Linux C语言mkdir函数如何正确使用？

mkdir 是一个用于创建目录的标准 C 库函数，它定义在 <sys/stat.h> 和 <unistd.h> 头文件中。

函数原型

#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);

参数说明

1. pathname:

   • 类型：const char *
   • 说明：一个指向以 null 结尾的字符串的指针，该字符串指定了要创建的目录的路径。
   • 路径可以是绝对路径（以 开头）或相对路径（相对于当前工作目录）。
   • 如果路径中的任何父目录不存在,mkdir 函数会失败（返回 -1），并设置 errno 为 ENOENT。

2. mode:

   • 类型：mode_t
   • 说明：指定新目录的权限（权限掩码）。
   • 这个值是按位或（）组合起来的，S_IRWXU | S_IRGRP | S_IXGRP | S_IROTH | S_IXOTH。
   • 重要提示：mode 参数指定的权限不一定就是最终目录的权限，最终权限是 mode 和进程文件模式创建掩码（umask） 进行按位与操作的结果。
   • 你设置 mode 为 0777 (rwxrwxrwx)，但你的 umask 是 0002，那么最终创建的目录权限将是 0775 (rwxrwxr-x)。

返回值

• 成功：返回 0。
• 失败：返回 -1，并且会设置 errno 全局变量来指明具体的错误原因。

常用 mode 宏定义

为了方便设置权限,C 标准库提供了一系列宏定义：

权限的表示：在 C 代码中，权限通常用八进制数表示。

• 0755：S_IRWXU | S_IRGRP | S_IXGRP | S_IROTH | S_IXOTH，所有者有读写执行权限，组和其他用户有读和执行权限。
• 0700：S_IRWXU，只有所有者有读写执行权限。
• 0777：S_IRWXU | S_IRWXG | S_IRWXO，所有用户都有读写执行权限。

错误码 (errno)

当 mkdir 失败时，errno 会被设置为以下常见值之一：

• EEXIST: 路径名已存在，并且不是一个符号链接。
• EACCES: 文件所在目录的写权限被拒绝，或者进程的 umask 设置阻止了权限的创建。
• ENOENT: 路径的前缀部分不存在（你想创建 /tmp/mydir/newdir，但 /tmp/mydir 不存在）。
• EROFS: 文件系统所在的设备是只读的。
• ENOSPC: 设备上没有剩余空间。
• ENAMETOOLONG: pathname 过长。

完整示例代码

下面是一个完整的示例,展示了如何创建一个目录，并处理可能出现的错误。

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h> // 必须包含以使用 perror 和 errno
int main() {
    const char *dir_path = "./my_test_dir";
    // 定义目录权限：所有者 rwx, 组 r-x, 其他 r-x
    mode_t mode = 0755;
    // 调用 mkdir 函数
    int result = mkdir(dir_path, mode);
    if (result == 0) {
        printf("目录 '%s' 创建成功！\n", dir_path);
    } else {
        // 如果创建失败，perror 会打印 "mkdir: " 后面跟具体的错误信息
        // "mkdir: File exists" 或 "mkdir: Permission denied"
        perror("mkdir 错误");
        // 可以根据 errno 的值进行更详细的判断
        if (errno == EEXIST) {
            fprintf(stderr, "错误：目录 '%s' 已存在，\n", dir_path);
        } else if (errno == EACCES) {
            fprintf(stderr, "错误：没有权限创建目录 '%s'，\n", dir_path);
        }
        // ... 可以添加更多错误类型的处理
    }
    return 0;
}

如何编译和运行：

1. 将代码保存为 create_dir.c。
2. 打开终端,使用 gcc 进行编译：

   gcc create_dir.c -o create_dir

3. 运行生成的可执行文件：

   ./create_dir

   第一次运行：

   目录 './my_test_dir' 创建成功！

   再次运行（因为目录已存在）：

   
   （图片来源网络，侵删）

   mkdir 错误: File exists
   错误：目录 './my_test_dir' 已存在。

进阶：创建多级目录

标准的 mkdir 函数一次只能创建一级目录，如果你想创建类似 a/b/c/d 这样的多级目录，而 a 或 b 等父目录可能不存在，mkdir 会直接失败。

这时,你需要使用 Linux 特有的系统调用 mkdirat 结合一个循环，或者更简单的方法是使用 system() 函数调用 shell 的 mkdir -p 命令。

使用 system() 函数（简单但不推荐用于生产环境）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // for system()
int main() {
    const char *path = "deep/nested/dir/structure";
    // system() 会调用 shell 执行命令
    // "mkdir -p" 会自动创建所有不存在的父目录
    // 如果目录已存在，"-p" 选项会静默忽略，不会报错
    int status = system("mkdir -p deep/nested/dir/structure");
    if (status == -1) {
        perror("system 调用失败");
    } else if (WIFEXITED(status) && WEXITSTATUS(status) == 0) {
        printf("多级目录 '%s' 创建成功！\n", path);
    } else {
        printf("mkdir 命令执行失败，退出码: %d\n", WEXITSTATUS(status));
    }
    return 0;
}

缺点：

• 依赖于 shell，移植性差。
• 有额外的 shell 进程开销。
• path 字符串中包含 shell 特殊字符（如 , &），可能会有安全风险（命令注入）。

手动实现（推荐）

更健壮的方法是手动实现一个创建多级目录的函数,这通常需要用到 stat() 或 lstat() 来检查路径是否存在，以及 strtok() 来分割路径。

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
// 创建多级目录的函数
int create_multi_dir(const char *path) {
    char tmp[256];
    char *p = NULL;
    size_t len;
    // 复制路径，避免修改原始字符串
    snprintf(tmp, sizeof(tmp), "%s", path);
    len = strlen(tmp);
    // 如果路径以 '/' 去掉它
    if(tmp[len - 1] == '/') {
        tmp[len - 1] = 0;
    }
    // 遍历路径，逐级创建
    for(p = tmp + 1; *p; p++) {
        if(*p == '/') {
            *p = 0; // 临时截断路径，检查父目录
            // 检查目录是否存在
            if (mkdir(tmp, 0755) != 0) {
                // 如果目录已存在，errno 会被设置为 EEXIST
                if (errno != EEXIST) {
                    perror("mkdir 错误");
                    return -1;
                }
            }
            *p = '/'; // 恢复路径
        }
    }
    // 创建最后一级目录
    if (mkdir(tmp, 0755) != 0 && errno != EEXIST) {
        perror("mkdir 错误");
        return -1;
    }
    return 0;
}
int main() {
    const char *path = "a/b/c/d";
    if (create_multi_dir(path) == 0) {
        printf("多级目录 '%s' 创建成功！\n", path);
    } else {
        printf("创建多级目录失败，\n");
    }
    return 0;
}

这个手动实现的函数更加高效和安全,不依赖于外部命令。

对于简单的单级目录创建,直接使用 mkdir 即可，对于复杂的多级目录创建，推荐手动实现的方法。