项目实现：云备份②（文件操作、Json等工具类的实现）

server/2024/9/22 16:45:10/

云备份

  • 前言
  • 文件操作实用工具类设计
    • 文件属性的获取
    • 文件的读写操作
    • 文件压缩与解压缩的实现
    • 文件目录操作
  • Json 实用工具类设计
  • 编译优化

前言

如果有老铁不知道当前项目实现的功能是什么的话，可以先移步这篇文章内容： 云备份项目的介绍

其中介绍了云备份项目的基本功能、环境搭建的详情。

文件操作实用工具类设计

文件属性的获取

创建 src 目录，在 src 目录下进行 util.hpp 文件的代码编写，实现文件工具类：

  1. int64_t FileSize() ：获取文件大小
  2. time_t LastMTime()：获取文件最后一次的修改时间
  3. time_t LastATime()：获取文件最后一次的访问时间
  4. std::string FileName()：获取文件名称
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <sys/stat.h>namespace cloud
{class FileUtil{public:FileUtil(const std::string &filename): _filename(filename){}// 获取文件大小int64_t FileSize(){struct stat st; // 用于获取文件属性if (stat(_filename.c_str(), &st) < 0){std::cout << "get filesize false\n";return -1;}return st.st_size;}// 获取文件最后一次的修改时间time_t LastMTime(){struct stat st; // 用于获取文件属性if (stat(_filename.c_str(), &st) < 0){std::cout << "get file last modify time false\n";return -1;}return st.st_mtime; // 文件的修改时间}// 获取文件最后一次的访问时间time_t LastATime(){struct stat st; // 用于获取文件属性if (stat(_filename.c_str(), &st) < 0){std::cout << "get file last access time false\n";return -1;}return st.st_atime; // 文件的修改时间}// 获取文件名std::string FileName(){//找到切分文件名称的最后一个/auto pos = _filename.find_last_of("/"); if(pos == std::string::npos){//当前文件没有路径return _filename;}//找到/后，进行字符串切割return _filename.substr(pos+1);}private:std::string _filename;};}

代码测试：

#include "util.hpp"void FileUtilText(const std::string &filename)
{   cloud::FileUtil fu(filename);std::cout << fu.FileSize() << std::endl;std::cout << fu.LastMTime() << std::endl;std::cout << fu.LastATime() << std::endl;std::cout << fu.FileName() << std::endl;
}int main(int argc, char* argv[])
{FileUtilText(argv[1]);return 0;
}

结果如下：
在这里插入图片描述
注意：这里直接访问到的是文件修改时间、访问时间，其实是时间戳。

文件的读写操作

继续在 util.hpp 文件内完善 FileUtil 类：

  1. bool GetPosLen(std::string *body, size_t pos, size_t len) ：获取指定位置到指定长度的文件数据
  2. bool GetContent(std::string *body)：获取整个文件的数据内容
  3. bool SetContent(const std::string &body)：向文件写入数据

下面所有代码是在类中实现的，为了方便演示，只展示当前标题要实现的代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <sys/stat.h>
#include <fstream>namespace cloud
{class FileUtil{public:  //其他函数...// 获取指定位置到指定长度的文件数据bool GetPosLen(std::string *body, size_t pos, size_t len){size_t fsize = FileSize(); // 获取文件总长度// 判断文件总长度是否符合 pos+len 长度if (pos + len > fsize){std::cout << "get file len is error\n";return false;}std::ifstream ifs;ifs.open(_filename.c_str(), std::fstream::binary); // 以二进制的方式打开文件if (ifs.is_open() == false){std::cout << "read open file false\n";return false;}// 定位文件到pos位置ifs.seekg(pos, std::ios::beg);body->resize(len); // 扩容字符串// 读取数据ifs.read(&(*body)[0], len);if (ifs.good() == false){// 读取出错std::cout << "get file content false\n";ifs.close();return false;}ifs.close();return true;}// 获取整个文件的数据内容bool GetContent(std::string *body){size_t fsize = FileSize();return GetPosLen(body, 0, fsize);}// 向文件写入数据bool SetContent(const std::string &body){std::ofstream ofs;ofs.open(_filename.c_str(), std::ios::binary); //打开目标文件if(ofs.good() == false){//打开文件失败std::cout << "write open file false\n";return false;}//将原文件内容写入到目标文件中ofs.write(&body[0], body.size());if(ofs.good() == false){//写入失败std::cout << "write file file false\n";ofs.close();return false;}//写入成功ofs.close();return true;}private:std::string _filename;};
}

测试代码：

void FileUtilText(const std::string &filename)
{   cloud::FileUtil fu(filename);std::string body;fu.GetContent(&body);//获取文件内容到body字符串中cloud::FileUtil ufu("./test.txt"); //在当前目录的一个./text.txt文件ufu.SetContent(body); //将body字符串内容写入到./text.txt文件中
}int main(int argc, char* argv[])
{FileUtilText(argv[1]);return 0;
}

测试结果如下：
在这里插入图片描述

在这里拿 Makefile 文件举例：

将 Makefile 文件内容进行读取，放入到 text.txt文件中。对比两个文件生成哈希值可以看到一模一样，读取文件内容到写入文件过程是没有问题的。

文件压缩与解压缩的实现

依旧是完善 FileUtil 类，实现两个接口：

  1. bool Compress(const std::string &packname)：压缩文件
  2. bool UnCompress(const std::string &filename)：解压文件

当然，在这里需要引入第三方库 bundle 进行文件的解压缩操作，不知道如何搭环境的小伙伴可以看这篇文章：项目环境搭建

bundle 库下载后，在 src 目录下，引入 bundle.h、bundle.cpp 文件即可：
在这里插入图片描述
实现文件的解压缩功能，在 util.hpp 文件内的 FileUtil 类进行编写：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <sys/stat.h>
#include <fstream>
#include "bundle.h"namespace cloud
{class FileUtil{public:  //其他函数...//压缩文件bool Compress(const std::string &packname){std::string body;//获取文件内容if(GetContent(&body) == false){std::cout << "compress get file content falsed!\n";return false;}//对刚刚提取的数据进行压缩，使用LZIP压缩格式std::string packed = bundle::pack(bundle::LZIP, body);//将压缩数据存储到压缩文件中if(SetContent(packname) == false){std::cout << "compress write packed data falsed!\n";return false;}return true;}//解压文件bool UnCompress(const std::string &filename){std::string body;//提取压缩包文件数据if(GetContent(&body) == false){std::cout << "uncompress get file content falsed!\n";return false;}//解压数据std::string unpacked = bundle::unpack(body);//将解压数据放入到文件中if(SetContent(unpacked ) == false){std::cout << "uncompress write packed data falsed!\n";return false;}return true;}private:std::string _filename;};
}

引入了 bundle.cpp 文件后，在 Makefile 文件中也要有对应内容修改：

cloud:cloud.cc util.hpp bundle.cppg++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread.PHONY:clean
clean:rm -f cloud

编写测试代码：

#include "util.hpp"void FileUtilText(const std::string &filename)
{std::string packname = filename + ".lz"; //.lz压缩包后缀cloud::FileUtil fu(filename);// 压缩文件fu.Compress(packname);cloud::FileUtil pfu(packname);// 解压后的文件内容放入到 test.txtpfu.UnCompress("./test.txt");
}int main(int argc, char *argv[])
{FileUtilText(argv[1]);return 0;
}

文件目录操作

继续完善 FileUtil 类，实现三个接口：

  1. bool Exists()：判断文件是否存在
  2. bool CreateDirectory()：创建目录
  3. bool ScanDirectory(std::vector<std::string> *arry)：获取目录下的文件信息

代码实现：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <sys/stat.h>
#include <fstream>
#include <experimental/filesystem>
#include "bundle.h"namespace cloud
{// 引用std::experimental::filesystem命名空间namespace fs = std::experimental::filesystem;class FileUtil{public:  //其他函数...// 判断文件是否存在bool Exists(){return fs::exists(_filename);}// 创建文件目录bool CreateDirectory(){// 文件存在，无需创建目录if (Exists()) return true;// 否则创建这个目录return fs::create_directories(_filename);}// 遍历整个目录，查看文件信息bool ScanDirectory(std::vector<std::string> *arry){// 迭代遍历目录下的文件for (auto &p:fs::directory_iterator(_filename)){if (fs::is_directory(p) == true) continue;// 如果是一个目录，不再往下遍历// 将带有路径的文件名称push到arr数组中arry->push_back(fs::path(p).relative_path().string());}return true;}private:std::string _filename;};
}

在这里是直接调用了 C++17 的 filesystem 函数，对此在Makefile 中，要连接对应的库：-lstdc++fs

cloud:cloud.cc util.hpp bundle.cppg++ -o $@ $^ -lpthread -std=c++11 -lstdc++fs.PHONY:clean
clean:rm -f cloud

测试代码：

#include "util.hpp"void FileUtilText(const std::string &filename)
{cloud::FileUtil fu(filename);fu.CreateDirectory(); //创建文件目录std::vector<std::string> array;fu.ScanDirectory(&array); //遍历目录文件，存储到array数组中// 遍历目录文件for (auto &e : array)std::cout << e << std::endl;
}int main(int argc, char *argv[])
{FileUtilText(argv[1]);return 0;
}

测试结果如下：
在这里插入图片描述
先前是没有 test 目录的，运行程序后，直接创建 test 目录。

接下来在 test 目录下创建一些文件、目录，再次运行 cloud ，查看结果：
在这里插入图片描述
可以看到在 test 目录下是文件的都遍历了一遍，abc 目录没有进行遍历。

至此，FileUtil 类主要功能就实现完了。接下来是 JsonUtil 类的实现：

Json 实用工具类设计

JsonUtil 类实现依旧是在 util.hpp 文件中进行编写。其类中主要实现两个接口：

  1. static bool Serialize(const Json::Value &root, std::string *str)：序列化
  2. static bool UnSerialize(const std::string &str, Json::Value *root)：反序列化

使用前需要下载 Json 第三方库，具体的下载方式可以参考这篇文章：Json下载与使用

代码实现：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <fstream>
#include <jsoncpp/json/json.h>class JsonUtil
{
public://序列化static bool Serialize(const Json::Value &root, std::string *str){Json::StreamWriterBuilder swb;std::unique_ptr<Json::StreamWriter> sw(swb.newStreamWriter());std::stringstream ss;if(sw->write(root, &ss) != 0){std::cout << "json write failed\n";return false;}//将序列化后的字符串保存到str中*str = ss.str(); return true;}//反序列化static bool UnSerialize(const std::string &str, Json::Value *val){Json::CharReaderBuilder crb;std::unique_ptr<Json::CharReader> cr(crb.newCharReader());std::string err;//将反序列化内容存储到str中bool ret = cr->parse(str.c_str(), str.c_str()+str.size(), val, &err); if(ret == false){std::cout << "parse error:" << err << std::endl;return false;}return true;}
};

为了编译时不报错，需要对 Makefile 文件进行修改，加入 -ljsoncpp选项：

cloud:cloud.cc util.hpp bundle.cppg++ -o $@ $^ -lpthread -lstdc++fs -std=c++14 -ljsoncpp

测试代码：

void JsonUtilTest()
{const char *name = "张三";int age = 18;float score[] = {90.5, 77, 100};Json::Value root;root["姓名"] = name;root["年龄"] = age;root["成绩"].append(score[0]);root["成绩"].append(score[1]);root["成绩"].append(score[2]);std::string json_str;cloud::JsonUtil::Serialize(root, &json_str); //序列化操作std::cout << json_str << std::endl;Json::Value val;cloud::JsonUtil::UnSerialize(json_str, &val);//反序列化操作std::cout << val["姓名"].asString() << std::endl; std::cout << val["年龄"].asInt() << std::endl; for(auto &e : val["成绩"]){std::cout << e << std::endl; }
}int main(int argc, char *argv[])
{JsonUtilTest();return 0;
}

测试结果如下：
在这里插入图片描述

编译优化

云备份项目引入了 bundle 第三方压缩库，整个 bundle.cpp 内容还是比较大的。

为了代码编写的正确性，我们每写完一段代码后都要进行测试。每次测试都要进行整体代码的编译，包括 bundle库。

由于 bundle.cpp 编译时长比较久，难免会很难受。对此，下面对 bundle.cpp 直接生成静态库，编译时直接链接就可以了。这样就可以很好的避免编译等待时间过久的问题。

关于动静态库的制作，可以参考小编的这篇文章：动静态库的介绍

下面开始进行操作：

  1. 使用 g++ 编译器，将 bundle.cpp 源文件生成 .o文件
g++ -c bundle.cpp -o bundle.o -std=c++11
  1. 制作 bundle 静态库
 ar -cr libbundle.a bundle.o

在这里插入图片描述
只要看到 libbundle.a 文件，就说明制作成功了。对于 src 目录下的 bundle.cpp、bundle.o，可以直接删除。

  1. 创建 lib 目录，将 libbundle.a 剪切到 lib 目录下即可

在这里插入图片描述
4. 更改 Makefile 内容，编译所用到的库

cloud:cloud.cc util.hppg++ -o $@ $^ -lpthread -lstdc++fs -std=c++14 -ljsoncpp -L./lib -lbundle.PHONY:clean
clean:rm -f cloud

此后，我们对整个项目进行编译，无需再对 bundle.cpp 进行处理，可以节省很多时间。

后续内容会持续更新，喜欢的老铁可以点赞、收藏加关注，感谢大家的观看！


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