[现代C++]文件系统操作
作为一名QT开发工程师，对于QT的文件系统操作的便利性推崇备至，但在非QT程序中仅仅因为操作文件系统而集成QT库显得过于繁重。
C++17引入了std::filesystem，使得文件系统操作变得前所未有的便捷和高效。std::filesystem为我们提供了一套类型安全、异常友好的接口，让跨平台的文件和目录管理变得轻而易举。
前置条件
std::filesystem是C++17引入的新特性，所以编译器需支持C++17及以后版本。同时，文件系统操作的相应功能是在std中的filesystem命名空间内，所以在包含头文件<filesystem>的基础上，还要注意使用命名空间。
文件路径与路径操作
std::filesystem::path是std::filesystem中最核心的类，它代表文件或目录的路径。通过定义path类型的对象即可。该类型支持对于路径的检查，包括路径性质和路径存在性检查。见如下示例代码：
#include<filesystem>
namespacefs = std::filesystem;
fs::path filePath = "d://example.txt";
fs::path relativePath = "example.txt";
fs::path combinedPath = "../subfolder";
//后缀名
if (filePath.has_extension())
{
std::cout << "extension " << filePath.extension() << "\n";
}
//文件名
if (filePath.has_filename())
{
std::cout << "filename " << filePath.filename() << "\n";
}
//绝对路径检查
if (filePath.is_absolute())
{
std::cout << "Absolute path\n";
}
//相对路径检查
if (relativePath.is_relative())
{
std::cout << "Relative path\n";
}
//存在性检查
if (fs::exists(filePath)) {
std::cout << "Path exists.\n";
}文件目录
std::filesystem支持文件夹的创建、移除，并支持文件夹存在性、文件夹的子文件夹检查，同时可以支持磁盘剩余空间、文件夹属性的检查。
std::cout<<"current path "<< fs::current_path().string()<<"\n";
//检查文件夹是否存在
//不存在则创建
if (!fs::exists("d://programer"))
{
//父目录必须存在，否则会抛出异常
//文件存在时，创建失败
bool create_ret = fs::create_directory("d://programer");
std::cout << "create create_directory of 'd://programer' result " << create_ret << "\n";
}
else
{
std::cout << "directory of 'd://programer' has existed do not need create"<< "\n";
}
//检查当前文件夹是否存在子文件夹
if (!fs::path("d://programer").has_stem())
{
//有子文件夹时使用remove方法会报错
bool create_ret = fs::remove("d://programer");
std::cout << "remove of 'd://programer' result " << create_ret << "\n";
}
else
{
std::cout << "directory of 'd://programer' has stem, cannot use remove, so use remove_all " << "\n";
//递归删除
bool create_ret = fs::remove_all("d://programer");
std::cout << "remove_all of 'd://programer' result " << create_ret << "\n";
}
//递归创建目录，父目录不存在也可以正确创建
bool create_ret = fs::create_directories("d://programer/pro/pro/hello");
std::cout<<"create create_directories of 'd://programer/pro/pro/hello' result "<<create_ret << "\n";
create_ret = fs::remove_all("d://programer");
std::cout << "remove_all directories of 'd://programer/pro/pro/hello' result " << create_ret << "\n";
auto spaceinfo = fs::space("D://");
std::cout<<" available="<<spaceinfo.available / (1024 * 1024 * 1024) << //剩余空间
" capacity=" << spaceinfo.capacity/(1024*1024*1024) << //总空间
" free=" << spaceinfo.free / (1024 * 1024 * 1024) << "\n";//剩余空间
auto status = fs::status("D://");
std::cout << " type=" << (int)status.type() //类型，表征目录、socket等
<< " permissions=" << (int)status.permissions() << "\n";//权限，如读写等
同时支持文件夹的遍历，如下方法将遍历文件夹下的所有文件和文件夹。
for (constauto & entry : fs::directory_iterator("documents")) {
std::cout << entry.path() << std::endl;
}也支持文件/文件夹的复制和重命名，方法如下：
fs::copy("d://111", "d://2221", fs::copy_options::overwrite_existing);
fs::rename("d://111", "d://22222");异常处理
std::filesystem操作会因为文件/文件夹不存在、已存在、权限不够等而出现异常，因此需要注意调用函数的标志位，如copy方法中的copy_options标志位；也需要注意处理异常，如下
try {
fs::copy("source.txt", "destination.txt");
} catch (constfs::filesystem_error& ex) {
std::cerr << "Exception caught (" << ex.what() << ")\n";
}结语
std::filesystem不仅极大地简化了文件系统的操作，还通过类型安全和异常处理机制提升了代码的健壮性。它跨越了Windows、Linux、macOS等多个平台，使得跨平台开发更加便捷。掌握这一库，无疑会使你的C++项目在文件管理方面更加高效、可靠。
腾讯云开发者
