Unix/Linux编程：文件树遍历-----nftw()

- 日理万妓 2022-10-15 14:57 221阅读 0赞

>  *  nftw()函数是对执行类似功能的老函数 ftw()的加强。由于提供了更多功能，对符号链接的处理也更易于把握
>  *  GNU C 语言函数库也提供了派生自 BSD 分支的 fts API(fts\_open()、fts\_read()、fts\_children()、fts\_set()和 fts\_close())。这些函数执行的任务类似于 ftw()和 nftw()，但在遍历树方面为应用程序提供了更大的灵活性。

NAME
           ftw, nftw - file tree walk
    
    SYNOPSIS
           #include <ftw.h>
    
           int nftw(const char *dirpath,
                   int (*fn) (const char *fpath, const struct stat *sb,
                              int typeflag, struct FTW *ftwbuf),
                   int nopenfd, int flags);
    
           #include <ftw.h>
    
           int ftw(const char *dirpath,
                   int (*fn) (const char *fpath, const struct stat *sb,
                              int typeflag),
                   int nopenfd);

nftw()函数遍历由 dirpath 指定的目录树，并为目录树中的每个文件调用一次由程序员定义的 fn 函数。

*  默认情况下，nftw()会针对给定的树执行未排序的前序遍历，即对各目录的处理要先于各目录下的文件和子目录
 *  当nftw()遍历目录树时，最多会为树的每一层打开一个文件描述符。
 *  参数nopenfd指定了nftw()可以使用文件描述符数量的最大值
    
     *  如果目录树深度超过这一最大值，那么nftw()会在做好记录的前提下，关闭并重新打开描述符，从而避免同时持有的描述符数目突破上限nopenfd(从而导致运行越来越慢)
     *  在较老的 UNIX 实现中，有的系统要求每个进程可打开的文件描述符数量不得超过 20 个，这更突显出这一参数的必要性。现代 UNIX 实现允许进程打开大量的文件描述符，因此，在指定该数目时出手可以大方一些（比如，10 或者更多）。
 *  nftw()的 flags 参数由 0 个或多个下列常量相或(|)组成，这些常量可对函数的操作做出修正
    
     *  FTW\_CHDIR
        
         *  在处理目录内容之前先调用 chdir()进入每个目录。
         *  如果打算让 func 在 pathname 参数所指定文件的驻留目录下展开某些工作，那么就应当使用这一标志。
     *  FTW\_DEPTH
        
         *  对目录树执行后序遍历。这意味着，nftw()会在对目录本身执行 func 之前先对目录中的所  
            有文件（及子目录）执行 func 调用。
         *  （这一标志名称容易引起误会—nftw()遍历目录树遵循的是深度优先原则，而非广度优先。而这一标志的作用其实就是将先序遍历改为后序遍历。
     *  FTW\_MOUNT
        
         *  不会越界进入另一文件系统。
         *  因此，如果树中某一子目录是挂载点，那么不会对其进行遍历。
     *  FTW\_PHYS
        
         *  默认情况下，nftw()对符号链接进行解引用操作。而使用该标志则告知 nftw()函数不要这么做。相反，函数会将符号链接传递给 func 函数，并将 typeflag 值置为 FTW\_SL。

nftw()为每个文件调用 func 时传递 4 个参数。

*  第一个参数 pathname 是文件的路径名。这个路径名可以是绝对路径，也可以是相对路径。
    
     *  如果指定 dirpath 时使用的是绝对路径，那么pathname 就可能是绝对路径。
     *  反之，如果指定 dirpath 时使用的是相对路径名，则 pathname中的路径可能是相对于进程调用 ntfw()时的当前工作目录而言。
 *  第二个参数 statbuf 是一枚指针，指向 stat 结构，内含该文件的相关信息。
 *  第三个参数 typeflag 提供了有关该文件的深入信息，并具有如下特征值之一
    
     *  FTW\_D ：这是一个目录。
     *  FTW\_DNR ：这是一个不能读取的目录（所以 nftw()不能遍历其后代）。
     *  FTW\_DP ：正在对一个目录进行后序遍历，当前项是一个目录，其所包含的文件和子目录已经处理完毕。
     *  FTW\_F ：该文件的类型是除目录和符号链接以外的任何类型。
     *  FTW\_NS ：对该文件调用 stat()失败，可能是因为权限限制。Statbuf 中的值未定义。
     *  FTW\_SL ：这是一个符号链接。仅当使用
     *  FTW\_PHYS ：标志调用 nftw()函数时才返回该值。
     *  FTW\_SLN ：这是一个悬空的符号链接。仅当未在flags参数中指定FTW\_PHYS标志时才会出现该值
 *  Func 的第四个参数 ftwbuf 是一枚指针，所指向结构定义如下：
    
     *  该结构的 base 字段是指 func 函数中 pathname 参数内文件名部分（最后一个“/”字符之后的部分）的整型偏移量
     *  level 字段是指该条目相对于遍历起点（其 level 为 0）的深度

struct FTW{
        
    	int base;
    	int level;
    };

每次调用 func 都必须返回一个整型值，由 nftw()加以解释。

*  如果返回 0，nftw()会继续对树进行遍历，如果所有对 func 的调用均返回 0，那么 nftw()本身也将返回 0 给调用者。
 *  若返回非 0 值，则通知 nftw()立即停止对树的遍历，这时nftw()也会返回相同的非 0 值

由于 nftw()使用的数据结构是动态分配的，故而应用程序提前终止目录树遍历的唯一方法就是让 func 调用返回一个非 0 值

#if defined(__sun)
    #define _XOPEN_SOURCE 500       /* Solaris 8 needs it this way */
    #else
    #if ! defined(_XOPEN_SOURCE) || _XOPEN_SOURCE < 600
    #define _XOPEN_SOURCE 600       /* Get nftw() and S_IFSOCK declarations */
    #endif
    #endif
    #include <ftw.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <getopt.h>
    
    static void
    usageError(const char *progName, const char *msg)
    {
        
        if (msg != NULL)
            fprintf(stderr, "%s\n", msg);
        fprintf(stderr, "Usage: %s [-d] [-m] [-p] [directory-path]\n", progName);
        fprintf(stderr, "\t-d Use FTW_DEPTH flag\n");
        fprintf(stderr, "\t-m Use FTW_MOUNT flag\n");
        fprintf(stderr, "\t-p Use FTW_PHYS flag\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    static int                      /* Function called by nftw() */
    dirTree(const char *pathname, const struct stat *sbuf, int type,
            struct FTW *ftwb)
    {
        
        if (type == FTW_NS) {
                          /* Could not stat() file */
            printf("?");
        } else {
        
            switch (sbuf->st_mode & S_IFMT) {
          /* Print file type */
                case S_IFREG:  printf("-"); break;
                case S_IFDIR:  printf("d"); break;
                case S_IFCHR:  printf("c"); break;
                case S_IFBLK:  printf("b"); break;
             //   case S_IFLNK:  printf("l"); break;
                case S_IFIFO:  printf("p"); break;
               // case S_IFSOCK: printf("s"); break;
                default:       printf("?"); break; /* Should never happen (on Linux) */
            }
        }
    
        printf(" %s  ", (type == FTW_D)  ? "D  " : (type == FTW_DNR) ? "DNR" :
                                                   (type == FTW_DP) ? "DP " : (type == FTW_F)   ? "F  " :
                                                                              (type == FTW_SL) ? "SL " : (type == FTW_SLN) ? "SLN" :
                                                                                                         (type == FTW_NS) ? "NS " : "  ");
    
        if (type != FTW_NS)
            printf("%7ld ", (long) sbuf->st_ino);
        else
            printf("        ");
    
        printf(" %*s", 4 * ftwb->level, "");        /* Indent suitably */
        printf("%s\n",  &pathname[ftwb->base]);     /* Print basename */
        return 0;                                   /* Tell nftw() to continue */
    }
    int
    main(int argc, char *argv[])
    {
        
        int flags, opt;
    
        flags = 0;
        while ((opt = getopt(argc, argv, "dmp")) != -1) {
        
            switch (opt) {
        
                case 'd': flags |= FTW_DEPTH;   break;
                case 'm': flags |= FTW_MOUNT;   break;
                case 'p': flags |= FTW_PHYS;    break;
                default:  usageError(argv[0], NULL);
            }
        }
    
        if (argc > optind + 1)
            usageError(argv[0], NULL);
    
        if (nftw((argc > optind) ? argv[optind] : ".", dirTree, 10, flags) == -1) {
        
            perror("nftw");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }