【云備份】服務端工具類實現

1.文件實用工具類設計

不管是客戶端還是服務端，文件的傳輸備份都涉及到文件的讀寫，包括數據管理信息的持久化也是如此，因此首先設 計封裝文件操作類，這個類封裝完畢之后，則在任意模塊中對文件進行操作時都將變的簡單化。

文件系統庫 - cppreference.com

文件實用工具類FileUtil主要包含以下成員：

namespace cloud {//注意：我們下面這些接口的名稱可能會與系統的那些接口的名字重復，所以最好創建名稱空間來避免名稱污染class FileUtil{public:FileUtil(const std::string& filename) :_filename(filename);//主要針對普通文件的接口int64_t FileSize(); // 獲取文件大小,這里使用64位的有符號的int，防止文件過大導致文件大小顯示異常time_t LastModtime(); // 獲取文件最后一次修改時間time_t LastAccTime(); // 獲取文件最后一次訪問時間std::string FileName(); // 獲取文件路徑中的純文件名稱 a/b/c/test.cc --> test.ccbool SetContent(const std::string& body); // 向文件寫入數據bool GetContent(std::string* body); // 獲取文件內容bool GetPosLen(std::string* body, size_t pos, size_t len); // 獲取文件指定區間的數據bool Compress(const std::string& packname); // 壓縮文件bool UnCompress(const std::string& filename); // 解壓縮文件//主要針對目錄文件的接口bool Exists(); // 判斷文件是否存在bool Remove(); // 刪除文件bool CreateDirectory(); // 創建文件目錄bool ScanDirectory(std::vector<std::string>* array); // 瀏覽指定目錄下的所有文件，保存了該目錄下所有的文件名稱private:std::string _filename; // 文件名--包含路徑};
};
  • _filename：文件名稱（包含路徑），例如 a/b/c/test.cc；
  • FileUtil：構造函數；
  • FileSize：獲取文件大小；
  • LastModtime：獲取文件最后一次修改時間；
  • LastAccTime：獲取文件最后一次訪問時間，這個是為了我們后面的熱點文件管理，如果一個文件很久都沒有被訪問過，我們就要對它進行壓縮處理
  • FileName：獲取文件路徑中的純文件名稱，比如說我們傳入了路徑名 a/b/c/test.cc ，使用Filename只獲取最后的文件名test.cc；
  • GetPosLen：獲取文件指定區間的數據；這個主要是為了我們后面的斷點續傳功能。
  • GetContent：獲取文件內容；這里函數參數使用指針的原因是它是一個輸入輸出型參數，文件的內容都會被傳入到這個指針指向的那塊地方。當然你使用引用也是可以的。
  • SetContent：向文件寫入數據；這里函數參數使用引用的原因是它是一個輸入型參數，使用引用能提高效率
  • Compress：壓縮文件；
  • UnCompress：解壓縮文件；
  • Exists：判斷文件是否存在；
  • Remove：刪除文件；
  • CreateDirectory：創建文件目錄；
  • GetDirectory：瀏覽指定目錄下的所有文件；我們說Linux下一切皆是文件，目錄也是。

我們這里不單單對普通文件進行處理，我們對目錄文件也設計了接口。

首先我們打開我們的云服務器看看

這些都是我們之前實驗下來的那些文件啊，我們現在把不必要的文件進行刪除

我們創建一個util.hpp，把我們上面的東西給搞進去。

2.文件實用工具類實現

2.1.獲取文件屬性操作的實現

  • FileSize()函數的實現
int64_t FileSize(); // 獲取文件大小,這里使用64位的有符號的int，防止文件過大導致文件大小顯示異常

這個需要我們了解一下不太常用的接口函數——stat

man 2 STAT

?

stat函數用于獲取與指定路徑名相關聯的文件或目錄的屬性，并將這些屬性填充到一個struct stat結構體中。以下是stat函數的函數原型：?

int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
  • pathname是要獲取屬性的文件或目錄的路徑名；
  • statbuf是一個指向struct stat結構體的指針，用于存儲獲取到的屬性信息；

stat函數返回一個整數值，如果操作成功，返回0；

如果出現錯誤，返回-1，并設置errno全局變量以指示錯誤的類型。

  • ?struct stat類型

我們來看看能獲取到什么文件信息！

在C語言中，struct stat是一個用于表示文件或文件系統對象屬性的結構體類型。

這個結構體通常用于與文件和目錄相關的操作，例如獲取文件的大小、訪問權限、最后修改時間等信息。

struct stat類型的定義通常由操作系統提供，因此其具體字段可能會因操作系統而異。

以下是一個典型的struct stat結構體的字段，盡管具體字段可能會因操作系統而異：

struct stat {dev_t     st_dev;         // 文件所在設備的IDino_t     st_ino;         // 文件的inode號mode_t    st_mode;        // 文件的訪問權限和類型nlink_t   st_nlink;       // 文件的硬鏈接數量uid_t     st_uid;         // 文件的所有者的用戶IDgid_t     st_gid;         // 文件的所有者的組IDoff_t     st_size;        // 文件的大小（以字節為單位）time_t    st_atime;       // 文件的最后訪問時間time_t    st_mtime;       // 文件的最后修改時間time_t    st_ctime;       // 文件的最后狀態改變時間blksize_t st_blksize;     // 文件系統I/O操作的最佳塊大小blkcnt_t  st_blocks;      // 文件占用的塊數
};

?我們也可以在上面的界面往下滑！看看我的系統的真實情況是啥

現在我們就應該知道怎么設計這個FileSize函數了吧！因為我們這有sz_size函數

int64_t FileSize() // 獲取文件大小,這里使用64位的有符號的int，防止文件過大導致文件大小顯示異常
{struct stat st;int re = stat(_filename.c_str(), &st);if (re < 0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout << "Get FileSize Failed!!" <<std::endl;return -1;}return st.st_size;
}
  • LastModtime()和LastAcctime()的實現

其實這個和上面的FileSize()是差不多的，只不過……算了先開下面這個

struct timespec?是 C 語言中用于表示高精度時間的結構體，尤其在 Linux/Unix 系統中廣泛使用。它設計用來存儲時間的秒（tv_sec）和納秒（tv_nsec）分量，提供比傳統的?time_t（僅秒級）更高的時間精度。

#include <time.h>  // 需要包含的頭文件struct timespec {time_t   tv_sec;   // 秒（自 1970-01-01 00:00:00 UTC 的秒數）long     tv_nsec;  // 納秒（0 到 999,999,999）
};

來看看怎么使用?

測試函數——獲取當前時間（納秒級）

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main() {struct timespec ts;// 獲取系統實時時鐘（CLOCK_REALTIME）if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts) == -1) {perror("clock_gettime");return 1;}printf("Current time: %lld seconds, %ld nanoseconds\n",(long long)ts.tv_sec, ts.tv_nsec);return 0;
}

?

現在我們就應該知道怎么使用了

 time_t LastModtime() // 獲取文件最后一次修改時間{struct stat st;int re = stat(_filename.c_str(), &st);if (re < 0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout << "Get LastModtime Failed!!" <<std::endl;return -1;}return st.st_mtim.tv_sec;}time_t LastAcctime() // 獲取文件最后一次訪問時間{struct stat st;int re = stat(_filename.c_str(), &st);if (re < 0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout << "Get LastAccTime Failed!!" <<std::endl;return -1;}return st.st_atim.tv_sec;}
  • Filename()的實現

我們知道我們的路徑名都是用/來進行分割的，比如./a/b.txt，那么我們只需要獲取最后一個/后面到最末尾的東西即可

 std::string FileName() // 獲取文件路徑中的純文件名稱 a/b/c/test.cc --> test.cc{size_t pos = _filename.find_last_of("/");//尋找最后一個/if (pos == std::string::npos)//沒找到，說明沒有/{return _filename;}return _filename.substr(pos + 1);//從pos+1位置截取到末尾}
  • 小測試

我們目前寫的代碼就是現在這樣子

util.hpp

#include<iostream>
#include<fstream>
#include<string>
#include<vector>
#include <time.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>namespace cloud {//注意：我們下面這些接口的名稱可能會與系統的那些接口的名字重復，所以最好創建名稱空間來避免名稱污染class FileUtil{public:FileUtil(const std::string& filename):_filename(filename){}//主要針對普通文件的接口int64_t FileSize() // 獲取文件大小,這里使用64位的有符號的int，防止文件過大導致文件大小顯示異常{struct stat st;int re=stat(_filename.c_str(),&st);if(re<0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout<<"Get FileSize Failed!!"<<std::endl;return -1;}return st.st_size;}time_t LastModtime() // 獲取文件最后一次修改時間{struct stat st;int re = stat(_filename.c_str(), &st);if (re < 0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout << "Get LastModtime Failed!!" << std::endl;return -1;}return st.st_mtim.tv_sec;}time_t LastAcctime() // 獲取文件最后一次訪問時間{struct stat st;int re = stat(_filename.c_str(), &st);if (re < 0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout << "Get LastAcctime Failed!!" << std::endl;return -1;}return st.st_atim.tv_sec;}std::string FileName() // 獲取文件路徑中的純文件名稱 a/b/c/test.cc --> test.cc{size_t pos=_filename.find_last_of("/");//尋找最后一個/if(pos==std::string::npos)//沒找到，說明沒有/{return _filename;}return _filename.substr(pos+1);//從pos截取到末尾}private:std::string _filename; // 文件名--包含路徑};
};

?代碼寫到這里我們，我們必須進行測試我們的代碼對不對，要不然寫到后面我們一直報錯就不好了

cloud.cc

#include"util.hpp"
void FileUtilTest(const std::string &filename)
{cloud::FileUtil fu(filename);std::cout<<fu.FileSize()<<std::endl;std::cout<<fu.LastModtime()<<std::endl;std::cout<<fu.LastAcctime()<<std::endl;std::cout<<fu.FileName()<<std::endl;}
int main(int argc,char*argv[])
{       FileUtilTest(argv[1]);
}

makefile

cloud:cloud.cc util.hppg++ $^ -o $@
.PHONY:clean
clean:rm -f cloud

?我們編譯運行一下

這個就很好了！！?

我們去看看

我們只是在main函數里面添加了一句retrun 0，就發現它們都修改了?

我們再看Filename（）的測試，也是很不錯！！

這就說明我們完成的代碼就很好了

接下來我要講一下git，如果只想看項目的可以往下一節去了

首先我們先創建本地倉庫

?然后配置本地倉庫

接著提交，發現git add *報錯了?

?我們有兩種解決方法，但是我只選擇下面這種

直接包含子目錄代碼（不保留 Git 歷史）

如果這些目錄不需要獨立維護（例如你只是復制了代碼，不需要跟蹤它們的更新），可以刪除它們的?.git?文件夾，再添加到父倉庫。

刪除子目錄中的?.git?文件夾：

rm -rf bundle/.git cpp-httplib/.git

重新添加所有文件，提交更改

接下來要把它推送到遠程倉庫里面去，首先我們要先創建一個遠程倉庫

?

有了本地倉庫和遠程倉庫后，可以將二者關聯起來，以便推送和拉取代碼：

  • 在本地倉庫中，執行以下命令來添加遠程倉庫的地址：

git remote add origin <遠程Git倉庫地址>

其中，<遠程Git倉庫地址>是你的遠程Git倉庫的網址。

對于如何獲取遠程Git倉庫地址，我們舉例說明：

比如，你的遠程Git倉庫地址為：

https://github.com/your/your.git

那么你在本地使用“git remote add origin”指令的語法就應該是：

git remote add origin https://github.com/your/your.git

執行這條指令之后，你的本地項目就與遠程Git倉庫建立了連接，你就可以開始對你的代碼進行版本追蹤和協作開發了。

?

  • 檢查關聯是否成功，執行以下命令：

git remote -v
  • 推送到遠程倉庫

關聯完成后，可以將本地倉庫中的代碼推送到遠程倉庫中：

git push -f origin master

注意：-f是強制的意思?

這樣就將本地倉庫中的代碼推送到了遠程倉庫的?master?分支上。如果是第一次推送，可能需要輸入用戶名和密碼進行身份認證。

?

?這很好了

git remote add origin的一些常用操作
1. 更改默認的遠程倉庫
在項目中可能存在多個遠程倉庫，如果你想更改默認倉庫，可以使用如下指令：

git remote set-url origin <新的遠程Git倉庫地址>

2. 查看當前的遠程倉庫
如果你想查看當前項目的遠程倉庫，可以使用如下指令：

git remote -v

3. 刪除遠程倉庫
如果你需要刪除已經添加的遠程倉庫，可以使用如下指令：

git remote rm origin

執行這條指令之后，Git就會將已經添加的名為“origin”的倉庫刪除。

2.2.文件的讀寫操作的實現

GetPosLen()函數

bool GetPosLen(std::string* body, size_t pos, size_t len)
{std::ifstream ifs;ifs.open(_filename, std::ios::binary);//打開文件，以二進制方式來讀取數據if (ifs.is_open() == false)//打開失敗{std::cout << "GetPosLen: open file failed!" << std::endl;return false;}size_t fsize = this->FileSize();//獲取文件大小if (pos + len > fsize)//超過文件大小了{std::cout << "GetPosLen: get file len error" << std::endl;return false;}ifs.seekg(pos, std::ios::beg); // 將文件指針定位到pos處body->resize(len);//把存儲讀取的數據的載體的大小修改到夠大的ifs.read(&(*body)[0], len);//讀取數據,注意這里body是指針，需要先解引用if (ifs.good() == false)//上次讀取出錯了{std::cout << "GetPosLen: get file content failed" << std::endl;ifs.close();return false;}ifs.close();return true;
}

GetContent()

bool GetContent(std::string* body)
{size_t fsize = FileSize();return GetPosLen(body, 0, fsize);
}

?SetContent()

bool SetContent(const std::string& body)//寫入數據
{std::ofstream ofs;//也就是輸出ofs.open(_filename, std::ios::binary);//以二進制模式打開if (ofs.is_open() == false)//打開失敗{std::cout << "SetContent: write open file failed" << std::endl;return false;}ofs.write(&body[0], body.size());if (ofs.good() == false)//上次寫入文件數據出錯了{std::cout << "SetContent: write open file failed" << std::endl;ofs.close();return false;}ofs.close();return true;
}

接下來我們來測試一下

cloud.cc

#include"util.hpp"
void FileUtilTest(const std::string &filename)
{cloud::FileUtil fu(filename);std::string body;fu.GetContent(&body);cloud::FileUtil nfu("./hello.txt");nfu.SetContent(body);}
int main(int argc,char*argv[])
{FileUtilTest(argv[1]);return 0;

我們進去看看

?

簡直一模一樣。但是看著一樣是不一定一樣的，我們需要借助工具來看看是不是一樣的

很顯然是一樣的了。

同樣的，在這里，我們還是需要使用git來進行備份一下

?

2.3.文件壓縮和解壓縮操作

接下來來實現Compress函數和Uncompress函數。這是非常簡單的。

bool Compress(const std::string& packname)
{// 1.獲取源文件數據std::string body;if (this->GetContent(&body) == false)//源文件數據都存儲在body里面{//獲取源文件數據失敗std::cout << "compress get file content failed" << std::endl;return false;}// 2.對數據進行壓縮std::string packed = bundle::pack(bundle::LZIP, body);// 3.將壓縮的數據存儲到壓縮包文件中FileUtil fu(packname);if (fu.SetContent(packed) == false){//壓縮數據寫入壓縮包文件失敗std::cout << "compress write packed data failed!" << std::endl;return false;}return true;
}

接下來看解壓縮的操作

bool UnCompress(const std::string& filename)
{// 1.將當前壓縮包數據讀取出來std::string body;if (this->GetContent(&body) == false){std::cout << "Uncompress get file content failed!" << std::endl;return false;}// 2.對壓縮的數據進行解壓縮std::string unpacked = bundle::unpack(body);// 3.將解壓縮的數據寫入到新文件中FileUtil fu(filename);if (fu.SetContent(unpacked) == false){std::cout << "Uncompress write packed data failed!" << std::endl;return false;}return true;
}

由于我們bundle庫是第三方庫，所以不要忘記了添加頭文件

除此之外還是不夠的，我們還需要將bundle.h和bundle.cpp拷貝到當前目錄下來

好，現在我們來測試一下

makefile

cloud:cloud.cc util.hpp bundle.cppg++ $^ -o $@ -lpthread
.PHONY:clean
clean:rm -f cloud

?cloud.cc

#include"util.hpp"
void FileUtilTest(const std::string &filename)
{cloud::FileUtil fu(filename);fu.Compress(filename+".lz");cloud::FileUtil pfu(filename+".lz");pfu.UnCompress("hello.txt");}
int main(int argc,char*argv[])
{FileUtilTest(argv[1]);return 0;
}

我們編譯運行一下

這些警告不管。

?

?2.4.目錄文件操作實現

我們先來認識一個接口——scandir，c語言里面瀏覽一個目錄的內容

看到三級指針就蒙蔽了！所以這個接口用起來是不太好用的，這個時候就需要借助C++17所支持的filesystem了。

std::experimental::filesystem 庫是 C++ 標準庫的一部分，最早出現在 C++17 中，并被視為實驗性的文件系統庫。它提供了一組類和函數，用于處理文件系統操作，如文件和目錄的創建、訪問、遍歷、復制、刪除等。這個庫的目的是使文件系統操作更加便捷，同時具有跨平臺性，因此你可以在不同操作系統上執行相同的文件操作，而不需要考慮底層細節。

以下是一些 std::experimental::filesystem 庫的主要特性和功能：

  1. std::experimental::filesystem::path 類：用于表示文件路徑。它可以自動處理不同操作系統的路徑分隔符，使得代碼更具可移植性。
  2. 文件和目錄操作：這個庫提供了許多函數來執行常見的文件和目錄操作，包括文件創建、復制、移動、刪除，以及目錄的創建、刪除、遍歷等。
  3. 文件屬性查詢：你可以使用這個庫來查詢文件和目錄的屬性，如文件大小、修改時間等。
  4. 異常處理：std::experimental::filesystem 庫定義了一些異常類，以處理與文件系統操作相關的錯誤，如文件不存在或無法訪問等問題。
  5. 迭代器：你可以使用迭代器來遍歷目錄中的文件和子目錄，這是一個非常方便的功能，用于遞歸遍歷文件系統。

需要注意的是，盡管 std::experimental::filesystem 在 C++17 中引入，但它是一個實驗性的特性，并且不一定在所有編譯器和平臺上都得到完全支持。因此，一些編譯器可能需要特定的編譯選項或配置才能使用這個庫。

從 C++17 開始，文件系統庫已正式成為 C++ 標準的一部分，并遷移到 std::filesystem 命名空間中，而不再是實驗性的特性。因此，在新的 C++標準中，建議使用 std::filesystem 庫來執行文件系統操作。

大家想要了解具體內容請去：文件系統庫 - cppreference.com

  • ScanDirectory()函數的實現?

我們點開這個?

?

我們看看例子

可能大家看不太懂，我加注釋給你們看看?

// 使用實驗性文件系統庫（C++17 前需用 experimental 命名空間，C++17 后改為 std::filesystem）
#include <experimental/filesystem>
#include <fstream>  // 文件流操作（如創建文件）
#include <iostream> // 輸入輸出流// 為實驗性文件系統庫定義別名 fs，簡化代碼
namespace fs = std::experimental::filesystem;int main() {// 1. 創建嵌套目錄 "sandbox/a/b"// create_directories 會遞歸創建所有不存在的父目錄fs::create_directories("sandbox/a/b");// 2. 在 sandbox 目錄下創建兩個空文件// 使用 std::ofstream 的構造函數直接創建文件（文件內容為空）std::ofstream{"sandbox/file1.txt"}; // 創建 file1.txtstd::ofstream{"sandbox/file2.txt"}; // 創建 file2.txt// 3. 遍歷 sandbox 目錄下的所有條目并打印路徑// directory_iterator 用于遍歷目錄內容// entry 是目錄條目，包含文件/子目錄的信息std::cout << "目錄內容:\n";for (const fs::directory_entry& entry : fs::directory_iterator{"sandbox"}) {// 直接輸出 entry 會顯示其完整路徑（需支持 operator<< 重載）std::cout << "  " << entry << '\n'; }// 4. 遞歸刪除整個 sandbox 目錄及其內容// remove_all 會刪除目錄、子目錄和所有文件fs::remove_all("sandbox");return 0;
}

?這樣子就很簡單易懂了。

我們完全可以將其復制下來，就能知道怎么使用這個代碼了。

bool ScanDirectory(std::vector<std::string> *array){for(auto& p : fs::directory_iterator(_filename)) // 迭代器遍歷指定目錄下的文件{if(fs::is_directory(p) == true) continue;// relative_path 帶有路徑的文件名array->push_back(fs::path(p).relative_path().string());}return true;}

注意：迭代器返回的p不是string，不能直接將p添加進array里面，我們需要使用path將其轉換成string

?

我們進去看看怎么使用

我們發現它打印的都是帶有\的文件名，這就是我們要找的。

此外注意relative_path函數返回的是一個path對象

而我們是要string的，所以我們還是需要借助path的接口string()，這個自己去官網看

  • Exists()的實現

我們去剛剛那個網站，就很容易看到下面這個?

點進去看就明白了

也就是下面這個

bool exists(const path& p);

檢查給定的路徑（path）是否對應一個實際存在的文件或目錄。?

返回值：

  • 若路徑?p?對應的文件或目錄存在，返回?true；否則返回?false。

現在我們很容易就寫出下面這個?

namespace fs = std::experimental::filesystem;
bool Exists()
{return fs::exists(_filename);
}
  • ??Remove()的實現

點進去看看?

?我們借助DeepSeek幫我們解析這個函數的用法

  • remove：刪除單個文件或空目錄（類似 POSIX 的?remove）。

    • 符號鏈接處理：刪除符號鏈接本身，而非其指向的目標。

    • 限制：若路徑是目錄，必須為空才能刪除，否則失敗。

bool remove(const path& p);

  • p?– 要刪除的文件或空目錄的路徑。

  • 返回值：

    • 成功刪除或文件不存在時返回?true。

    • 若路徑存在但刪除失敗（如目錄非空或權限不足），返回?false。

bool Remove()
{if(Exists() == false){return true;}remove(_filename.c_str());return true;
}
  • ?CreateDirectory()的實現

還是熟悉的配方，我不過多說，大家不懂的可以去這里看：Filesystem library - cppreference.com

bool CreateDirectory()
{if (Exists()) return true;//如果存在，則直接返回true即可return fs::create_directories(_filename);//不存在的話，創建一個文件
}

注意要包含頭文件#include <experimental/filesystem>

接下來來測試一下

Util.hpp

#include<iostream>
#include<fstream>
#include<string>
#include<vector>
#include <time.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include"bundle.h"
#include <experimental/filesystem>namespace cloud {//注意：我們下面這些接口的名稱可能會與系統的那些接口的名字重復，所以最好創建名稱空間來避免名稱污染namespace fs = std::experimental::filesystem;class FileUtil{public:FileUtil(const std::string& filename):_filename(filename){}//主要針對普通文件的接口int64_t FileSize() // 獲取文件大小,這里使用64位的有符號的int，防止文件過大導致文件大小顯示異常{struct stat st;int re=stat(_filename.c_str(),&st);if(re<0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout<<"Get FileSize Failed!!"<<std::endl;return -1;}return st.st_size;}time_t LastModtime() // 獲取文件最后一次修改時間{struct stat st;int re = stat(_filename.c_str(), &st);if (re < 0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout << "Get LastModtime Failed!!" << std::endl;return -1;}return st.st_mtim.tv_sec;}time_t LastAcctime() // 獲取文件最后一次訪問時間{struct stat st;int re = stat(_filename.c_str(), &st);if (re < 0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout << "Get LastAcctime Failed!!" << std::endl;return -1;}return st.st_atim.tv_sec;}std::string FileName() // 獲取文件路徑中的純文件名稱 a/b/c/test.cc --> test.cc{size_t pos=_filename.find_last_of("/");//尋找最后一個/if(pos==std::string::npos)//沒找到，說明沒有/{return _filename;}return _filename.substr(pos+1);//從pos截取到末尾}bool GetPosLen(std::string* body, size_t pos, size_t len){std::ifstream ifs;ifs.open(_filename, std::ios::binary);//打開文件，以二進制方式來讀取數據if (ifs.is_open() == false)//打開失敗{std::cout << "GetPosLen: open file failed!" << std::endl;return false;}size_t fsize = this->FileSize();//獲取文件大小if (pos + len > fsize)//超過文件大小了{std::cout << "GetPosLen: get file len error" << std::endl;return false;}ifs.seekg(pos, std::ios::beg); // 將文件指針定位到pos處body->resize(len);//把存儲讀取的數據的載體的大小修改到夠大的ifs.read(&(*body)[0], len);//讀取數據if (ifs.good() == false)//上次讀取出錯了{std::cout << "GetPosLen: get file content failed" << std::endl;ifs.close();return false;}ifs.close();return true;}bool GetContent(std::string* body){size_t fsize = FileSize();return GetPosLen(body, 0, fsize);}bool SetContent(const std::string& body)//寫入數據{std::ofstream ofs;//也就是輸出ofs.open(_filename, std::ios::binary);//以二進制模式打開if (ofs.is_open() == false)//打開失敗{std::cout << "SetContent: write open file failed" << std::endl;return false;}ofs.write(&body[0], body.size());if (ofs.good() == false)//上次寫入文件數據出錯了{std::cout << "SetContent: write open file failed" << std::endl;ofs.close();return false;}ofs.close();return true;}bool Compress(const std::string& packname){// 1.獲取源文件數據std::string body;if (this->GetContent(&body) == false)//源文件數據都存儲在body里面{//獲取源文件數據失敗std::cout << "compress get file content failed" << std::endl;return false;}// 2.對數據進行壓縮std::string packed = bundle::pack(bundle::LZIP, body);// 3.將壓縮的數據存儲到壓縮包文件中FileUtil fu(packname);if (fu.SetContent(packed) == false){//壓縮數據寫入壓縮包文件失敗std::cout << "compress write packed data failed!" << std::endl;return false;}return true;}bool UnCompress(const std::string& filename){// 1.將當前壓縮包數據讀取出來std::string body;if (this->GetContent(&body) == false){std::cout << "Uncompress get file content failed!" << std::endl;return false;}// 2.對壓縮的數據進行解壓縮std::string unpacked = bundle::unpack(body);// 3.將解壓縮的數據寫入到新文件中FileUtil fu(filename);if (fu.SetContent(unpacked) == false){std::cout << "Uncompress write packed data failed!" << std::endl;return false;}return true;}bool Exists(){return fs::exists(_filename);}bool Remove(){if (Exists() == false){return true;}remove(_filename.c_str());return true;}bool CreateDirectory(){if (Exists()) return true;return fs::create_directories(_filename);}bool ScanDirectory(std::vector<std::string>* array){for (auto& p : fs::directory_iterator(_filename)) // 迭代器遍歷指定目錄下的文件,從那個網站上面復制下來的{if (fs::is_directory(p) == true)//如果是目錄，就不添加進當前目錄的文件里continue;// relative_path 帶有路徑的文件名array->push_back(fs::path(p).relative_path().string());//添加文件//注意迭代器返回的p不是string，不能直接將p添加進array里面，我們需要使用path將其}return true;}private:std::string _filename; // 文件名--包含路徑};
};

cloud.cc?

#include"util.hpp"
void FileUtilTest(const std::string &filename)
{cloud::FileUtil fu(filename);fu.CreateDirectory();std::vector<std::string>arry;fu.ScanDirectory(&arry);for(auto&a:arry){std::cout<<a<<std::endl;}
}
int main(int argc,char*argv[])
{FileUtilTest(argv[1]);return 0;
}

?注意我們這個是使用了c++17里面的文件系統，這是需要我們額外鏈接的！

makefile

cloud:cloud.cc util.hpp bundle.cppg++ $^ -o $@ -lpthread -lstdc++fs
.PHONY:clean
clean:rm -f cloud

編譯運行

發現它創建了一個目錄

?

這個文件管理寫的很好了吧！！

還是老樣子！git push一下

?

?3.JSON實用工具類實現

Jsoncpp已經為我們你提供了序列化與反序列化接口，但是為了使得實用更加便捷，我們可以自己再封裝一個JsonUtil的類。

JsonUtil類中包含以下成員

class JsonUtil
{
public://這里使用static，是為了方便我們直接調用即可static bool Serialize(const Json::Value &root, std::string *str); // 序列化操作static bool Unserialize(const std::string &str, Json::Value *root); // 反序列化操作
};

由于前面的章節已經介紹過Json的使用，接下來我們直接看函數的實現。

class JsonUtil {
public:/*** @brief 將 Json::Value 對象序列化為字符串* @param root 輸入的 JSON 數據結構（待序列化）* @param str 輸出的序列化后的字符串* @return true 序列化成功，false 序列化失敗*/static bool Serialize(const Json::Value &root, std::string *str) {// 1. 創建 JSON 流寫入器構建器（可配置格式化選項，如縮進）Json::StreamWriterBuilder swb;// 2. 通過構建器生成 StreamWriter 對象（unique_ptr 自動管理內存）std::unique_ptr<Json::StreamWriter> sw(swb.newStreamWriter());std::stringstream ss;  // 用于存儲序列化結果// 3. 將 JSON 數據寫入流// 返回值 0 表示成功，非 0 表示失敗（JsonCpp 的約定）if (sw->write(root, &ss) != 0) {std::cout << "JSON 序列化失敗！" << std::endl;return false;}// 4. 將 stringstream 內容轉為字符串*str = ss.str();return true;}/*** @brief 將字符串反序列化為 Json::Value 對象* @param str 輸入的 JSON 格式字符串* @param root 輸出的解析后的 JSON 數據結構* @return true 解析成功，false 解析失敗*/static bool Unserialize(const std::string &str, Json::Value *root) {// 1. 創建 JSON 字符讀取器構建器Json::CharReaderBuilder crb;// 2. 通過構建器生成 CharReader 對象（unique_ptr 自動管理內存）std::unique_ptr<Json::CharReader> cr(crb.newCharReader());std::string err;  // 存儲解析錯誤信息// 3. 解析字符串// 參數說明：// - str.c_str()：字符串起始地址// - str.c_str() + str.size()：字符串結束地址// - root：輸出解析后的 JSON 對象// - &err：錯誤信息輸出bool ret = cr->parse(str.c_str(), str.c_str() + str.size(), root, &err);if (!ret) {std::cout << "JSON 解析錯誤: " << err << std::endl;return false;}return true;}
};

接下來來測試一下

makefile?

cloud:cloud.cc util.hpp bundle.cppg++ $^ -o $@ -lpthread -lstdc++fs -ljsoncpp
.PHONY:clean
clean:rm -f cloud

cloud.cc?

?

#include"util.hpp"
void JsonUtilTest()
{// 定義并初始化一個常量字符指針，指向字符串"小明"// 定義一個整型變量并初始化為18，表示年齡int age  = 18;// 定義一個浮點型數組，存儲三門課程的成績float score[] = {77.5, 88, 93.6};// 定義一個Json::Value對象，作為JSON數據的根節點Json::Value root;// 向root中添加一個鍵值對，鍵為"name"，值為name所指向的字符串root["name"] ="xiaoming";// 向root中添加一個鍵值對，鍵為"age"，值為整型變量ageroot["age"] = age;// 向root中添加一個鍵為"成績"的數組，并依次添加score數組中的元素// 使用append函數向數組中插入數據root["chengji"].append(score[0]);root["chengji"].append(score[1]);root["chengji"].append(score[2]);std::string json_str;cloud::JsonUtil::Serialize(root,&json_str);std::cout<<json_str<<std::endl;Json::Value val;cloud::JsonUtil::Unserialize(json_str,&val);std::cout<<val["name"].asString()<<std::endl;std::cout<<val["age"].asInt()<<std::endl;for(int i=0;i<val["chengji"].size();i++){std::cout<<val["chengji"][i].asFloat()<<std::endl;}
}
int main(int argc,char*argv[])
{JsonUtilTest();return 0;
}

我們編譯運行一下

?

很完美

好了，我們git push一下即可

?

?

4.util.hpp源代碼

#include<iostream>
#include<fstream>
#include<string>
#include<vector>
#include <time.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include"bundle.h"
#include <experimental/filesystem>
#include <jsoncpp/json/json.h>namespace cloud {//注意：我們下面這些接口的名稱可能會與系統的那些接口的名字重復，所以最好創建名稱空間來避免名稱污染namespace fs = std::experimental::filesystem;class FileUtil{public:FileUtil(const std::string& filename):_filename(filename){}//主要針對普通文件的接口int64_t FileSize() // 獲取文件大小,這里使用64位的有符號的int，防止文件過大導致文件大小顯示異常{struct stat st;int re=stat(_filename.c_str(),&st);if(re<0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout<<"Get FileSize Failed!!"<<std::endl;return -1;}return st.st_size;}time_t LastModtime() // 獲取文件最后一次修改時間{struct stat st;int re = stat(_filename.c_str(), &st);if (re < 0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout << "Get LastModtime Failed!!" << std::endl;return -1;}return st.st_mtim.tv_sec;}time_t LastAcctime() // 獲取文件最后一次訪問時間{struct stat st;int re = stat(_filename.c_str(), &st);if (re < 0)//stat函數獲取文件屬性失敗了{std::cout << "Get LastAcctime Failed!!" << std::endl;return -1;}return st.st_atim.tv_sec;}std::string FileName() // 獲取文件路徑中的純文件名稱 a/b/c/test.cc --> test.cc{size_t pos=_filename.find_last_of("/");//尋找最后一個/if(pos==std::string::npos)//沒找到，說明沒有/{return _filename;}return _filename.substr(pos+1);//從pos截取到末尾}bool GetPosLen(std::string* body, size_t pos, size_t len){std::ifstream ifs;ifs.open(_filename, std::ios::binary);//打開文件，以二進制方式來讀取數據if (ifs.is_open() == false)//打開失敗{std::cout << "GetPosLen: open file failed!" << std::endl;return false;}size_t fsize = this->FileSize();//獲取文件大小if (pos + len > fsize)//超過文件大小了{std::cout << "GetPosLen: get file len error" << std::endl;return false;}ifs.seekg(pos, std::ios::beg); // 將文件指針定位到pos處body->resize(len);//把存儲讀取的數據的載體的大小修改到夠大的ifs.read(&(*body)[0], len);//讀取數據if (ifs.good() == false)//上次讀取出錯了{std::cout << "GetPosLen: get file content failed" << std::endl;ifs.close();return false;}ifs.close();return true;}bool GetContent(std::string* body){size_t fsize = FileSize();return GetPosLen(body, 0, fsize);}bool SetContent(const std::string& body)//寫入數據{std::ofstream ofs;//也就是輸出ofs.open(_filename, std::ios::binary);//以二進制模式打開if (ofs.is_open() == false)//打開失敗{std::cout << "SetContent: write open file failed" << std::endl;return false;}ofs.write(&body[0], body.size());if (ofs.good() == false)//上次寫入文件數據出錯了{std::cout << "SetContent: write open file failed" << std::endl;ofs.close();return false;}ofs.close();return true;}bool Compress(const std::string& packname){// 1.獲取源文件數據std::string body;if (this->GetContent(&body) == false)//源文件數據都存儲在body里面{//獲取源文件數據失敗std::cout << "compress get file content failed" << std::endl;return false;}// 2.對數據進行壓縮std::string packed = bundle::pack(bundle::LZIP, body);// 3.將壓縮的數據存儲到壓縮包文件中FileUtil fu(packname);if (fu.SetContent(packed) == false){//壓縮數據寫入壓縮包文件失敗std::cout << "compress write packed data failed!" << std::endl;return false;}return true;}bool UnCompress(const std::string& filename){// 1.將當前壓縮包數據讀取出來std::string body;if (this->GetContent(&body) == false){std::cout << "Uncompress get file content failed!" << std::endl;return false;}// 2.對壓縮的數據進行解壓縮std::string unpacked = bundle::unpack(body);// 3.將解壓縮的數據寫入到新文件中FileUtil fu(filename);if (fu.SetContent(unpacked) == false){std::cout << "Uncompress write packed data failed!" << std::endl;return false;}return true;}bool Exists(){return fs::exists(_filename);}bool Remove(){if (Exists() == false){return true;}remove(_filename.c_str());return true;}bool CreateDirectory(){if (Exists()) return true;return fs::create_directories(_filename);}bool ScanDirectory(std::vector<std::string>* array){for (auto& p : fs::directory_iterator(_filename)) // 迭代器遍歷指定目錄下的文件,從那個網站上面復制下來的{if (fs::is_directory(p) == true)//如果是目錄，就不添加進當前目錄的文件里continue;// relative_path 帶有路徑的文件名array->push_back(fs::path(p).relative_path().string());//添加文件//注意迭代器返回的p不是string，不能直接將p添加進array里面，我們需要使用path將其}return true;}private:std::string _filename; // 文件名--包含路徑};class JsonUtil {public:/*** @brief 將 Json::Value 對象序列化為字符串* @param root 輸入的 JSON 數據結構（待序列化）* @param str 輸出的序列化后的字符串* @return true 序列化成功，false 序列化失敗*/static bool Serialize(const Json::Value &root, std::string *str) {// 1. 創建 JSON 流寫入器構建器（可配置格式化選項，如縮進）Json::StreamWriterBuilder swb;// 2. 通過構建器生成 StreamWriter 對象（unique_ptr 自動管理內存）std::unique_ptr<Json::StreamWriter> sw(swb.newStreamWriter());std::stringstream ss;  // 用于存儲序列化結果// 3. 將 JSON 數據寫入流// 返回值 0 表示成功，非 0 表示失敗（JsonCpp 的約定）if (sw->write(root, &ss) != 0) {std::cout << "JSON 序列化失敗！" << std::endl;return false;}// 4. 將 stringstream 內容轉為字符串*str = ss.str();return true;}/*** @brief 將字符串反序列化為 Json::Value 對象* @param str 輸入的 JSON 格式字符串* @param root 輸出的解析后的 JSON 數據結構* @return true 解析成功，false 解析失敗*/static bool Unserialize(const std::string &str, Json::Value *root) {// 1. 創建 JSON 字符讀取器構建器Json::CharReaderBuilder crb;// 2. 通過構建器生成 CharReader 對象（unique_ptr 自動管理內存）std::unique_ptr<Json::CharReader> cr(crb.newCharReader());std::string err;  // 存儲解析錯誤信息// 3. 解析字符串// 參數說明：// - str.c_str()：字符串起始地址// - str.c_str() + str.size()：字符串結束地址// - root：輸出解析后的 JSON 對象// - &err：錯誤信息輸出bool ret = cr->parse(str.c_str(), str.c_str() + str.size(), root, &err);if (!ret) {std::cout << "JSON 解析錯誤: " << err << std::endl;return false;}return true;}};
};

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