分析apue2e上的程序清单4-7 递归降序遍历目录层次结构，并按文件类型计数 。分析环境：FreeBSD 6.2-RELEASE，i386。
程序清单4-7，英文版即121页的Figure 4.22. Recursively descend a directory hierarchy, counting file type
为了便于程序的分析，我把原ftw4.c中用到的程序清单2-3（Figure 2.15)直接放到ftw4.c后面，形成新的ftw4.c源程序。为了配合该程序，建立了目录：/home/joe/music/rock，其结构如下：（其中目录MJ为空） ，（假设声称的可执行程序为ftw4，则正确执行的命令为./ftw4 /home/joe/music/rock）
| /home/joe/music/rock |
MJ/ |
| ./ ../ MJ/ linkin.park.numb.mp3 |
./ ../ |
下面开始分析程序：（每行程序代码前的数字为该行在ftw4.c中的行数）
1、
| 6 typedef int Myfunc(const char *, const struct stat*, int);
7 static Myfunc myfunc;
8 static int myftw(char *, Myfunc *);
9 static int dopath( Myfunc *);
10 char *path_alloc(int *);
11
12 static long nreg, ndir, nchr, nblk, nfifo, nslink, nsock, ntot; |
line 6为一个声明，声明了一个新的函数类型Myfunc，这种函数类型带3个参数，返回值是int类型的。第7行中就是声明了函数myfunc的原形，其类型为Myfunc，完整的就是static int myfunc(const char *, const struct stat*, int);。第8行声明函数myftw的原形，其参数两个，其一为一指针，其二为一函数名。
myfunc函数主要是遍历到符合条件的文件类型进行计数（分别放在line 12的各全局变量中，全局变量ntot为总文件数；宏FTW_F（在函数dopath中）及FTW_D标志文件类型正确或者可识别。），以及对stat函数出错（比如程序的参数为一个不存在目录或文件）、不能读目录（opendir函数出错）和不能识别的文件类型等异常状态作出相应的处理。（后面会详细指出。）
path_alloc函数主要是为路径（完整路径）分配内存空间。其返回两个参数：一为分配的内存空间的起始地址，即指针ptr；二为分配的内存空间的大小*sizep。
dopath函数主要是递归获取路径，并判断是目录还是文件，从而转向myfunc函数进一步判断并计数。
myftw函数是从path_alloc获取存放完整路径的内存空间起始地址和大小（分别存放在fullpath和len中），并将起始地址（即ftw4程序的参数）复制到该内存空间中，之后调用函数dopathz。
各函数之间的调用关系图：
| ↓￣｜*1 main()<--myftw()<--dopath()<==myfunc() ↑ *2 path_alloc() |
*1: dopath()函数里有递归，
*2: <==表示dopath()函数多次调用myfunc()函数。
2、
14 int main(int argc, char *argv[])
15 {
16 int ret;
17
18 if (argc != 2)
19 err_quit("usage: ftw4 <starting-pathname>");
20
21 ret = myftw(argv[1], myfunc); /* does it all */ |
line 18-19，判断有没有输入一个参数；line 21调用函数myftw(char *, myfunc *)。
3、
| 42 #define FTW_F 1 /* file other than directory */
43 #define FTW_D 2 /* directory */
44 #define FTW_DNR 3 /* directory that can't be read */
45 #define FTW_NS 4 /* file that we can't stat */
46
47 static char *fullpath; /* contains full pathname for every file */
48
49 static int
50 myftw(char *pathname, Myfunc *func)
51 {
52 int len;
53 fullpath = path_alloc(&len); /* malloc's for PATH_MAX+1 bytes */
54 /* (Figure 2.15 */
55 strncpy(fullpath, pathname, len); /* protect against */
56 fullpath[len-1] = 0; /* buffer overrun */
57
58 return(dopath(func));
59 } |
line 47定义一个静态变量，作用域为line48至EOF，理解这一点比较重要，用GDB调试时，可以从myftw函数开始跟踪fullpath所指向的字符串。
line 53调用函数path_alloc，分配存储路径的空间，把已分配空间的地址赋给fullpath，并且空间长度为len（从后path_alloc的定义中可知其为1024）,返回的字符串fullpath值全部为null character: '\0'
line 55 pathname是指向输入路径名称的字符串(本例中字符串为/home/joe/music/rock)，函数strncpy(fullpath,pathname,len)将字符串pathname复制给fullpath，若strlen(pathname)<len（一般均是这种情况，至于strlen(pathname)>len则会把pathname的前len长度复制给fullpath），则把pathname全部拷贝给fullpath,并且fullpath剩下的空间全部为null character(即'\0')，因此，实际对我们有用的fullpath为"/home/joe/music/rock"。
line 56 fullpath[len-1]=0 是为了当出现strlen(pathname)>len时，防止内存溢出而作的处理，保证fullpath有一个结束。但这时得到的最终结果就不是你所期望的结果了。
line 58 return(dopath(func));调用dopath()函数。这个函数是本程序的核心之所在。
4、函数dopath会多次调用myfunc，因此我这里把这两个函数放在一起讨论。
67 static int
68 dopath(Myfunc* func)
69 {
70 struct stat statbuf;
71 struct dirent *dirp;
72 DIR *dp;
73 int ret;
74 char *ptr;
75
76 if (lstat(fullpath, &statbuf) < 0) /* stat error */
77 return(func(fullpath, &statbuf, FTW_NS));
78 if (S_ISDIR(statbuf.st_mode) == 0) /* not a directory */
79 return(func(fullpath, &statbuf, FTW_F));
80
81 /*
82 * It's a directory. First call func() for the directory,
83 * then process each filename in the directory
84 */
85 if ((ret = func(fullpath, &statbuf, FTW_D)) != 0)
86 return(ret);
87
88 ptr = fullpath + strlen(fullpath); /* point to end of fullpath */
89 *ptr++ = '/';
90 *ptr = 0;
91
92 if((dp = opendir(fullpath)) == NULL) /* can't read directory */
93 return(func(fullpath, &statbuf, FTW_DNR));
94
95 while ((dirp = readdir(dp)) != NULL)
96 {
97 if (strcmp(dirp->d_name, ".") == 0 || strcmp(dirp->d_name, "..") == 0)
98 continue; /* ignore dot and dot-dot */
99
100 strcpy(ptr, dirp->d_name); /* append name after slash */
101 if ((ret = dopath(func)) != 0) /* recursive */
102 break; /* time to leave */
103 }
104 ptr[-1] = 0; /* erase everything from slash onwards */
105
106 if (closedir(dp) < 0)
107 err_ret("can't close directory %s", fullpath);
108
109 return(ret);
110 }
111
112 static int
113 myfunc(const char *pathname, const struct stat *statptr, int type)
114 {
115 switch (type){
116 case FTW_F:
117 switch (statptr->st_mode & S_IFMT){
118 case S_IFREG: nreg++; break;
119 case S_IFBLK: nblk++; break;
120 case S_IFCHR: nchr++; break;
121 case S_IFIFO: nfifo++; break;
122 case S_IFLNK: nslink++; break;
123 case S_IFSOCK: nsock++; break;
124 case S_IFDIR:
125 err_dump("for S_IFDIR for %s", pathname); /* directories should have type = FTW_D */
126 }
127 break;
128 case FTW_D:
129 ndir++;
130 break;
131 case FTW_DNR:
132 err_ret("can't read directory %s", pathname);
133 break;
134 case FTW_NS:
135 err_ret("stat error for %s", pathname);
136 break;
137 default:
138 err_dump("unknown type %d for pathname %s", type, pathname);
139 }
140 return(0);
141 } |
line 76用lstat函数得到所输入的路径的信息。若输入的是一个不存在的路径，则出现错误，line77转至myfunc函数处理出错类型，并且返回0值，因此此时dopath执行return(0)，退出dopath()函数返回myftw()函数，因此return(dopath(func))也为return(0),再返回main()函数，最后exit(0)结束程序；若lstat无出错，则继续判断(line78)fullpath是否为目录，若不是目录，则为一个文件，line79转向myfunc()判断文件类型(regular file, block special file, character special file, FIFO(or pipe), symbolic link, socket)，并且为相应的计数器增1(计数器：nreg, nblk, nchr, nfifo, nslink, nsock)，同时返回0，此时dopath也是执行return(0),退出dopath()函数返回myftw()函数，因此return(dopath(func))也为return(0),再返回main()函数，最后exit(0)结束程序。这两种情况都很好理解，若路径不存在，当然显示出错信息并退出程序；若是路径是一个文件，很明显就用不到dopath的递归了（因为没有目录），给相应计数器赋值为1，退出程序。
line 85-100是我们讨论的重点，这里是处理fullpath为目录时的情况，有递归的算法出现。
line 85就是为输入的目录(即fullpath)相应的计数器ndir增1，若出错直接退出程序。
line 88-90 操作如下图：
注*：执行了line100之后，ptr为字符串dir->d_name，即/home/joe/music/rock下的子目录（第一次），line100之后，为/home/joe/music/rock加上了/和字符串结束符，为下面加上的子目录做好准备。
line 92-93，打开一个目录，若出错则显示出错信息并退出程序；否则返回DIR结构（The GNU C Library里描述：The DIR data type represents a directory stream，描述一个目录流。）供readdir函数使用。
line95-103读目录并获取目录信息，返回dirent结构，并忽略目录./和../，本例中首先返回的dirp->d_name为文件linkin.park.numb.mp3，line 100把文件名linkin.park.numb.mp3拷贝到/home/joe/music/rock/之后，这个时候形成的fullpath为/home/joe/music/rock/linkin.park.numb.mp3。line 101递归调用dopath函数，又返回line76，因为现在代表的是一个文件，而非目录，因此执行line79，判断文件的类型，为相应的计数器增1（本例中nreg增1），并退出当前的dopath，返回上一层dopath，重新执行line95，因此时由readdir(dp)的得到的dirp->d_name为一个目录（本例中为目录MJ/），ptr为MJ，fulpath为/home/joe/music/rock/MJ，在递归调用dopath，计算MJ/下的文件和目录数量，本例中，由于MJ/下为空，因此ndir增1后，退出while循环。关闭目录流dp（为/home/joe/music/rock/MJ），返回上一层dopath函数，再关闭目录流dp（为/home/joe/music/rock）,再依次返回到myftw函数和main函数的line 22，再在main中继续后面的操作，计算/home/joe/music/rock下目录和各种文件的数量和百分比。最后退出程序。至此，程序正常结束。
在分析该程序时，要充分理解typedef的用法，typedef int Myfunc(const char *, const struct stat*, int)，类型Myfunc的函数myfunc贯穿整个程序。有关typedef的详细信息可以参考"Expert C Programming: Deep Secrets"。
以上分析为自己在学习APUE.2e过程中的个人理解，欢迎各位讨论。
下面是ftw4.c整个文件：
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ftw4.rar |
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