【C++】filesystem 详解

std::filesystem是 C++17 标准引入的一个强大模块，位于<filesystem>头文件中，提供了与文件系统交互的接口。这些功能包括文件路径操作、目录遍历、文件操作（如复制、删除）以及文件状态查询等。
以下是std::filesystem 的详细介绍：

引入头文件与命名空间

要使用 std::filesystem，需要引入头文件：

#include <filesystem>

为了简化书写，通常会使用以下命名空间别名：

namespace fs = std::filesystem;

核心功能与常用类

std::filesystem::path

表示文件系统中的路径。可以是文件路径或目录路径，支持多种平台（Windows、Linux、macOS）。

常见操作

fs::path p1 = "/usr/local/bin";
fs::path p2 = "file.txt";
fs::path combined = p1 / p2;		// 拼接路径
std::cout << combined.string() << '\n';		// 输出：/usr/local/bin/file.txt// 获取路径信息
std::cout << combined.root_path() << '\n';	// 根路径："/"
std::cout << combined.parent_path() << '\n';	// 父路径："/usr/local/bin"
std::cout << combined.filename() << '\n';	// 文件名："file.txt"
std::cout << combined.extension() << '\n';  // 扩展名：".txt"

转换路径

string()：返回路径的字符串形式。
wstring()：返回宽字符串形式（适合 Windows 环境）。
u8string()：返回 UTF-8 字符串。

文件状态查询

使用以下函数检查文件或目录的状态：

常用函数

fs::path file_path = "example.txt";if(fs::exists(file_path)) {std::cout << "File exists\n";
}if(fs::is_regular_file(file_path)) {std::cout << "It's a regular file\n"
}if(fs::is_directory(file_path)) {std::cout << "It's a directory\n"
}

函数列表

exists：检查文件/目录是否存在。
is_regular_file：是否为普通文件。
is_directory：是否为目录。
is_symlink：是否为符号链接。
file_size：获取文件大小。

创建与删除

创建目录和文件

fs::create_directory("new_dir"); // 创建单个目录
fs::create_directories("parent_dir/child_dir"); // 递归创建目录

删除文件或目录

fs::remove("file.txt");         // 删除文件或空目录
fs::remove_all("parent_dir");   // 删除目录及其内容

文件复制与重命名

复制文件

fs::copy("source.txt", "destination.txt");

复制目录（递归复制）

fs::copy("source_dir","destination_dir",fs::copy_options::recursive);

重命名或移动

fs::rename("old_name.txt", "new_name.txt");

遍历目录内容

for (const auto& entry : fs::directory_iterator("some_dir")) {std::cout << entry.path() << '\n';
}

递归遍历目录

for (const auto& entry fs::recursive_directory_iterator("some_dir")) {std::cout << entry.path() << '\n';
}

文件时间操作

获取文件的修改时间：

fs::path file_path = "example.txt";
auto ftime = fs::last_write_time(file_path);
auto time = decltype(ftime)::clock::to_time_t(ftime);std::cout << "Last modified: " << std::ctime(&time);

文件权限

检查权限

fs::path file_path = "example.txt";auto perms = fs::status(file_path).permissions();
if ((perms & fs::perms::owner_write) != fs::perms::none) {std::cout << "Owner can write to the file.\n";
}

修改权限

fs::permissions("example.txt", fs::perms::owner_write, fs::perm_options::add);

常用 std::filesystem 枚举类型

std::filesystem::file_type
- 表示文件类型。
- 常见值：
  - regular: 普通文件。
  - directory: 目录。
  - symlink: 符号链接。
  - none: 不存在的文件。
std::filesystem::perms
- 表示文件权限。
- 常见值：
  - owner_read, owner_write, owner_exec: 所有者权限。
  - group_read, group_write, group_exec: 组权限。
  - others_read, others_write, others_exec: 其他用户权限。
std::filesystem::copy_options
- 控制复制行为。
- 常见值：
  - none: 默认行为。
  - overwrite_existing: 覆盖已存在的目标文件。
  - recursive: 递归复制目录。

优点与注意事项
优点

跨平台支持: 适配不同操作系统文件系统。
简化代码: 提供直观、易用的接口。
安全性: 比传统 C 风格的文件操作更安全，避免了路径解析和内存分配问题。

注意事项

异常处理:
- std::filesystem 操作可能抛出异常（如路径无效或权限不足）。
- 应使用 try-catch 块捕获异常。

try {fs::remove("nonexistent_file.txt");
} catch (const fs::filesystem_error& e) {std::cerr << e.what() << '\n';
}

C++17 支持:
- 确保编译器支持 C++17 或更高版本。
- 某些早期编译器可能需要额外标志（如 -lstdc++fs）。

总结
std::filesystem 提供了强大的文件系统操作能力，能极大简化文件与目录管理的代码逻辑。以下是典型场景及其对应功能：

场景	函数/功能
检查文件或目录是否存在	`fs::exists`
创建或删除目录	`fs::create_directory / remove`
遍历目录内容	`fs::directory_iterator`
文件复制、移动、删除	`fs::copy / rename / remove`
查询文件大小、权限、修改时间	`fs::file_size / status`