C/C++如何实现遍历文件夹

在C/C++编程中，遍历文件夹是一个常见的需求。无论是处理文件系统中的文件，还是进行批量操作，遍历文件夹都是必不可少的一步。本文将详细介绍如何在C/C++中实现文件夹的遍历，并提供相应的代码示例。

1. 使用C标准库函数

C标准库提供了一些函数来处理文件和目录，其中最常用的是opendir、readdir和closedir。这些函数可以用于打开目录、读取目录中的文件和关闭目录。

1.1 打开目录

首先，我们需要使用opendir函数打开一个目录。该函数的原型如下：

#include <dirent.h>

DIR *opendir(const char *name);

opendir函数接受一个目录路径作为参数，并返回一个指向DIR结构的指针。如果打开目录失败，函数返回NULL。

1.2 读取目录内容

打开目录后，我们可以使用readdir函数读取目录中的内容。该函数的原型如下：

#include <dirent.h>

struct dirent *readdir(DIR *dirp);

readdir函数返回一个指向dirent结构的指针，该结构包含了目录中下一个文件的信息。如果到达目录末尾，函数返回NULL。

dirent结构定义如下：

struct dirent {
    ino_t          d_ino;       /* Inode number */
    off_t          d_off;       /* Not an offset; see below */
    unsigned short d_reclen;    /* Length of this record */
    unsigned char  d_type;      /* Type of file; not supported by all filesystem types */
    char           d_name[256]; /* Null-terminated filename */
};

其中，d_name字段包含了文件的名称。

1.3 关闭目录

读取完目录内容后，我们需要使用closedir函数关闭目录。该函数的原型如下：

#include <dirent.h>

int closedir(DIR *dirp);

closedir函数接受一个指向DIR结构的指针，并返回一个整数值。如果关闭成功，函数返回0；否则返回-1。

1.4 示例代码

下面是一个使用C标准库函数遍历文件夹的示例代码：

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

void list_files(const char *path) {
    DIR *dir;
    struct dirent *entry;

    if ((dir = opendir(path)) == NULL) {
        perror("opendir");
        return;
    }

    while ((entry = readdir(dir)) != NULL) {
        printf("%s\n", entry->d_name);
    }

    closedir(dir);
}

int main() {
    list_files(".");
    return 0;
}

在这个示例中，list_files函数接受一个目录路径作为参数，并打印出该目录中的所有文件名。

2. 使用C++标准库

C++标准库提供了更高级的文件系统操作接口，特别是在C++17中引入了<filesystem>头文件，使得文件系统操作更加方便。

2.1 使用<filesystem>头文件

<filesystem>头文件提供了std::filesystem命名空间，其中包含了用于操作文件系统的类和函数。我们可以使用std::filesystem::directory_iterator来遍历目录中的文件。

2.2 示例代码

下面是一个使用C++标准库遍历文件夹的示例代码：

#include <iostream>
#include <filesystem>

namespace fs = std::filesystem;

void list_files(const fs::path &path) {
    try {
        for (const auto &entry : fs::directory_iterator(path)) {
            std::cout << entry.path().filename() << std::endl;
        }
    } catch (const fs::filesystem_error &e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }
}

int main() {
    list_files(".");
    return 0;
}

在这个示例中，list_files函数接受一个fs::path对象作为参数，并使用fs::directory_iterator遍历目录中的文件。entry.path().filename()返回文件的名称。

2.3 递归遍历目录

如果需要递归遍历目录及其子目录，可以使用std::filesystem::recursive_directory_iterator。下面是一个递归遍历目录的示例代码：

#include <iostream>
#include <filesystem>

namespace fs = std::filesystem;

void list_files_recursive(const fs::path &path) {
    try {
        for (const auto &entry : fs::recursive_directory_iterator(path)) {
            std::cout << entry.path().filename() << std::endl;
        }
    } catch (const fs::filesystem_error &e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }
}

int main() {
    list_files_recursive(".");
    return 0;
}

在这个示例中，list_files_recursive函数使用fs::recursive_directory_iterator递归遍历目录及其子目录中的所有文件。

3. 使用Windows API

在Windows平台上，我们可以使用Windows API来遍历文件夹。Windows API提供了FindFirstFile、FindNextFile和FindClose等函数来处理目录遍历。

3.1 打开目录

首先，我们需要使用FindFirstFile函数打开一个目录。该函数的原型如下：

#include <windows.h>

HANDLE FindFirstFile(
  LPCTSTR           lpFileName,
  LPWIN32_FIND_DATA lpFindFileData
);

FindFirstFile函数接受一个目录路径和一个指向WIN32_FIND_DATA结构的指针作为参数，并返回一个句柄。如果打开目录失败，函数返回INVALID_HANDLE_VALUE。

3.2 读取目录内容

打开目录后，我们可以使用FindNextFile函数读取目录中的内容。该函数的原型如下：

#include <windows.h>

BOOL FindNextFile(
  HANDLE             hFindFile,
  LPWIN32_FIND_DATA lpFindFileData
);

FindNextFile函数接受一个句柄和一个指向WIN32_FIND_DATA结构的指针作为参数，并返回一个布尔值。如果成功读取下一个文件，函数返回TRUE；否则返回FALSE。

WIN32_FIND_DATA结构定义如下：

typedef struct _WIN32_FIND_DATA {
    DWORD    dwFileAttributes;
    FILETIME ftCreationTime;
    FILETIME ftLastAccessTime;
    FILETIME ftLastWriteTime;
    DWORD    nFileSizeHigh;
    DWORD    nFileSizeLow;
    DWORD    dwReserved0;
    DWORD    dwReserved1;
    TCHAR    cFileName[MAX_PATH];
    TCHAR    cAlternateFileName[14];
} WIN32_FIND_DATA, *PWIN32_FIND_DATA, *LPWIN32_FIND_DATA;

其中，cFileName字段包含了文件的名称。

3.3 关闭目录

读取完目录内容后，我们需要使用FindClose函数关闭目录。该函数的原型如下：

#include <windows.h>

BOOL FindClose(
  HANDLE hFindFile
);

FindClose函数接受一个句柄作为参数，并返回一个布尔值。如果关闭成功，函数返回TRUE；否则返回FALSE。

3.4 示例代码

下面是一个使用Windows API遍历文件夹的示例代码：

#include <windows.h>
#include <stdio.h>

void list_files(const char *path) {
    WIN32_FIND_DATA findFileData;
    HANDLE hFind = FindFirstFile(path, &findFileData);

    if (hFind == INVALID_HANDLE_VALUE) {
        printf("FindFirstFile failed (%d)\n", GetLastError());
        return;
    }

    do {
        printf("%s\n", findFileData.cFileName);
    } while (FindNextFile(hFind, &findFileData) != 0);

    FindClose(hFind);
}

int main() {
    list_files("*.*");
    return 0;
}

在这个示例中，list_files函数接受一个目录路径作为参数，并打印出该目录中的所有文件名。

4. 使用Boost库

Boost库是一个广泛使用的C++库，提供了许多强大的功能，包括文件系统操作。Boost库中的boost::filesystem模块提供了类似于C++17 <filesystem>的功能。

4.1 使用boost::filesystem

boost::filesystem模块提供了boost::filesystem::directory_iterator和boost::filesystem::recursive_directory_iterator来遍历目录中的文件。

4.2 示例代码

下面是一个使用Boost库遍历文件夹的示例代码：

#include <iostream>
#include <boost/filesystem.hpp>

namespace fs = boost::filesystem;

void list_files(const fs::path &path) {
    try {
        for (const auto &entry : fs::directory_iterator(path)) {
            std::cout << entry.path().filename() << std::endl;
        }
    } catch (const fs::filesystem_error &e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }
}

int main() {
    list_files(".");
    return 0;
}

在这个示例中，list_files函数接受一个fs::path对象作为参数，并使用fs::directory_iterator遍历目录中的文件。entry.path().filename()返回文件的名称。

4.3 递归遍历目录

如果需要递归遍历目录及其子目录，可以使用boost::filesystem::recursive_directory_iterator。下面是一个递归遍历目录的示例代码：

#include <iostream>
#include <boost/filesystem.hpp>

namespace fs = boost::filesystem;

void list_files_recursive(const fs::path &path) {
    try {
        for (const auto &entry : fs::recursive_directory_iterator(path)) {
            std::cout << entry.path().filename() << std::endl;
        }
    } catch (const fs::filesystem_error &e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }
}

int main() {
    list_files_recursive(".");
    return 0;
}

在这个示例中，list_files_recursive函数使用fs::recursive_directory_iterator递归遍历目录及其子目录中的所有文件。

5. 总结

本文介绍了在C/C++中遍历文件夹的几种方法，包括使用C标准库函数、C++标准库、Windows API和Boost库。每种方法都有其优缺点，开发者可以根据具体需求选择合适的方法。

• C标准库函数：适用于简单的目录遍历，跨平台性较好，但功能较为基础。
• C++标准库：C++17引入的<filesystem>头文件提供了更高级的文件系统操作接口，使用方便，但需要编译器支持C++17。
• Windows API：适用于Windows平台，功能强大，但跨平台性较差。
• Boost库：提供了类似于C++17 <filesystem>的功能，适用于需要兼容旧版C++标准的项目。

无论选择哪种方法，遍历文件夹都是处理文件系统中的文件的基础操作，掌握这些方法将有助于开发者更好地处理文件系统相关的任务。