利用stat函数实现ls- l filename功能

功能&函数介绍

在我们使用 ls -l 命令的时候，会输出下面的结果：

在这里，我使用stat函数来实现这一功能。我们知道，stat函数提供了一个结构体，其内容为：

struct stat {
    dev_t         st_dev;       //文件的设备编号
    ino_t         st_ino;       //节点
    mode_t        st_mode;      //文件的类型和存取的权限
    nlink_t       st_nlink;     //连到该文件的硬连接数目，刚建立的文件值为1
    uid_t         st_uid;       //用户ID
    gid_t         st_gid;       //组ID
    dev_t         st_rdev;      //(设备类型)若此文件为设备文件，则为其设备编号
    off_t         st_size;      //文件字节数(文件大小)
    blksize_t     st_blksize;   //块大小(文件系统的I/O 缓冲区大小)
    blkcnt_t      st_blocks;    //块数
    time_t        st_atime;     //最后一次访问时间
    time_t        st_mtime;     //最后一次修改时间
    time_t        st_ctime;     //最后一次改变时间(指属性)
};

基于此，我们就可以获取到我们想要的信息。
根据图片中使用ls -l获得到的信息，我们知道我们需要获得的是块数、文件的类型和存取的权限、硬连接数目、用户ID、组ID、最后一次修改时间、文件名等信息。接下来我们可以分别来进行写。

下面开始讲解这个程序。

头文件

首先是所用到的头文件

#include <stdio.h> //perror和printf等使用
#include <unistd.h> //stat使用
#include <sys/stat.h> //stat使用
#include <sys/types.h> //stat、getpwuid、getgrgid使用
#include <pwd.h>//getpwuid使用
#include <grp.h>//getgrgid使用
#include <time.h> //输出时间ctime使用
#include<stdlib.h> //exit使用

文件类型

我们知道，首先要显示的是文件类型，而文件类型则可使用stat结构体中的st_mode与上S_IFMT即可得到相应的文件类型，然后我们可以使用一个switch判断即可。相应的文件类型分别是：

字符表示	八进制表示	文件类型名称
S_IFSOCK	0140000	套接字
S_IFLINK	0120000	符号链接（软连接）
S_IFREG	0100000	普通文件
S_IFBLK	0060000	块设备
S_IFDIR	0040000	目录
S_IFCHR	0020000	字符设备
S_IFIFO	0010000	管道

代码实现可以写为（因为是示例，所以就用两种常用的文件格式来演示）：

switch(st.st_mode & S_IFMT)
	{
		case S_IFREG:
			printf("-");
			break;
		case S_IFDIR:
			printf("d");
			break;
	}

权限输出（以及输出.）

我们知道用户、用户组、其它的权限信息仍然是保存在st._st_mode中，且其分布分别是：

所有者权限（6~8bit）
所属组权限（3~5bit）
其它人权限（0~2bit）

所以我们可以通过取某一位，然后判断其除以3的余数情况来判断其是否可以读写执行。由于我们输出顺序为所有者、所有者的用户组、其他人，所以我们要先从高位进行取，取的方式就是将st_mode与某一位为1其它位为0的数字相与（为1的位置就是我们想取的那个位置），然后进行判断。若该部分余0，则说明没有该权限，所以为“-”代码如下：

int i = 0;
	for(i = 8;i >= 0;i--)
	{
		if(st.st_mode & (1 << i))
		{
			switch(i%3)
			{
				case 2:
					printf("r");
					break;
				case 1:
					printf("w");
					break;
				case 0:
					printf("x");
					break;
			}
		}
		else
			printf("-");
	}

用于在权限后面有一个“.”，所以我们直接输出它：

1	printf(".");

硬连接数目

接下来就是要输出硬链接的数目，直接读取结构体中的st_nlink即可。所以实现代码如下（记得前面有一个空格）：

1 2	int hardlin = (int)st.st_nlink; printf(" %d",hardlin);

输出所有者名

由于结构体中存储的是用户的uid，所以要想输出所有者名，我们就需要根据uid来获取用户的用户名。我们可以利用读取/etc/passwd进行查找，也可以采用下面的方法，即使用getpwuid()这个函数。

基础知识：
函数原型：

1
2
3

struct passwd *getwnam(const char *name);

struct passwd *getwuid(uid_t uid);

关于getwnam

项目	内容
功能	用来逐一搜索参数name 指定的账号名称, 找到时便将该用户的数据以passwd 结构返回。
返回值	返回 passwd 结构数据, 如果返回NULL 则表示已无数据, 或有错误发生。

关于getpwuid

项目	内容
功能	用来逐一搜索参数uid指定的用户识别码, 找到时便将该用户的数据以passwd结构体返回。
返回值	返回 passwd 结构数据, 如果返回NULL 则表示已无数据, 或有错误发生。

关于passwd结构体

struct passwd
{
    char * pw_name; //用户账号
    char * pw_passwd; //用户密码
    uid_t pw_uid; //用户识别码
    gid_t pw_gid; //组识别码
    char * pw_gecos; //用户全名
    char * pw_dir; //家目录
    char * pw_shell; //所使用的shell 路径
};

根据以上，我们可以直接写出以下代码：

1 2	struct passwd *pw = getpwuid(st.st_uid); printf(" %s",pw->pw_name);

输出所属组名

同上面一样，结构体里面只提供了所属组的GID，所以我们需要根据GID去查找所属组名。方法依然有两种，一为读取/etc/passwd进行查找；二为使用getgrgid()函数进行返回。

基础知识
函数原型：

1 2	struct group getgrnam(const char name)； struct group *getgrgid(gid_t gid);

关于getgrnam

项目	内容
功能	用来以指定的用户组名来搜索组文件, 找到时便将该组的数据以group 结构返回。
返回值	返回 group 结构数据, 如果返回NULL 则表示已无数据, 或有错误发生。

关于getgrgid

项目	内容
功能	用来以指定的gid参数来逐一搜索组文件, 找到时便将该组的数据以group 结构返回。
返回值	返回 group 结构数据, 如果返回NULL 则表示已无数据, 或有错误发生。

关于group结构体

struct group
{
    char *gr_name; //组名称
    char *gr_passwd; //组密码
    gid_t gr_gid; //组识别码
    char **gr_mem; //组成员账号
}

所以实现代码如下：

1 2	struct group *gp=getgrgid(st.st_gid); printf(" %s",gp->gr_name);

输出文件大小、最后修改时间、文件名

文件大小在stat的结构体里面为st.st_size。

输出最后修改时间我们可以直接使用结构体里面的st.st_mtime即可，但是要转换成标准的日期输出方式，我们就需要用到ctime()函数。

其原型如下：

1	char ctime(const time_t timep);

其功能为：ctime()将参数timep所指的time_t 结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果以字符串形态返回。此函数已经由时区转换成当地时间，字符串格式为”Wed Jun 30 21 :49 :08 1993\n”。

所以可以直接写出如下代码：

1	printf(" %s %s\n",ctime(&(st.st_mtime)),argv[1]);

至此，我们使用stat实现ls-l filename功能的程序便写完了。
我们的程序的运行结果如下：

代码参见这里