C++ 进阶（21）：文件系统——filesystem 库、路径操作、目录遍历

更新时间：2026-09-01。本文是 languages/cpp/intermediate/ 进阶第 21 篇，接 chrono 时间库。C++17 引入了 <filesystem>，标准库终于有了跨平台的文件系统操作。路径操作、目录遍历、文件信息查询，不用再依赖 std::filesystem 或系统 API。

本文要回答的问题

• path 类怎么用？路径拼接、分解、规范化？
• 目录遍历怎么做？递归遍历和非递归遍历？
• 文件信息查询（大小、修改时间、权限）怎么用？
• 错误处理：filesystem_error 和 error_code 两种方式？

一、path：路径操作

#include <filesystem>
namespace fs = std::filesystem;

// 路径拼接
fs::path p = "dir" / "sub" / "file.txt";
// 跨平台：Windows 上用 \，Linux 上用 /

// 路径分解
p.root_name();     // "C:"（Windows）或 ""（Linux）
p.root_directory();// "/"
p.parent_path();   // "dir/sub"
p.filename();      // "file.txt"
p.stem();          // "file"
p.extension();     // ".txt"

// 路径规范化
fs::path p2 = fs::path("a/../b/c");  // 不规范化
fs::path p3 = p2.lexically_normal(); // "b/c"

// 判断
p.is_absolute();   // 是否绝对路径
p.is_relative();   // 是否相对路径

二、文件信息查询

fs::path p = "test.txt";

// 文件是否存在
bool exists = fs::exists(p);

// 文件类型
fs::is_regular_file(p);  // 普通文件
fs::is_directory(p);     // 目录
fs::is_symlink(p);       // 符号链接

// 文件信息
auto info = fs::status(p);
auto perms = info.permissions();

// 常用信息
auto size = fs::file_size(p);        // 文件大小
auto mtime = fs::last_write_time(p); // 修改时间
auto space = fs::space(p);           // 磁盘空间

三、目录遍历

// 非递归遍历（只读一层）
for (auto& entry : fs::directory_iterator(".")) {
    cout << entry.path() << "\n";
}

// 递归遍历
for (auto& entry : fs::recursive_directory_iterator(".")) {
    if (entry.is_regular_file()) {
        cout << entry.path() << ": " << entry.file_size() << " bytes\n";
    }
}

// 控制递归深度
fs::recursive_directory_iterator it(".",
    fs::directory_options::skip_permission_denied);
it.disable_recursion_pending();  // 跳过当前目录的子目录

四、文件操作

// 复制
fs::copy("src.txt", "dst.txt");
fs::copy("src_dir", "dst_dir", fs::copy_options::recursive);

// 移动/重命名
fs::rename("old.txt", "new.txt");

// 删除
fs::remove("file.txt");     // 删除文件
fs::remove_all("dir");      // 递归删除目录

// 创建
fs::create_directory("dir");
fs::create_directories("a/b/c");  // 递归创建

// 临时文件
auto tmp = fs::temp_directory_path() / "myapp-XXXXXX";

五、错误处理

// 方式 1：异常
try {
    auto size = fs::file_size("nonexist.txt");
} catch (const fs::filesystem_error& e) {
    cout << e.what() << "\n";
    cout << e.path1() << "\n";  // 第一个路径
    cout << e.path2() << "\n";  // 第二个路径（如果有）
}

// 方式 2：error_code（推荐，无异常开销）
std::error_code ec;
auto size = fs::file_size("nonexist.txt", ec);
if (ec) {
    cout << ec.message() << "\n";  // "No such file or directory"
}

六、常见坑对照

坑	现象	对策
路径拼接用 +	路径丢失分隔符	用 operator/ 或 path::append
不检查错误就用	文件不存在抛出异常	用 error_code 版本
递归遍历大量文件	性能慢	用非递归 + 自己管理栈
删除目录用 remove	非空目录删不掉	用 remove_all

相关与延伸

下一篇：格式化库——format 深入；C 的文件操作对比，见 C 文件 I/O。

一句话总结

C++ filesystem 库：path 类用 operator/ 拼接路径，跨平台自动处理分隔符；directory_iterator 非递归遍历，recursive_directory_iterator 递归遍历；fs::exists 判断存在，fs::file_size 大小，fs::last_write_time 修改时间；错误处理建议用 error_code 版本避免异常开销；copy_options::recursive 递归复制，remove_all 递归删除。