c语言下实现ls命令.doc

Linux下实现ls命令
(仅适用于ls -a pathname ; ls -l pathname; ls pathname )
ls命令就是list的缩写,缺省下ls用来打印出当前目录的清单，如果ls指定其他目录，那么就会显示指定目录里的文件及文件夹清单。通过ls命令不仅可以查看linux文件夹包含的文件，而且可以查看文件权限(包括目录、文件夹、文件权限)，查看目录信息等等，ls命令在日常的linux操作中用的很多
-a选项：表示显示该目录下的所有文件，包括隐藏文件。
-l选项：表示显示文件的详细信息，包括访问权限，文件大小……
例如：ls –a /
ls –l /
1）主要构造的函数
void error(const char *err_string, int line);
//错误处理函数，打印错误所在行数和错误信息
void Demonstrate_attribute(struct stat buf, char *name);
//获得文件属性并打印
void Demonstrate_single(char *name);
//输出文件名，命令没有-l选项。输出文件名要保持上下对齐
void Demonstrate(int flag, char *pathname);
//根据命令行参数和文件路径名来显示目标文件
void Demonstrate_dir(int flag_parameter, char *path);
//为显示某个目录下的文件做准备
2）函数流程
（1）获取该目录下文件的总数和最长文件名
（2）若获该目录下所有文件的文件名，存放于变量filenames中
（3）使用冒泡法对文件名按字母顺序存储于filenames中
（4）调用Demonstrate()函数来显示每个文件信息
3）程序中主要的结构体：
参数struct stat *buf是一个保存文件状态信息的结构体
A):struct stat {
dev st_ dev;//文件设备号
ino_t st_ino;//文件的i-node
mode_t st_mode;//文件类型和存储权限
nlink_t st_nlink;//连到该文件的硬链接数目。
uid_t st_uid;//文件所有者的用户id
gid_t st_gid;//文件所有者的组id
dev_t st_rdev;//若此文件为设备文件，则为其设备编号
off_t st_size;//文件大小
blksize_t st_blksize;//文件系统的I/O缓冲区大小
blkcnt_t st_blocks;//占用文件区块的个数
time_t st_atime;//文件最近一次被访问的时间
文件最后一次被修改的时间
time_t st_ctime;//文件最近一次被更改的时间
}
其中，对于st_mode包含的文件类型信息，POSIX标准定义了一系列的宏：
S_ISLNK（st_mode）//判断是否为符号链接
S_ISREG（st_mode）//判断是否为一般文件
S_ISDIR（st_mode）//判断是否为目录文件
S_ISCHR（st_mode）//判断是否为字符设备文件
S_IBLK（st_mode）//判断是否为块设备文件
S_ISFIFO（st_mode）//判断是否为先进先出FIFO
S_ISFOCK（st_mode）//判断是否为socket
B): struct passwd *psd; //从该结构体中获取文件所有者的用户名
C): struct group *grp; //从该结构体中获取文件所有者所属组的组名
4)心得体会
本次课程设计我写的是Linux下的ls命令，通过这次课程设计，不仅使我对ls命令有了更深一层的认识，还认识到了系统提供的命令实现的途径和方法。之前总是使用系统命令，如今自己编程实现了一些命令，每次使用系统提供的命令和调用自己编写的命令感觉大不相同。
5）具体解析与详细代码：51099
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <linux/limits.h>
#include <dirent.h>
#include <grp.h>
#include <pwd.h>
#include <errno.h>

#define PARAMETER_NONE 0 //无参数
#define PARAMETER_A 1 // -a:显示所有文件
#define PARAMETER_L 2 // -l:一行显示一个文件的详细信息
#define MAXROWLEN 80 //一行显示的最多字符数

int g_leave_len = MAXROWLEN; //一行剩余长度，用于输出对齐
int g_maxlen; //存放某目录下最长文件名的长度
void error(const char *err_string, int line); //错误处理函数，打印错误所在行数和错误信息
void Demonstrate_attribute(struct stat buf, char * name); //获取文件属性并打印
void Demonstrate_single(char * name);//输出文件名，命令没有-l选项，则输出文件名时要保持上下文对齐
void Demonstrate(int flag, char * pathname); //根据命令行参数和文件路径名显示目标文件
void Demonstrate_dir(int flag_parameter, char * path); //为显示某个目录下的文件做准备
int main(int argc, char ** argv)
{
int i, j, k, num;
char path[PATH_MAX+1]; //文件路径名
char parameter[32]; //保存命令行参数，目标文件名和目录名不在此列
int flag_parameter = PARAMETER_NONE; //用来标志参数种类，即是否有-l和-a选项51099
struct stat buf;
/*
首先对命令行参数进行解析，即提取命令行参数中‘-’后的选项。用户的输入有多样性，如ls -l -a; ls -la。我们用两层循环类来解析参数，外层循环对argv[]数组中的元素依次进行内层循环的解析，二层循环对以‘-’为首的字符串进行选项提取，并把每个选项存于parameter[]数组当中，用num记下‘-’的数目，以备后用。而命令行参数中的总选项数目则用j计数。
*/
j = 0,
num = 0;
for (i = 1 ; i < argc; i++)
{
if (argv[i][0] == '-')
{
for(k = 1; k < strlen(argv[i]); k++)
{
parameter[j] = argv[i][k]; //获取-后面的参数保存到数组parameter中
j++;
}
num++; //保存"－"的个数
}
}
/*
检查刚刚提取的选项是否合法。并且用或运算记录参数，以备后用。最后为选项数组的末尾元素赋‘\0’。
*/
//check the argument because of only supporting -a ang -l
for(i = 0; i < j; i++)
{
if (parameter[i] == 'a')
{
flag_parameter = PARAMETER_A;

continue;
}
else if (parameter[i] == 'l')
{
flag_parameter = PARAMETER_L;
continue;
}
else
{
printf("my_ls: invalid option -%c\n", parameter[i]);
exit(1);
}
}
parameter[j] = '\0';
/*
由上面所知num记录的是参数中‘-’的数量，因此如果num+1==argc，那说明用户所输入的命令行参数不包含目录或文件名。只是显示当前目录下的文件。因为这是我们必须自动将path赋值为当前目录。为了使其称为一个字符串，必须在末尾加‘\0’。然后进入Demonstrate_dir函数.
*/
//print the information of current directory if the command without the name of target file and current directory
if ((num + 1) == argc)
{
strcpy(path, "./");// "./"当前目录

path[2] = '\0';
Demonstrate_dir(flag_parameter, path);
return 0;
}
/*
如果命令行参数包含目录或者文件名，那么我们要检查其合法性（参数中的目录或者文件是否存在）。这里我们利用stat族函数来获取文件的属性，实现上述功能。stat族函数通常有两个参数：文件路径/文件描述符，struct stat *buf类型的结构体。如果操作成功，那么buf将保存文件的属性。若合法，利用宏S_ISDIR(buf.st_mode),判断此文件是否为目录文件。若为目录文件则进入Demonstrate_dir函数，否则进入Demonstrate函数。通常情况，Demonstrate_dir函数是获取path目录下所有文件的完整路径名，在使每个文件执行Demonstrate函数。因此如果参数中是指定的文件名，则可绕过51099
Demonstrate_dir函数，直接进入Demonstrate函数。
*/
i=1;
do {
/*
**如果不是目标文件名或目录，解析下一个命令行参数
*/
if (argv[i][0] == '-')
{
i++;continue;
}
else
{
strcpy(path, argv[i]);

/*
**如果目标文件或目录不存在，报错并退出程序
*/
if ( stat(path, &buf) == -1 )
{
error("stat", __LINE__);
}
if ( S_ISDIR(buf.st_mode) ) // argv[i]是一个目录
//如果目录的最后一个字符不是'/'，就加上'/'
{
if ( path[ strlen(argv[i])-1 ] != '/')
{
path[ strlen(argv[i]) ] = '/';
path[ strlen(argv[i])+1 ] = '\0';
}
else
{
path[ strlen(argv[i]) ] = '\0';
}
Demonstrate_dir(flag_parameter,path);
i++;
}
else //argv[i]是一个文件
{
Demonstrate(flag_parameter, path);
i++;
}
}
} while (i < argc);
return 0;
}
/*
**错误处理函数，打印出错误所在行的行数和错误信息
*/
void error(const char *err_string, int line)
{
fprintf(stderr, "line:%d ", line);
perror(err_string);
exit(1);
}
/*
**获取文件属性并打印
*/
void Demonstrate_attribute(struct stat buf, char * name)
{
char buf_time[32]; //存放时间
struct passwd *psd; //从该结构体中获取文件所有者的用户名
struct group *grp; //从该结构体中获取文件所有者所属组的组名
/*
**获取并打印文件类型
*/
//st_mode：文件内容和存取权限
if (S_ISLNK(buf.st_mode)) //判断是否为符号链接
{
printf("l");
}
else if (S_ISREG(buf.st_mode)) //判断是否为文件
{
printf("-");
}
else if (S_ISDIR(buf.st_mode)) //判断是否为目录
{
printf("d");
}
else if (S_ISCHR(buf.st_mode)) //判断是否为字符设备文件
{
printf("c");
}
else if (S_ISBLK(buf.st_mode)) //判断是否为块设备文件
{
printf("b");
}
else if (S_ISFIFO(buf.st_mode)) //判断是否为先进先出的FIFO
{
printf("f");
}
else if (S_ISSOCK(buf.st_mode)) //判断是否为socket
{
printf("s");
}
/*
**获取并打印文件所有者的权限
*/
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("-");
}
/*
**获取并打印与文件所有者同组的用户对该文件的操作权限
*/
if (buf.st_mode & S_IRGRP)
{
printf("r");
}
else
{
printf("-");
}
if (buf.st_mode & S_IWGRP)
{
printf("w");
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}
else
{
printf("-");
}
if (buf.st_mode & S_IXGRP)
{
printf("x");
}
else
{
printf("-");
}
/*
**获取并打印其它用户的对该文件的操作权限
*/
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("-");
}
printf(" ");
/*
**根据uid与gid获取文件所有者的用户名与组名
*/
psd = getpwuid(buf.st_uid);
grp = getgrgid(buf.st_gid);
printf("%4d ",buf.st_nlink); //打印文件的链接数（该文件硬链接数目）

printf("%-9s", psd->pw_name); //
打印文件拥有者
printf("%-8s", grp->gr_name); //打印文件所属用户组
printf("%6d",(int)buf.st_size); //打印文件的大小
strcpy(buf_time, ctime(&buf.st_mtime));
buf_time[strlen(buf_time) - 1] = '\0'; //去掉换行符
printf(" %s", buf_time); //打印文件的时间信息
}
/*
在没有使用-l选项时，打印一个文件名，打印时上下行之间进行对齐
*/
void Demonstrate_single(char *name)
{
int i, len;
/*
**如果本行不足以打印一个文件名则换行
*/
if (g_leave_len < g_maxlen)
{
printf("\n");
g_leave_len = MAXROWLEN;
}
len = strlen(name);
len = g_maxlen - len;
printf("%-s", name);
for (i = 0; i < len; i++)
{
printf(" ");
}
printf(" ");
/*
**下面的2指示空两格
*/
g_leave_len -= (g_maxlen + 2);
}
/*
*根据命令行参数和完整路径名显示目标文件
*参数flag：命令行参数
*参数pathname：包含了文件名的路径名
*/
void Demonstrate(int flag, char * pathname)
{
int i, j;
struct stat buf;
char name[NAME_MAX + 1];
/*
**从路径中解析出文件名
**/
for (i = 0, j = 0; i < strlen(pathname); i++)
{
if (pathname[i] == '/')
{
j = 0;
continue;
}
name[j++] = pathname[i];
}
name[j] = '\0';
/*
**用lstat而不是stat以方便解析链接文件
*/
if ( lstat(pathname, &buf) == -1 ) //lstat返回的是符号链接文件文件本身的状态信息
{
error("stat", __LINE__);
}
switch (flag)
{
case PARAMETER_NONE: //没有-l和-a选项
if (name[0] != '.')
{
Demonstrate_single(name);
}
break;
case PARAMETER_A: // -a:显示包括隐藏文件在内的所有文件
Demonstrate_single(name);
break;
case PARAMETER_L: // -l:每个文件单独占一行，显示文件的详细属性信息
if (name[0] != '.')
{
Demonstrate_attribute(buf, name);
printf(" %-s\n", name);
}
break;
case PARAMETER_A + PARAMETER_L: //同时有-a和-l选项的情况
Demonstrate_attribute(buf, name);
printf(" %-s\n", name);
break;
default:
break;
}
}
/*为显示目录下的文件做准备*/
void Demonstrate_dir(int flag_parameter, char *path)
{
DIR *dir;
struct dirent *ptr;
int count = 0;
char filenames[256][PATH_MAX + 1],temp[PATH_MAX + 1];
//获取该目录下文件总数和最长的文件名
dir = opendir(path);
if (dir == NULL)
{
error("opendir", __LINE__);
}
while ((ptr = readdir(dir)) != NULL)
{
if (g_maxlen < strlen(ptr->d_name))
g_maxlen = strlen(ptr->d_name);
count++;
}
closedir(dir);
if(count > 256)
error("too many files under this dir",__LINE__);
int i, j, len = strlen(path);
//获取该目录下所有的文件名
dir = opendir(path);
for(i = 0; i < count; i++)
{
ptr = readdir(dir);
if( ptr == NULL)
{
error("readdir",__LINE__);
}
strncpy(filenames[i],path,len); //filenames存放目录下的所有文件名
filenames[i][len] = '\0';
strcat(filenames[i],ptr->d_name);
filenames[i][len + strlen(ptr->d_name)] = '\0';
}
//使用冒泡法对文件名进行排序，排序后文件名按字母顺序存储于filenames
for(i = 0; i < count-1; i++)
for(j = 0; j < count - 1 - i; j++)
{
if( strcmp(filenames[j],filenames[j + 1]) > 0 )
{
strcpy(temp,filenames[j + 1]);
temp[strlen(filenames[j + 1])] = '\0';
strcpy(filenames[j + 1],filenames[j]);
filenames[j + 1][strlen(filenames[j])] = '\0';
strcpy(filenames[j], temp);
filenames[j][strlen(temp)] = '\0';
}
}
for(i = 0; i < count; i++)
Demonstrate(flag_parameter, filenames[i]);
closedir(dir);
//如果命令行中没有-l选项，打印一个换行符
if( (flag_parameter & PARAMETER_L) == 0)
printf("\n");
}