owner */ 组识别号 dev_t st_rdev; /* device ID (if special file) */ 设备文件的设备号 off_t st_size; /* total size, in bytes */ 以字节为单位的文件容量 blksize_t st_blksize; /* blocksize for file system I/O */ 包含该文件的磁盘块的大小 blkcnt_t st_blocks; /* number of 512B blocks allocated */ 该文件所占的磁盘块 time_t st_atime; /* time of last access */ 最后一次访问该文件的时间 time_t st_mtime; /* time of last modification */ /最后一次修改该文件的时间 time_t st_ctime; /* time of last status change */ 最后一次改变该文件状态的时间 };
struct stat中st_mode还有很多情况
我列举几个常见的
S_IFMT 0170000 文件类型的位遮罩 S_IFSOCK 0140000 套接字 S_IFLNK 0120000 符号连接 S_IFREG 0100000 一般文件 S_IFBLK 0060000 区块装置 S_IFDIR 0040000 目录 S_IFCHR 0020000 字符装置 S_IFIFO 0010000 先进先出 S_ISUID 04000 文件的(set user-id on execution)位 S_ISGID 02000 文件的(set group-id on execution)位 S_ISVTX 01000 文件的sticky位 S_IRUSR(S_IREAD) 00400 文件所有者具可读取权限 S_IWUSR(S_IWRITE)00200 文件所有者具可写入权限 S_IXUSR(S_IEXEC) 00100 文件所有者具可执行权限 使用st_mode和S_IRGRP此类进行按位与&，如果为真就可以 S_IRGRP 00040 用户组具可读取权限 S_IWGRP 00020 用户组具可写入权限 S_IXGRP 00010 用户组具可执行权限 S_IROTH 00004 其他用户具可读取权限 S_IWOTH 00002 其他用户具可写入权限 S_IXOTH 00001 其他用户具可执行权限 上述的文件类型在POSIX中定义了检查这些类型的宏定义： S_ISLNK (st_mode) 判断是否为符号连接 S_ISREG (st_mode) 是否为一般文件 S_ISDIR (st_mode) 是否为目录 S_ISCHR (st_mode) 是否为字符装置文件 S_ISBLK (s3e) 是否为先进先出 S_ISSOCK (st_mode) 是否为socket 若一目录具有sticky位(S_ISVTX)，则表示在此目录下的文件只能被该文件所有者、此目录所有者或root来删除或改名，在linux中，最典型的就是这个/tmp目录啦。
我们可以使用st_mode和 S_IFMT进行&，得到的来判断其的文件类型
同时还可以使用S_ISDIR（st_mode）此类函数判断其文件类型，
与lstat的区别
对于普通文件的话，stat和lstat没有什么区别
而对于链接文件的话,调用lstat函数获取的是链接文件本身的属性信息;而stat函数获取的是链接文件指向的文件的属性信息
stat会找到其连接对应的目录，而lstat只会得到这个连接，不找其对应的目录
sprintf与fprintf
sprintf可以将格式化的数据存放到一个字符串里面
char fname[20]; sprintf(fname,"%s \%s","hello","world")； fname=“hello \world”;
fprintf是将格式化的数据写入到一个文件流中
与printf的区别是printf是将内容写到stdout的标准输出流里面（即打印到显示屏上）
opendir && closedir
opendir就是打开一个目录，可以类比打开一个文件
#include<sys/types.h> #include<dirent.h> DIR* opendir (const char * path );
ath就是存放文件的路径，
而DIR 相当于FILE的指针
失败就返回一个NULL
DIR 结构体的原型为：struct_dirstream
struct __dirstream { void *__fd; /* `struct hurd_fd' pointer for descriptor. */ char *__data; /* Directory block. */ int __entry_data; /* Entry number `__data' corresponds to. */ char *__ptr; /* Current pointer into the block. */ int __entry_ptr; /* Entry number `__ptr' corresponds to. */ size_t __allocation; /* Space allocated for the block. */ size_t __size; /* Total valid data in the block. */ __libc_lock_define (, __lock) /* Mutex lock for this structure. */ };
closedir就是在每次调用完opendir后把目录关闭，避免内存泄漏
readdir
读取opendir目录返回值的列表，
#include<dirent.h> struct dirent* readdir(DIR* dir_handle);
返回dirent结构体的指针
struct dirent {undefined long d_ino; /* inode number 索引节点号 */ off_t d_off; /* offset to this dirent 在目录文件中的偏移 */ unsigned short d_reclen; /* length of this d_name 文件名长 */ unsigned char d_type; /* the type of d_name 文件类型 */ char d_name [NAME_MAX+1]; /* file name (null-terminated) 文件名，最长255字符 */ }
实现过程中遇到的麻烦
颜色控制printf("\033[31m hello \033[0m")
划线处就是控制颜色输出的格式，黑体字就是我们需要他是什么颜色
背景色 字体色
40: 黑 30: 黑
41: 红 31: 红
42: 绿 32: 绿
43: 黄 33: 黄
44: 蓝 34: 蓝
45: 紫 35: 紫
46: 深绿 36: 深绿
47: 白色 37: 白色
记得在打印完之后，把颜色恢复成NONE[^ 4]，不然再后面的打印都会跟着变色。
其他的printf格式就由你们去探索吧
Linux中多文件操作
我们在早期写写代码的时候，可以就在一个文件上写就可以了，但是如果一旦代码量大的话，一个文件就显得太少了，且每次查找也十分麻烦，那么我们就应该在多个文件中，进行编写代码
但是在Linux中，多个文件可能有一点麻烦
1.全局变量的定义
在.h文件中
最顶部加上这两行，ifndef后面的是任意都可以
不过下面define后要添加一样的内容，在最后加上#endif
之后声名全局变量，前加一个extern，不需要赋初值，在我们需要的.c文件中赋初值即可
#ifndef _LS_H_ #define _LS_H_ extern int a; …… #endif
在.c文件中赋初值
int a=0;//前面也要加变脸类型
代码实现
我们会实现ls 以及 -r -l -t -R -s -i -a
- ls.h
#ifndef _LS_H_ #define _LS_H_ #include <stdio.h> #include <time.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <unistd.h> #include <dirent.h> #include <pwd.h> #include <grp.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> extern int aflag; extern int lflag;//作为标识符，如果aflag lflag为1则有-a和-l这个参数，执行选项 extern int iflag; extern int sflag; extern int rflag; extern int tflag; extern int Rflag; extern char filename[256][260]; extern long filetime[256]; void read_dir(char *dir); void isFile(char *name,char*filename); void print(struct stat buf,char* filename); void display_rights(struct stat buf); void display_mode(struct stat buf); void display_sflag(char*fname,char*nname); void display_file(char *fname , char *nname);//fname里面存放的是目录的路径,显示文件的信息 void display_iflag(char*fname,char*nname); void getfilename(char* dir,int *cnt); void sortbyletter(int cnt); void gettime(int cnt,char* dir);//获得时间的数字 void display_dir(char *dir);//显示目录下的所有文件，同时判断是否有-a选项，里面的是目录的路径名，有相对路径，也有绝对路径 void judge_mode(int argc,char*argv[],int ch,char *s); void IsFile(char* dir); void dp_R(char*dir); #endif
ls.c
#include"ls.h" //打印颜色 int aflag=0; int lflag=0;//作为标识符，如果aflag lflag为1则有-a和-l这个参数，执行选项 int iflag=0; int sflag=0; int rflag=0; int tflag=0; int Rflag=0; char filename[256][260]; long filetime[256]; void print(struct stat buf,char* filename) { if(S_ISREG(buf.st_mode))//一般文件 { if(buf.st_mode&S_IXOTH)//可执行文件,打印成绿色 { printf("\033[32m %s \033[0m",filename); } else { printf("%s ",filename);//直接接打印文件名,不显示文件 } } else if(S_ISDIR(buf.st_mode))//是一个目录打印蓝色 { printf("\033[34m %s \033[0m",filename); } } void display_rights(struct stat buf) { if(buf.st_mode & S_IRUSR) printf("r"); else printf("-"); if(buf.st_mode & S_IWUSR) printf("w"); else printf("-"); if(buf.st_mode & S_IXUSR) printf("x"); else printf("-"); //组权限 if(buf.st_mode & S_IRGRP) printf("r"); else printf("-"); if(buf.st_mode & S_IWGRP) printf("w"); else printf("-"); if(buf.st_mode & S_IXGRP) printf("x"); else printf("-"); //其他人权限 if(buf.st_mode & S_IROTH) printf("r"); else printf("-"); if(buf.st_mode & S_IWOTH) printf("w"); else printf("-"); if(buf.st_mode & S_IXOTH) printf("x"); else printf("-"); } //打印文件类型 void display_mode(struct stat buf) { switch(buf.st_mode & S_IFMT)//s_ifmt是一个子域掩码，按位与的结果来判断是什么权限 { case S_IFSOCK: printf("s"); break; case S_IFLNK: printf("l"); break; case S_IFREG: printf("-"); break; case S_IFBLK: printf("b"); break; case S_IFDIR: printf("d"); break; case S_IFCHR: printf("c"); break; case S_IFIFO: printf("p"); break; } } void display_sflag(char*fname,char*nname) { struct stat buf;//buf用来接收文件的各种信息 stat(fname,&buf); if(stat(fname,&buf) ==-1)//路径存放失败 { perror("stat error\n"); return ; } long long size= buf.st_size/1024; if(size<=4) { printf("4 "); } else { printf("%4lld ",size); } print(buf,nname); } void display_file(char *fname , char *nname)//fname里面存放的是目录的路径,显示文件的信息 { struct stat buf;//buf用来接收文件的各种信息 // struct tm *t;//用来接收时间的参数， if(stat(fname,&buf) ==-1)//路径存放失败 { perror("stat error\n"); return ; } if(iflag)//有-i这个选项，就在首行打印 { printf("%ld ",buf.st_ino); } if(sflag)//有-s这个选项 { long long size= buf.st_size/1024; if(size<=4) { printf("%3d ",4); } else { printf("%3lld ",size); } } //打印文件类型 display_mode(buf); //打印权限 // user other group display_rights(buf); printf(" %2ld ",buf.st_nlink);//硬链接数 //打印用户名和所属组 printf("%10s ",getpwuid(buf.st_uid)->pw_name); printf("%10s ",getgrgid(buf.st_gid)->gr_name); printf(" %8ld ",buf.st_size);//所占的字节大小 char *ctime(); printf("%.12s ",4+ctime(&(&buf) -> st_mtime)); print(buf,nname);//打印的同时显示颜色 printf("\n"); return ; } //实现- i选项 void display_iflag(char*fname,char*nname) { struct stat buf;//buf用来接收文件的各种信息 stat(fname,&buf); if(stat(fname,&buf) ==-1)//路径存放失败 { perror("stat error\n"); return ; } printf("%ld ",buf.st_ino); // printf("%5s ",nname); print(buf,nname); } //获取文件的名字 void getfilename(char* dir,int *cnt) { DIR * cntdir; struct dirent* cntitem; cntdir = opendir(dir); int len=0; while((cntitem=readdir(cntdir))!=NULL)//记录文件名，之后再进行文件名的字典序排序 { strcpy(filename[*cnt],cntitem->d_name); len=strlen(filename[*cnt]); len=0; (*cnt)++; } } //按照字典序排列,默认按升序排列，如果有-r的话就逆序排列 void sortbyletter(int cnt) { char temp[260]; int j=0; int i=0; for(i=0;i<(cnt)-1;i++) { for(j=0;j<(cnt)-1-i;j++) { if(tflag) { if(filetime[j]<filetime[j+1]) { strcpy(temp,filename[j]); strcpy(filename[j],filename[j+1]); strcpy(filename[j+1],temp); } } if(rflag) { if(strcmp(filename[j],filename[j+1])<0) { strcpy(temp,filename[j]); strcpy(filename[j],filename[j+1]); strcpy(filename[j+1],temp); } } else { if(strcmp(filename[j],filename[j+1])>0) { strcpy(temp,filename[j]); strcpy(filename[j],filename[j+1]); strcpy(filename[j+1],temp); } } } } } void gettime(int cnt,char* dir)//获得时间的数字 { struct stat buf; char fname[256]; int j=0; sprintf(fname,"%s/%s",dir,filename[j]); stat(fname,&buf); for(j=0;j<(cnt);j++) { filetime[j]=buf.st_mtime; } } void display_dir(char *dir)//显示目录下的所有文件，同时判断是否有-a选项，里面的是目录的路径名，有相对路径，也有绝对路径 { int i=0; DIR *mydir; struct dirent *myitem; char fname[256]; struct stat buf;//获取文件属性打印文件颜色 if((mydir = opendir(dir)) == NULL) { perror("fail to opendir!\n"); return ; } int cnt=0; getfilename(dir,&cnt);//得到目录下文件的名字以及时间 gettime(cnt,dir); sortbyletter(cnt); int j=0; for(j=0;j<cnt;j++) { //fname里面是目录的名字和文件的名字,全都弄到fname里面 sprintf(fname,"%s/%s",dir,filename[j]);//dir这个目录的路径名字，文件名，这些名字全都答应到fname这个字符串里面来接收 stat(fname,&buf); if(filename[j][0] == '.' && aflag==0)//没有-a参数，如果if条件成立的就继续下一次循环，否则往下执行 { continue;//在目录往下继续搜索，遇到隐藏文件就跳过 } if(lflag)//走到这里就说明有-a参数，ls -l -a dir，同时也有-l参数 { //srvprintf(fname,"%s/%s",dir,myitem->d_name);//dir这个目录的路径名字，文件名，这些名字全都答应到fname这个字符串里面来接收 // printf("%s",fname); display_file(fname,filename[j]);//把文件的秘密打印出来,第一个是目录的路径名，第二个是里面的文件名 } else if(Rflag)//出现了-R选项 { //display_Rflag(fname,filename[j],buf);//fname里面是路径名，filename[j]里面都是文件 } else if(iflag)//出现了-i选项就执行 { //sprintf(fname,"%s/%s",dir,myitem->d_name);//dir这个目录的路径名字，文件名，这些名字全都答应到fname这个字符串里面来接收 display_iflag(fname,filename[j]); i++; if(i%5==0) { printf("\n"); } } else if(sflag) { display_sflag(fname,filename[j]); } else // ls -a dir,没有参数，只显示一个目录， { if(iflag) { display_iflag(fname,filename[j]); } else { //如果是目录的话就用蓝色 //如果是可执行文件的话就用绿色 print(buf,filename[j]); } // printf("%5s ",filename[j]);// 显示文件名， } } printf("\n"); closedir(mydir); } //判断是否有带什么参数 void judge_mode(int argc,char*argv[],int ch,char *s) { while((ch = getopt(argc,argv,s)) != -1)//getopt用来解析命令行的参数，返回int，错误就返回-1,解析-a和-l两个命令,getopt处理-开头的参数 //每次getopt后，这个索引指向argv里当前分析的字符串的下一个索引，因此,optind也就往后移动 //argv[optind]就能得到下个字符串 // { switch(ch)//用ch来接收返回值 { case 'a': aflag = 1; break; case 'l': lflag = 1; break; case 'i': iflag = 1; break; case 's': sflag= 1; break; case 'r'://递归显示文件，从根目录开始 rflag= 1; break; case 't': tflag=1; break; case 'R': Rflag=1; break; default: printf("wrong option:%c\n",optopt); return ; } } } void isFile(char *name,char*filename) { char fname[256]; int ret = 0; struct stat sb; ret = stat(name, &sb); if(S_ISDIR(sb.st_mode)) { printf("%s: \n",name); if(ret == -1) { perror("stat error\n"); return; } DIR*dp; struct dirent* sdp; dp=opendir(name); while(sdp=readdir(dp)) { sprintf(fname,"%s/%s",name,sdp->d_name); stat(fname,&sb); if(strcmp(sdp->d_name,".") == 0 ||strcmp(sdp->d_name,"..") == 0||sdp->d_name[0]=='.') { continue; } print(sb,sdp->d_name); // printf("%s ",sdp->d_name); } printf("\n"); //是真就是目录//要考虑目录下还有目录 read_dir(name); // closedir(dp); } else { return; }// // printf("%s ",filename);//路径 } void read_dir(char *dir) { char path[PATH_MAX]; DIR *dp; struct dirent *sdp; dp = opendir(dir); if(dp == NULL) { perror("opendir error"); return; } while(sdp = readdir(dp)) { if(strcmp(sdp->d_name,".") == 0 ||strcmp(sdp->d_name,"..") == 0||sdp->d_name[0]=='.') { continue; } //读这个目录项，继续判断是不是目录，如果是目录iu还得再进入，如果是文件就打印 // //ifFile(sdp->d_name);//不能直接这样，要绝对路径才可以 sprintf(path, "%s/%s", dir, sdp->d_name); isFile(path,sdp->d_name); } printf("\n"); closedir(dp); return; }
main.c
#include"ls.h" int main(int argc,char *argv[]) { int ch,i; struct stat buf;//用来记录文件的信息 //opterr = 0; //解析命令 //用来解析命令行参数命令,控制是否向STDERR打印错误。为0，则关闭打印 //optind默认是1，调用一次getopt就会+1 // 判断是否带有参数 judge_mode(argc,argv,ch,"liasrtR"); // 没有带参直接ls当前目录,后面没有参数，默认就是访问当前目录 if(argc==1||*argv[argc-1]=='-') display_dir("."); for(i = optind; i < argc ; i++) //ls name1 name2....，从optind开始执行,执行后面的文件名字 { if(stat(argv[i],&buf)==-1)//stat,判断的结果不成立，我们就直接返回-1，结束循环 { // perror("cannot access argv[i]!\n"); printf("cannot access %s!\n",argv[i]); printf(": No such file or directory\n "); return -1; } if(S_ISDIR(buf.st_mode))//是目录，判断此路径下有目录文件,里面的参数是st_mode { if(Rflag) { IsFile(argv[i]); } printf("%s:\n",argv[i]); display_dir(argv[i]);//就对其进行打印, 对后面的参数,答应argv[i]代表的目录 } else//file，为文件 { if(lflag)//ls -l file,只打印一个 { display_file(argv[i],argv[i]);//显示文件信息 } else// ls file { print(buf,argv[i]); } } } printf("\n"); return 0; }
具体详细的代码可以查看我的github仓库
