C++实现简单的ls命令及其原理，C++实现ls命令可通过调用系统函数实现读取目录中的文件名和属性，再通过标准输出进行显示。

对控制参数的处理

一共有 7 个可选参数，分别是-a、-l、-R、-t、-r、-i、-s，这些参数可以相互自由组合，因此可以设计一种机制，就是直接把它们全部用循环一次性做或运算，得到一个参数标记Vec。

// 标记: -a、-l、-R、-t、-r、-i、-s 参数(向量分量) #define a 0b1000000 #define l 0b0100000 #define R 0b0010000 #define t 0b0001000 #define r 0b0000100 #define I 0b0000010 #define s 0b0000001 // 向量 int Vec = 0;

而 Vec 可以使用全局变量，这样可以避免写函数时不断地给函数参数加入地址参数，使得更加代码整洁，更直观。

对dir参数的处理

同理，依然可以设计一个全局容器，不断地把 dirname扔进去：

char* dirname[4096 * 128]; int dirlen = 0;

而对于 filename也是一样的，但在每次遍历一个dir之前，就得filename容器做重置处理：

char* filenames[4096 * 128]; int file_cnt = 0;

函数实现

void tags_cal(int argc, char* argv[]) {  for (int i = 1; i < argc; i++) {  if (argv[i][0] !=  '-') { // 只接受以'-'开头的参数,其它参数要么错误,要么是文件夹名称或文件名  char* tempdirname = (char*)malloc(sizeof(char) * 4096);  strcpy(tempdirname, argv[i]);  dirname[dirlen++] = tempdirname;  } else {  int len = strlen(argv[i]);  for (int j = 1; j < len; j++) {  switch (argv[i][j]) {  case 'a':  Vec |= a;  break;  case 'l':  Vec |= l;  break;  case 'R':  Vec |= R;  break;  case 't':  Vec |= t;  break;  case 'r':  Vec |= r;  break;  case 'i':  Vec |= I;  break;  case 's':  Vec |= s;  break;  default:  fprintf(stderr, "%c参数错误!\n", argv[i][j]);  break;  }  }  }  }  if (dirlen == 0) {  dirlen = 1;  char* tempdirname = (char*)malloc(sizeof(char) * 2048);  strcpy(tempdirname, ".");  dirname[0] = tempdirname;  } }

这里需要注意的是，如果dirlen == 0，说明我们的命令并没有加参数，默认是对当前文件夹进行操作，因此需要重新对 dirlen赋值为 1，然后把 dirname[0]置为"."。

实现

我们上一步成功得到了，dirnname、dirlen，这样就可以逐个dirname[i]进行处理了！

void do_myls() {  for (int i = 0; i < dirlen; i++) {  if (do_name(dirname[i]) == -1) {  continue;  }  // 且自动字典排序  if ((Vec & t) == t) { // 时间排序  do_t(filenames);  }  if ((Vec & r) == r) { // 逆序  do_r(filenames, file_cnt);  }  printf("当前路径:\"%s\"\n", dirname[i]);  int tag = 0; // 换行  for (int j = 0; j < file_cnt; j++) {  // 拼凑文件名  char path[4096] = {0};  strcpy(path, dirname[i]);  int len = strlen(dirname[i]);  strcpy(&path[len], "/");  strcpy(&path[len + 1], filenames[j]);  tag++;  if ((Vec & a) == 0) {  if ((strcmp(filenames[j], ".") == 0 ||  strcmp(filenames[j], "..") == 0) ||  filenames[j][0] == '.') {  continue;  }  }  struct stat info;  stat(path, &info); // 拉进 info  if (S_ISDIR(info.st_mode) && ((Vec & R) == R)) {  // 如果是目录,那就直接拉进 dirnames:"dirname/filename"  char* tempdirname = (char*)malloc(sizeof(char) * 4096);  strcpy(tempdirname, dirname[i]);  int len = strlen(tempdirname);  strcpy(&tempdirname[len], "/");  strcpy(&tempdirname[len + 1], filenames[j]);  dirname[dirlen++] = tempdirname;  }  if ((Vec & I) == I) {  do_i(path);  }  if ((Vec & s) == s) {  do_s(path);  }  if ((Vec & l) == 0) {  if (S_ISDIR(info.st_mode)) // 判断是否为目录  {  printf(GREEN "%s\t" NONE, filenames[j]);  } else {  printf(BLUE "%s\t" NONE, filenames[j]);  }  }  if ((Vec & l) == l) {  void mode_to_letters();  char modestr[11];  mode_to_letters(info.st_mode, modestr);  printf("%s ", modestr);  printf("%4d ", (int)info.st_nlink);  printf("%-8s ", uid_to_name(info.st_uid));  printf("%-8s ", gid_to_name(info.st_gid));  printf("%8ld ", (long)info.st_size);  printf("%.12s ", ctime(&info.st_mtime));  if (S_ISDIR(info.st_mode)) // 判断是否为目录  {  printf(GREEN "%s\t" NONE, filenames[j]);  } else {  printf(BLUE "%s\t" NONE, filenames[j]);  }  printf("\n");  }  if ((tag % 5 == 0) && ((Vec & l) == 0)) {  printf("\n");  }  }  // 清空容器  for (int k = 0; k < file_cnt; k++) {  memset(filenames[k], 4096, '\0');  }  file_cnt = 0;  } }

这里最关键的就是对-R参数的处理，因为我们的整体框架并不适合做函数的递归，因此我们可以在判断某个filename是一个 dir 之后，就可以把它加入到 dirname 中，并且把 dirlen++，这样就在逻辑上实现了遍历，这里也充分利用了全局变量的优势：牵一发而动全身。

struct stat info;  stat(path, &info); // 拉进 info  if (S_ISDIR(info.st_mode) && ((Vec & R) == R)) {  // 如果是目录,那就直接拉进 dirnames:"dirname/filename"  char* tempdirname = (char*)malloc(sizeof(char) * 4096);  strcpy(tempdirname, dirname[i]);  int len = strlen(tempdirname);  strcpy(&tempdirname[len], "/");  strcpy(&tempdirname[len + 1], filenames[j]);  dirname[dirlen++] = tempdirname;  }

而其它的功能性函数实现起来就很简单了，就不累赘了。

#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include// 标记: -a、-l、-R、-t、-r、-i、-s 参数(向量分量) #define a 0b1000000 #define l 0b0100000 #define R 0b0010000 #define t 0b0001000 #define r 0b0000100 #define I 0b0000010 #define s 0b0000001 // 颜色宏 #define NONE "\033[m" #define GREEN "\033[0;32;32m" #define BLUE "\033[0;32;34m" // 函数声明 void tags_cal(int argc, char* argv[]); void restored_ls(struct dirent* cur_item); void sort(char** filenames, int start, int end); void do_r(char** filenames, int file_cnt); int partition(char** filenames, int start, int end); void swap(char** s1, char** s2); int compare(char* s1, char* s2); char* uid_to_name(uid_t); char* gid_to_name(gid_t); void mode_to_letters(int, char[]); char* uid_to_name(uid_t); // ********函数声明******** void do_i(char filename[]); void do_s(char filename[]); int do_name(char dirname[]); void do_myls(); void do_t(char** filenames); int Vec = 0; char* dirname[4096 * 128]; int dirlen = 0; char* filenames[4096 * 128]; int file_cnt = 0; int main(int argc, char* argv[]) {  tags_cal(argc, argv);  do_myls();  return 0; } void do_myls() {  for (int i = 0; i < dirlen; i++) {  if (do_name(dirname[i]) == -1) {  continue;  }  // 且自动字典排序  if ((Vec & t) == t) { // 时间排序  do_t(filenames);  }  if ((Vec & r) == r) { // 逆序  do_r(filenames, file_cnt);  }  printf("当前路径:\"%s\"\n", dirname[i]);  int tag = 0; // 换行  for (int j = 0; j < file_cnt; j++) {  // 拼凑文件名  char path[4096] = {0};  strcpy(path, dirname[i]);  int len = strlen(dirname[i]);  strcpy(&path[len], "/");  strcpy(&path[len + 1], filenames[j]);  tag++;  if ((Vec & a) == 0) {  if ((strcmp(filenames[j], ".") == 0 ||  strcmp(filenames[j], "..") == 0) ||  filenames[j][0] == '.') {  continue;  }  }  struct stat info;  stat(path, &info); // 拉进 info  if (S_ISDIR(info.st_mode) && ((Vec & R) == R)) {  // 如果是目录,那就直接拉进 dirnames:"dirname/filename"  char* tempdirname = (char*)malloc(sizeof(char) * 4096);  strcpy(tempdirname, dirname[i]);  int len = strlen(tempdirname);  strcpy(&tempdirname[len], "/");  strcpy(&tempdirname[len + 1], filenames[j]);  dirname[dirlen++] = tempdirname;  }  if ((Vec & I) == I) {  do_i(path);  }  if ((Vec & s) == s) {  do_s(path);  }  if ((Vec & l) == 0) {  if (S_ISDIR(info.st_mode)) // 判断是否为目录  {  printf(GREEN "%s\t" NONE, filenames[j]);  } else {  printf(BLUE "%s\t" NONE, filenames[j]);  }  }  if ((Vec & l) == l) {  void mode_to_letters();  char modestr[11];  mode_to_letters(info.st_mode, modestr);  printf("%s ", modestr);  printf("%4d ", (int)info.st_nlink);  printf("%-8s ", uid_to_name(info.st_uid));  printf("%-8s ", gid_to_name(info.st_gid));  printf("%8ld ", (long)info.st_size);  printf("%.12s ", ctime(&info.st_mtime));  if (S_ISDIR(info.st_mode)) // 判断是否为目录  {  printf(GREEN "%s\t" NONE, filenames[j]);  } else {  printf(BLUE "%s\t" NONE, filenames[j]);  }  printf("\n");  }  if ((tag % 5 == 0) && ((Vec & l) == 0)) {  printf("\n");  }  }  // 清空容器  for (int k = 0; k < file_cnt; k++) {  memset(filenames[k], 4096, '\0');  }  file_cnt = 0;  } } void tags_cal(int argc, char* argv[]) {  for (int i = 1; i < argc; i++) {  if (argv[i][0] !=  '-') { // 只接受以'-'开头的参数,其它参数要么错误,要么是文件夹名称或文件名  char* tempdirname = (char*)malloc(sizeof(char) * 4096);  strcpy(tempdirname, argv[i]);  dirname[dirlen++] = tempdirname;  } else {  int len = strlen(argv[i]);  for (int j = 1; j < len; j++) {  switch (argv[i][j]) {  case 'a':  Vec |= a;  break;  case 'l':  Vec |= l;  break;  case 'R':  Vec |= R;  break;  case 't':  Vec |= t;  break;  case 'r':  Vec |= r;  break;  case 'i':  Vec |= I;  break;  case 's':  Vec |= s;  break;  default:  fprintf(stderr, "%c参数错误!\n", argv[i][j]);  break;  }  }  }  }  if (dirlen == 0) {  dirlen = 1;  char* tempdirname = (char*)malloc(sizeof(char) * 2048);  strcpy(tempdirname, ".");  dirname[0] = tempdirname;  } } void do_i(char filename[]) {  struct stat info;  if (stat(filename, &info) == -1)  perror(filename);  printf("%llu\t", info.st_ino); } void do_s(char filename[]) {  struct stat info;  if (stat(filename, &info) == -1)  perror(filename);  printf("%4llu\t", info.st_size / 4096 * 4 + (info.st_size % 4096 ? 4 : 0)); } int do_name(char dirname[]) {  int i = 0;  int len = 0;  DIR* dir_ptr;  struct dirent* direntp;  if ((dir_ptr = opendir(dirname)) == NULL) {  fprintf(stderr, "权限不够,cannot open: %s\n", dirname);  return -1;  } else {  while ((direntp = readdir(dir_ptr))) {  restored_ls(direntp);  }  sort(filenames, 0, file_cnt - 1);  }  printf("\n");  closedir(dir_ptr);  return 1; } void sort(char** filenames, int start, int end) {  if (start < end) {  int position = partition(filenames, start, end);  sort(filenames, start, position - 1);  sort(filenames, position + 1, end);  } } int partition(char** filenames, int start, int end) {  if (!filenames)  return -1;  char* privot = filenames[start];  while (start < end) {  while (start < end && compare(privot, filenames[end]) < 0)  --end;  swap(&filenames[start], &filenames[end]);  while (start < end && compare(privot, filenames[start]) >= 0)  ++start;  swap(&filenames[start], &filenames[end]);  }  return start; } void swap(char** s1, char** s2) {  char* tmp = *s1;  *s1 = *s2;  *s2 = tmp; } int compare(char* s1, char* s2) {  if (*s1 == '.')  s1++;  if (*s2 == '.')  s2++;  while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2) {  ++s1;  ++s2;  if (*s1 == '.')  s1++;  if (*s2 == '.')  s2++;  }  return *s1 - *s2; } void restored_ls(struct dirent* cur_item) {  char* result = (char*)malloc(sizeof(char) * 4096);  strcpy(result, cur_item->d_name);  filenames[file_cnt++] = result; } void mode_to_letters(int mode, char str[]) {  strcpy(str, "----------");  if (S_ISDIR(mode))  str[0] = 'd';  if (S_ISCHR(mode))  str[0] = 'c';  if (S_ISBLK(mode))  str[0] = 'b';  if (mode & S_IRUSR)  str[1] = 'r';  if (mode & S_IWUSR)  str[2] = 'w';  if (mode & S_IXUSR)  str[3] = 'x';  if (mode & S_IRGRP)  str[4] = 'r';  if (mode & S_IWGRP)  str[5] = 'w';  if (mode & S_IXGRP)  str[6] = 'x';  if (mode & S_IROTH)  str[7] = 'r';  if (mode & S_IWOTH)  str[8] = 'w';  if (mode & S_IXOTH)  str[9] = 'x'; } char* gid_to_name(gid_t gid) {  struct group *getgrgid(), *grp_ptr;  static char numstr[10];  if ((grp_ptr = getgrgid(gid)) == NULL) {  sprintf(numstr, "%d", gid);  return numstr;  } else {  return grp_ptr->gr_name;  } } char* uid_to_name(gid_t uid) {  struct passwd* getpwuid();  struct passwd* pw_ptr;  static char numstr[10];  if ((pw_ptr = getpwuid(uid)) == NULL) {  sprintf(numstr, "%d", uid);  return numstr;  } else {  return pw_ptr->pw_name;  } } void do_t(char** filenames) {  char temp[2048] = {0};  struct stat info1;  struct stat info2;  for (int i = 0; i < file_cnt - 1; i++) {  for (int j = i + 1; j < file_cnt; j++) {  stat(filenames[i], &info1);  stat(filenames[j], &info2);  if (info1.st_mtime < info2.st_mtime) {  strcpy(temp, filenames[i]);  strcpy(filenames[i], filenames[j]);  strcpy(filenames[j], temp);  }  }  } } void do_r(char** arr, int file_cnt) {  // 只需要修改指针  char left = 0;  char right = file_cnt - 1;  char temp;  while (left < right) {  char* temp = arr[left];  arr[left] = arr[right];  arr[right] = temp;  left++;  right--;  } }

这个 myls的难点在于整个系统的设计，比如参数怎么处理，怎么根据参数输出相应的信息。而函数的实现就比较简单。