C言語でディレクトリの操作関数を教えて！
こういった悩みにお答えします．
本記事の信頼性
- リアルタイムシステムの研究歴12年．
- 東大教員の時に，英語でOS（Linuxカーネル）の授業．
- 2012年9月～2013年8月にアメリカのノースカロライナ大学チャペルヒル校（UNC）コンピュータサイエンス学部で客員研究員として勤務．C言語でリアルタイムLinuxの研究開発．
- プログラミング歴15年以上，習得している言語: C/C++，Python，Solidity/Vyper，Java，Ruby，Go，Rust，D，HTML/CSS/JS/PHP，MATLAB，Assembler (x64，ARM)．
- 東大教員の時に，C++言語で開発した「LLVMコンパイラの拡張」，C言語で開発した独自のリアルタイムOS「Mcube Kernel」をGitHubにオープンソースとして公開．
- 2020年1月～現在はアメリカのノースカロライナ州チャペルヒルにあるGuarantee Happiness LLCのCTOとしてECサイト開発やWeb/SNSマーケティングの業務．2022年6月～現在はアメリカのノースカロライナ州チャペルヒルにあるJapanese Tar Heel, Inc.のCEO兼CTO．
- 最近は自然言語処理AIとイーサリアムに関する有益な情報発信に従事．
- （AI全般を含む）自然言語処理AIの論文の日本語訳や，AIチャットボット（ChatGPT，Auto-GPT，Gemini（旧Bard）など）の記事を50本以上執筆．アメリカのサンフランシスコ（広義のシリコンバレー）の会社でプロンプトエンジニア・マネージャー・Quality Assurance（QA）の業務委託の経験あり．
- （スマートコントラクトのプログラミングを含む）イーサリアムや仮想通貨全般の記事を200本以上執筆．イギリスのロンドンの会社で仮想通貨の英語の記事を日本語に翻訳する業務委託の経験あり．
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ディレクトリの操作関数
ディレクトリの操作関数を紹介します．
具体的には，LinuxのGCC/Clangで以下の関数の使い方を解説します．
- mkdir関数
- rmdir関数
- opendir/readdir/closedir関数
- scandir関数
※Visual Studioではコンパイルできないので注意して下さい．
mkdir関数でディレクトリの作成
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int mkdir(const char *pathname, mode_t mode); |
mkdir関数はディレクトリを作成する関数です．
引数pathnameに新しく作成するディレクトリ，引数modeに新しく作成するディレクトリのモード（例：0755）を指定します．
mkdir関数は，成功した場合は0，失敗した場合は-1を返します．
mkdir関数を利用するコードは以下になります．
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/* * Author: Hiroyuki Chishiro * License: 2-Clause BSD */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> int main(int argc, char *argv[]) { if (argc != 2) { fprintf(stderr, "Usage: %s dir\n", argv[0]); exit(1); } if (mkdir(argv[1], 0755) == -1) { perror("mkdir"); exit(2); } return 0; } |
実行結果は以下になります．
実行前と実行後でtmpディレクトリが作成されていることがわかります．
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$ find . -type d . $ gcc mkdir.c $ a.out tmp $ find . -type d . ./tmp |
rmdir関数でディレクトリの削除
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int rmdir(const char *pathname); |
rmdir関数は，ディレクトリを削除する関数です．
引数pathnameに削除するディレクトリを指定します．
削除するディレクトリは空でなければなりません．
rmdir関数は，成功した場合は0，失敗した場合は-1を返します．
rmdir関数のコードは以下になります．
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/* * Author: Hiroyuki Chishiro * License: 2-Clause BSD */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> int main(int argc, char *argv[]) { if (argc != 2) { fprintf(stderr, "Usage: %s dir\n", argv[0]); exit(1); } if (rmdir(argv[1]) == -1) { perror("rmdir"); exit(2); } return 0; } |
実行結果は以下になります．
tmpディレクトリが正常に削除されていることがわかります．
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$ find . -type d . ./tmp $ gcc rmdir.c $ a.out tmp $ find . -type d . |
opendir/readdir/closedir関数でディレクトリのオープン，読み込み，クローズ
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DIR *opendir(const char *name); struct dirent *readdir(DIR *dirp); int closedir(DIR *dirp); |
opendir関数は，引数nameで指定したディレクトリストリームをオープンし，そのストリームへのポインタを返します．
readdir関数は，dirpが指すディレクトリストリームの中で，次のディレクトリエントリを表すdirent構造体へのポインタを返します．
closedir関数は，dirpに関連付けられたディレクトリストリームをクローズします．
close関数は，成功した場合は0，失敗した場合は-1を返します．
opendir/readdir/closedir関数のコードは以下になります．
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/* * Author: Hiroyuki Chishiro * License: 2-Clause BSD */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <dirent.h> int main(int argc, char *argv[]) { DIR *dirp; struct dirent *dent; if (argc != 2) { fprintf(stderr, "Usage: %s dir\n", argv[0]); exit(1); } if ((dirp = opendir(argv[1])) == NULL) { perror("opendir"); exit(2); } while ((dent = readdir(dirp)) != NULL) { printf("d_ino = %ld, d_name = %s\n", dent->d_ino, dent->d_name); } if (closedir(dirp) == -1) { perror("closedir"); exit(3); } return 0; } |
私のディレクトリでの実行結果は以下になります．
あなたのディレクトリでどのような結果になるか確かめてみましょう．
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$ gcc opendir_readdir_closedir.c $ a.out . d_ino = 2503068, d_name = .. d_ino = 4336657, d_name = . d_ino = 4336658, d_name = a.out d_ino = 4340553, d_name = mkdir.c d_ino = 4340554, d_name = rmdir.c d_ino = 4340557, d_name = scandir.c d_ino = 4340558, d_name = opendir_readdir_closedir.c |
scandir関数でディレクトリのオープン，読み込み，クローズ
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int scandir(const char *dirp, struct dirent ***namelist, int (*filter)(const struct dirent *), int (*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **)); |
scandir関数は，ディレクトリdirpをスキャンします．
ディレクトリの各エントリを引数としてfilter関数を呼び出します．
filter関数が0以外の値を返すエントリは，malloc関数により確保された文字列に格納され，比較関数comparを利用したqsort関数によりソートされて，malloc関数により確保された配列namelistにまとめられます．
qsort関数の使い方を知りたいあなたはこちらからどうぞ．
filterがNULLの場合，すべてのエントリが選択されます．
比較関数comparにはalphasort関数とversionsort関数を利用できます．
alphasort関数はstrcoll関数を用いてディレクトリエントリをソートします．
versionsort関数は文字列(a)->d_nameと(b)->d_nameに対してstrverscmp関数を利用します．
opendir/readdir/closedir関数と比較して，scandir関数はfilter関数や比較関数comparを利用してディレクトリのスキャン方法をカスタマイズできることが大きなメリットです．
scandir関数のコードは以下になります．
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/* * Author: Hiroyuki Chishiro * License: 2-Clause BSD */ #define _GNU_SOURCE #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <dirent.h> typedef int (*compar_t)(const struct dirent **, const struct dirent **); int main(int argc, char *argv[]) { struct dirent **namelist; int i, n; compar_t cmp_func; if (argc != 3) { fprintf(stderr, "Usage: %s dir [none|alpha|version]\n", argv[0]); exit(1); } if (strcmp(argv[2], "none") == 0) { cmp_func = NULL; } else if (strcmp(argv[2], "alpha") == 0) { cmp_func = alphasort; } else if (strcmp(argv[2], "version") == 0) { cmp_func = versionsort; } else { fprintf(stderr, "%s must be [none|alpha|version]\n", argv[2]); exit(2); } if ((n = scandir(".", &namelist, NULL, cmp_func)) == -1) { perror("scandir"); exit(3); } for (i = 0; i < n; i++) { printf("d_ino = %ld, d_name = %s\n", namelist[i]->d_ino, namelist[i]->d_name); free(namelist[i]); } free(namelist); return 0; } |
私のディレクトリでの実行結果は以下になります．
あなたのディレクトリでどのような結果になるか確かめてみましょう．
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$ gcc scandir.c $ a.out . none d_ino = 2503068, d_name = .. d_ino = 4336657, d_name = . d_ino = 4336658, d_name = a.out d_ino = 4340553, d_name = mkdir.c d_ino = 4340554, d_name = rmdir.c d_ino = 4340557, d_name = scandir.c d_ino = 4340558, d_name = opendir_readdir_closedir.c $ a.out . alpha d_ino = 4336657, d_name = . d_ino = 2503068, d_name = .. d_ino = 4336658, d_name = a.out d_ino = 4340553, d_name = mkdir.c d_ino = 4340558, d_name = opendir_readdir_closedir.c d_ino = 4340554, d_name = rmdir.c d_ino = 4340557, d_name = scandir.c $ a.out . version d_ino = 4336657, d_name = . d_ino = 2503068, d_name = .. d_ino = 4336658, d_name = a.out d_ino = 4340553, d_name = mkdir.c d_ino = 4340558, d_name = opendir_readdir_closedir.c d_ino = 4340554, d_name = rmdir.c d_ino = 4340557, d_name = scandir.c |
まとめ
C言語でディレクトリの操作関数を紹介しました．
具体的には，以下の関数の使い方を解説しました．
- mkdir関数
- rmdir関数
- opendir/readdir/closedir関数
- scandir関数
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