「Linux 系统编程」文件权限与目录操作

1 文件和目录的 rwx 权限差异

  • 文件权限

    • r (读取): 允许查看文件内容
    • w (写入): 允许修改文件内容
    • x (执行): 允许将文件作为程序执行

  • 目录权限

    • r (读取): 允许 列出目录内容（需要 x 权限配合）
    • w (写入): 允许在目录中 创建、删除和重命名文件（需要 x 权限配合）
    • x (执行): 允许 访问目录中的文件及其元数据


2 目录操作函数

2.1 opendir() 打开目录

opendir() 用于打开一个已存在的目录，并返回一个目录流（directory stream）指针（DIR*）。

  • 函数原型

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    #include <sys/types.h>
    #include <dirent.h>

    DIR *opendir(const char *name);

  • 参数

    • name：要打开的目录的路径名。

  • 返回值

    • 成功时返回一个指向 DIR 结构体的指针（可视为目录流的句柄）。
    • 失败时返回 NULL，并设置相应的 errno。

  • 代码示例

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    DIR* dp;
    dp = opendir("."); // 获取当前目录流
    if (dp == NULL) {
        perror("opendir failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

2.2 readdir() 读取目录

readdir() 从 opendir() 返回的目录流中 读取下一个目录项（entry）。

  • 函数原型

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    #include <dirent.h>

    struct dirent *readdir(DIR *dirp);

  • 参数

    dirp：由 opendir() 返回的目录流指针。

  • 返回值

    • 成功时返回一个指向 struct dirent 的指针，该结构体包含了目录项的信息（如文件名、inode号等）。

    • 到达目录末尾 或 出错时 返回 NULL。如果需要区分是错误还是到达末尾，需要在调用前将 errno 设为 0，调用后如果返回 NULL 且 errno 被改变，则说明出错。

    struct dirent 内容：

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    struct dirent {
        long d_ino; // 文件的 inode 节点号
        off_t d_off; // 目录项在目录文件中的偏移量
        unsigned short d_reclen; // 当前目录项的长度
        unsigned char d_type; // 文件类型
        char d_name[NAME_MAX+1]; // 文件名（以 \0 结尾，最大 255 字符）
    };

  • 代码示例

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    struct dirent *entry;
    errno = 0; // 清空错误标志
    while ((entry = readdir(dp)) != NULL) {
        printf("File: %s\n", entry->d_name);
    }
    if (errno != 0) { // 检查循环是否因错误而退出
        perror("readdir failed");
    }

2.3 closedir() 关闭目录

closedir() 关闭由 opendir() 打开的目录流，释放相关资源。

  • 函数原型

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    #include <sys/types.h>
    #include <dirent.h>

    int closedir(DIR *dirp);

  • 参数

    • dirp：要关闭的目录流指针。

  • 返回值

    • 成功时返回 0。
    • 失败时返回 -1，并设置相应的 errno。

  • 代码示例

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    if (closedir(dp) == -1) {
        perror("closedir failed");
    }

2.4 实现列出目录下所有文件

可以使用 opendir(), readdir(), closedir() 来列出指定目录下所有文件，实现类似 ls 命令的功能：

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dirent.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char* argv[]){
    // 如果参数数量 argc == 1, 列出 "." 当前目录下的所有文件
    const char* dir_name = (argc > 1) ? argv[1] : ".";
    DIR* dp;

    // 打开目录
    dp = opendir(dir_name);
    if(dp == NULL){
        perror("opendir failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("%s:\n", dir_name);
    struct dirent* entry;
    errno = 0;

    // 循环读取目录流中的每一个条目
    while((entry = readdir(dp)) != NULL){
        // 跳过 "." 和 ".."
        if(entry -> d_name[0] == '.'){
            continue;
        }
        printf("%s\t", entry -> d_name);
    }
    printf("\n");

    // 检查读取循环是否因错误而结束
    if(errno != 0){
        perror("readdir failed");
        closedir(dp);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 关闭目录流
    if(closedir(dp) == -1){
        perror("closedir failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return 0;
}


3 实现递归遍历目录

3.1 整体思路

一开始判断命令行参数，获取查询的目录名称。 如果 argc == 1，表示查询的是当前的目录 .

编写一个递归读取目录函数 recursive_read_dir：

  1. 获取当前目录/文件路径信息，并格式化打印出路径信息。

  2. 判断 是否是目录：

    • 如果是普通文件，则直接返回。
    • 如果是目录，则遍历目录下的每个条目。对于遍历到的每个条目，构建完整的路径信息，递归调用函数 recursive_read_dir。

3.2 实现代码

在实现代码中，为了让输出更加美观（比如类似于 tree 命令那种输出形式），在调用 recursive_read_dir 时另外传入了深度 depth 以及 判断是否是当前目录下最后一项 is_last 的参数，这样可以帮助相同深度的文件对齐显示。

具体细节可以直接看 ls-R.c 代码及注释：

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// ls-R.c 代码
#include <stdio.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

void recursive_read_dir(const char* path, int depth, int is_last){
    struct stat path_stat;

    // 获取路径信息
    if(lstat(path, &path_stat) == -1){
        perror("lstat error");
        return;
    }

    // 格式化输出路径信息
    for(int i = 0; i < depth - 1; i ++ ){
        printf("    ");
    }
    if(depth > 0){
        if(is_last){
            printf("└── ");
        }else{
            printf("├── ");
        }
    }
    char *base_name = strrchr(path, '/'); // 最后一个 '/' 的位置
    printf("%s\n", base_name ? base_name + 1 : path);

    // 如果是普通文件，直接返回
    if(!S_ISDIR(path_stat.st_mode)){
        return;
    }

    // 如果是目录，需要继续读取
    DIR* dir = opendir(path);
    if(dir == NULL){
        perror("opendir error");
        return;
    }

    // 读取目录内容
    struct dirent* entry;
    int count = 0;

    // 第一次遍历计算目录下文件数量
    while((entry = readdir(dir)) != NULL){
        // 跳过 ".", ".." 及隐藏文件
        if(entry -> d_name[0] == '.'){
            continue;
        }
        count ++ ;
    }

    // 重置目录流位置
    rewinddir(dir);

    // 第二次遍历，处理每个条目
    int current = 0;
    while((entry = readdir(dir)) != NULL){
        // 跳过 ".", ".." 及隐藏文件
        if(entry -> d_name[0] == '.'){
            continue;
        }

        // 构建完整路径
        char full_path[1024]; // 增加缓冲区大小以避免截断警告
        sprintf(full_path, "%s/%s", path, entry -> d_name);
        current ++ ;

        // 递归调用函数
        recursive_read_dir(full_path, depth + 1, (current == count));
    }

    // 关闭目录
    closedir(dir);
}

int main(int argc, char* argv[]){
    if(argc == 1){
        recursive_read_dir(".", 0, 1);
    }else{
        recursive_read_dir(argv[1], 0, 1);
    }

    return 0;
}

测试结果如下：

追逐繁星 > Linux 系统编程
#Linux
「Linux 系统编程」文件权限与目录操作
https://marisamagic.github.io/2025/08/28/20250828/
作者
MarisaMagic
发布于
2025年8月28日
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