Linux_自己写一个more命令

1 分析
1.1 linux的more命令可以做什么？
more命令可以分页显示文本的内容，首先显示出第一页的内容，然后按回车显示下一行，按空格显示下一页，按q退出，按h显示帮助。同时，在显示的最下方显示文件的百分比
1.2 more是如何实现的
由more的功能可知，首先先输出一页，然后输出文件百分比，等待用户的输入，根据用户的输入进行下一步操作。
2 自己动手写一个more命令
2.1 实现打开文件
2.1.1 通过使用fopen函数来打开一个文件

#include <stdio.h>
 FILE *fopen(const char *path, const char *mode);

fopen是ANSIC标准中的C语言库函数，返回一个文件指针。
参数：
①path 文件的地址
② mode 文件打开的方式，共有一下几种

 - r  以只读的方式打开文件，文件的读写位置为文件的开头
 - r+ 以读写的方式打开文件，文件的读写位置为文件的开头
 - w 以只写的方式打开文件并清除文件的内容，文件的读写位置为文件的开头
 - w+ 以读写的方式打开文件，若文件存在就清除文件内容，若不存在及新建一个文件
 - a 以追加的方式打开文件，若文件不存在就新建一个文件，文件的读写位置在文件的末尾
 - a+ 以追加和读取的方式打开文件，读取的位置在文件的开头，写的位置仍然在文件的末尾

2.1.2 fopen与open的区别

2.1.3 缓冲文件系统与非缓冲文件系统的区别
缓冲文件系统
缓冲文件系统是借助于文件结构体指针FILE *来对文件进行管理，通过文件指针对文件进行访问，即可以读写字符、字符串、格式化数据，也可以读写二进制数据。
缓 冲文件系统特点：在内存中开辟一个“缓冲区”，为程序里每一个文件使用，当执行读文件操作时，从磁盘文件将数据先读入内存“缓冲区”，装满后再从内存“缓 冲区”依次读入接收的变量。执行写文件操作时，也是先将数据写入内存“缓冲区”，待内存“缓冲区”装满后再写入文件。由此可以看出，内存“缓冲区”的大 小，影响着实际操作外在的次数，内存“缓冲区”越大，则操作外存的次数就越少，执行速度就越快，效率就越高。一般来说，文件“缓冲区”的大小跟机器是相关 的。
缓冲文件系统的IO函数主要包括：fopen, fclose, fread, fwrite, fgetc, fgets, fputc, fputs, freopen, fseek, ftell, rewind等。
非缓冲文件系统
非缓冲文件系统依赖于操作系统，通过操作系统的功能对文件进行读写，是系统级的输入输出，它不设文件结构体指针，只能读写二进制文件（对于UNIX系统内核而言，文本文件和二进制代码文件并无区别），但效率高、速度快，由于ANSI标准不再包括非缓冲文件系统，因此，在读取正规的文件时，建议大家最好不要选择它。
非缓冲文件系统的IO函数主要包括：open, close, read, write, getc, getchar, putc, putchar等。

2.2 实现按行读取文件并显示
2.2.1 用fgets来读取文件中的一行

#include <stdio.h>
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);

fgets从文件中最多读取size-1个字符，最后一个字符的位置用于存放’\0’作为结束。如果小于size，则一直读取到EOF或换行符，fgets也会将换行符写入到s中。
通过szie的限制，可以保证不会出现数组越界的情况。
参数：
①用于存放读取的数据
②读取的最大长度
③读取的文件

2.2.2 用fputs来显示到屏幕上

#include <stdio.h>
int fputs(const char *s, FILE *stream);

fputs函数将s中的内容输出到stream中，以’\0’作为结束标志，但不会将其写入到文件中。
参数：
①将要写入的字符串
②写入的函数

2.3 输入的命令不显示并立刻执行而不需要输入回车
2.3.1 利用利用”tcgetattr”和”tcsetattr”函数改变终端的输入属性

#include <termios.h>
int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);
int tcsetattr(int fd, int optional_actions,const struct termios *termios_p);

tcgetattr() 得到与 fd 指向的对象相关的参数，将它们保存于 termios_p 引用的 termios 结构中。函数可以从后台进程中调用；但是，终端属性可能被后来的前台进程所改变。

tcsetattr() 设置与终端相关的参数 (除非需要底层支持却无法满足)，使用 termios_p 引用的 termios 结构。
参数：
optional_actions规定了何时应用这些变化，取值有

• TCSANOW 立刻应用
• TCSADRAIN 当所有的写入fd的输出被传输的时候生效，这个参数应当在改变影响输出的时候使用
• TCSAFLUSH 当所有的写入fd的输出被传输时生效，并将所有未被读取的输入丢弃

termios结构体
这个结构体至少包括了以下四个变量

tcflag_t c_iflag;      /* 输入模式 */
tcflag_t c_oflag;      /* 输出模式*/
tcflag_t c_cflag;      /* 控制模式 */
tcflag_t c_lflag;      /* 本地模式 */
cc_t     c_cc[NCCS];   /* 控制字符 */

有关该结构体的应用可以参阅man的在线帮助文档

2.4 显示已读部分的百分比
2.4.1 使用fseek，ftell函数获得文件的所有字符数

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
long ftell(FILE *stream);
void rewind(FILE *stream);

介绍：
fseek是用于改变stream中读写指针的位置的函数。由whence规定的位置加上offset的大小就是新的位置，以字节为单位。
whence的取值：

• SEEK_SET 文件的开始位置
• SEEK_END 文件的结尾
• SEEK_CUR 当前文件位置
  ftell返回的是当前读写指针的之前所有字符的个数。
  rewind 将读写指针放到文件的开头

2.4.2 获得已读字符的个数
设置一个变量用于记录字符的个数，每次输出就加上输出字符串的长度。

3 源码

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <termios.h>
#include <string.h>
#define MAXSIZE 1024//缓存的最大值
#define DEFAULT 10//默认显示的行数

void showTheFile(FILE *, int);
int getLineNum(FILE *, long, long);
void changeMode(int);
long getInputSize(FILE *);

int main(int argc, char *argv[])
{
    FILE *fd = NULL;
    if(argc == 1)
        showTheFile(stdin, DEFAULT);
    else
    {

        while(--argc)
        {
            fd = fopen(* ++argv, "r");
            if(fd != NULL)
            {
                showTheFile(fd, DEFAULT);
                fclose(fd);
            }
            else break;
        }
    }
    return 0;
}

void showTheFile(FILE *fd, int linenum)
{
    char buff[MAXSIZE];
    int  i = 0;
    FILE *fdin = fopen("/dev/tty", "r");//打开tty文件获得用户的输入
    long total = getInputSize(fd);
    long readsize = 0;
    if(fdin == NULL) return;

    while(fgets(buff, MAXSIZE, fd)!=NULL)
    {
        if(i == DEFAULT)
        {
            linenum = getLineNum(fdin, total, readsize);
            changeMode(1);
            if(linenum == 0) break;
            i-=linenum;
        }
        readsize+=strlen(buff);
        if(!fputs(buff, stdout)) break;
        i++;
    }
}
int getLineNum(FILE *fdin, long total, long readsize)
{
    double result = (double)readsize/(double)total;
    result*=100;
    printf("\033[33m --More--(%d%) \033[0m", (int)result);
    char input;
    changeMode(0);
    while((input = getc(fdin))!=EOF)
    {
        int i;
        switch(input)
        {
            case 'q':
                return 0;
            case ' ':
                return 10;
            case '\n' :
                return 1;
        }
    }
}

void changeMode(int mode)
{

    struct termios new;
    struct termios old;
    tcgetattr(0,&old);
    new = old;

    new.c_lflag &= ~(ICANON | ISIG);//不许需要输入回车并忽视Ctrl+C等终止符
    new.c_cc[VTIME] = 0;
    new.c_cc[VMIN] = 1;
    if(mode == 0) new.c_lflag &= ~ECHO;不显示输入的值
    if(mode == 1) new.c_lflag |= ECHO;
    tcsetattr(0, TCSANOW, &new);
}

long getInputSize(FILE *input)
{
    long size;
    fseek(input, 0L, SEEK_END);
    size = ftell(input);
    rewind(input);
    return size;
}

4 BUG
4.1 当输入回车或空格时，最下方显示的的more仍然会在上面显示
4.2 无法判断文件的类型，不论是否是文本文件都可以打开
4.3 无法根据终端的类型控制显示的行数

5 参考文献

• Unix-Linux 编程实践教程
• linux下改变终端的输入属性
• 【Linux开发习作】more命令的编写（2）