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rename系统调用及示例

news 2025/7/28 13:09:46

21. rename - 重命名文件或目录

函数介绍

rename系统调用用于重命名文件或目录，也可以将文件或目录移动到另一个位置。如果目标文件已存在，则会被替换。

函数原型

#include <stdio.h>int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

功能

将文件或目录从旧路径重命名为新路径。

参数

const char *oldpath: 原文件或目录的路径名
const char *newpath: 新文件或目录的路径名

返回值

成功时返回0
失败时返回-1，并设置errno：
- EACCES: 权限不足
- EBUSY: 文件正被使用
- EDQUOT: 磁盘配额超限
- EEXIST: 目标文件存在且不能被替换
- EINVAL: 参数无效
- EISDIR: newpath是目录但oldpath是文件
- ELOOP: 符号链接循环
- EMLINK: 链接数超限
- ENAMETOOLONG: 路径名过长
- ENOENT: 原文件不存在或目标目录不存在
- ENOSPC: 磁盘空间不足
- ENOTDIR: 路径前缀不是目录
- ENOTEMPTY: 目标目录非空
- EPERM: 操作不被允许
- EROFS: 文件系统只读
- EXDEV: 跨文件系统移动

相似函数

renameat(): 相对路径版本
renameat2(): 增强版本，支持更多选项

示例代码

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <limits.h>int main() {char buffer[PATH_MAX];char original_dir[PATH_MAX];printf("=== Rename函数示例 ===\n");// 保存原始目录if (getcwd(original_dir, sizeof(original_dir)) == NULL) {perror("获取原始目录失败");exit(EXIT_FAILURE);}// 示例1: 基本的文件重命名操作printf("\n示例1: 基本的文件重命名操作\n");// 创建测试文件const char *old_filename = "test_rename_old.txt";int fd = open(old_filename, O_CREAT | O_WRONLY, 0644);if (fd == -1) {perror("创建测试文件失败");exit(EXIT_FAILURE);}const char *file_content = "This is test content for rename function demonstration.";if (write(fd, file_content, strlen(file_content)) == -1) {perror("写入文件内容失败");}close(fd);printf("创建测试文件: %s\n", old_filename);// 重命名文件const char *new_filename = "test_rename_new.txt";if (rename(old_filename, new_filename) == -1) {perror("重命名文件失败");} else {printf("成功将 %s 重命名为 %s\n", old_filename, new_filename);// 验证文件是否存在if (access(new_filename, F_OK) == 0) {printf("新文件存在\n");// 读取文件内容验证fd = open(new_filename, O_RDONLY);if (fd != -1) {char read_buffer[200];ssize_t bytes_read = read(fd, read_buffer, sizeof(read_buffer) - 1);if (bytes_read > 0) {read_buffer[bytes_read] = '\0';printf("文件内容: %s\n", read_buffer);}close(fd);}}if (access(old_filename, F_OK) != 0) {printf("原文件已不存在\n");}}// 示例2: 目录重命名操作printf("\n示例2: 目录重命名操作\n");// 创建测试目录const char *old_dirname = "test_rename_old_dir";const char *new_dirname = "test_rename_new_dir";if (mkdir(old_dirname, 0755) == -1 && errno != EEXIST) {perror("创建测试目录失败");} else {printf("创建测试目录: %s\n", old_dirname);// 在目录中创建文件char file_in_dir[PATH_MAX];snprintf(file_in_dir, sizeof(file_in_dir), "%s/content.txt", old_dirname);fd = open(file_in_dir, O_CREAT | O_WRONLY, 0644);if (fd != -1) {const char *dir_content = "Content in directory file";write(fd, dir_content, strlen(dir_content));close(fd);printf("在目录中创建文件: content.txt\n");}// 重命名目录if (rename(old_dirname, new_dirname) == -1) {perror("重命名目录失败");} else {printf("成功将目录 %s 重命名为 %s\n", old_dirname, new_dirname);// 验证目录和内容if (access(new_dirname, F_OK) == 0) {printf("新目录存在\n");// 检查目录中的文件char new_file_path[PATH_MAX];snprintf(new_file_path, sizeof(new_file_path), "%s/content.txt", new_dirname);if (access(new_file_path, F_OK) == 0) {printf("目录中的文件也已移动\n");}}if (access(old_dirname, F_OK) != 0) {printf("原目录已不存在\n");}}}// 示例3: 文件移动操作printf("\n示例3: 文件移动操作\n");// 创建另一个目录用于移动测试const char *move_to_dir = "move_destination";if (mkdir(move_to_dir, 0755) == -1 && errno != EEXIST) {perror("创建目标目录失败");} else {printf("创建目标目录: %s\n", move_to_dir);// 创建要移动的文件const char *file_to_move = "file_to_move.txt";fd = open(file_to_move, O_CREAT | O_WRONLY, 0644);if (fd != -1) {const char *move_content = "This file will be moved to another directory";write(fd, move_content, strlen(move_content));close(fd);printf("创建要移动的文件: %s\n", file_to_move);}// 移动文件到另一个目录char destination_path[PATH_MAX];snprintf(destination_path, sizeof(destination_path), "%s/%s", move_to_dir, file_to_move);if (rename(file_to_move, destination_path) == -1) {perror("移动文件失败");} else {printf("成功将文件 %s 移动到 %s\n", file_to_move, destination_path);// 验证移动结果if (access(destination_path, F_OK) == 0) {printf("文件已在目标位置\n");}if (access(file_to_move, F_OK) != 0) {printf("原位置文件已不存在\n");}}}// 示例4: 替换已存在文件printf("\n示例4: 替换已存在文件\n");// 创建目标文件const char *target_file = "target_file.txt";fd = open(target_file, O_CREAT | O_WRONLY, 0644);if (fd != -1) {const char *target_content = "Original content that will be replaced";write(fd, target_content, strlen(target_content));close(fd);printf("创建目标文件: %s\n", target_file);}// 创建源文件const char *source_file = "source_file.txt";fd = open(source_file, O_CREAT | O_WRONLY, 0644);if (fd != -1) {const char *source_content = "New content that will replace the old content";write(fd, source_content, strlen(source_content));close(fd);printf("创建源文件: %s\n", source_file);}// 读取替换前的目标文件内容printf("替换前目标文件内容:\n");fd = open(target_file, O_RDONLY);if (fd != -1) {char content_buffer[200];ssize_t bytes_read = read(fd, content_buffer, sizeof(content_buffer) - 1);if (bytes_read > 0) {content_buffer[bytes_read] = '\0';printf("  %s\n", content_buffer);}close(fd);}// 使用rename替换文件if (rename(source_file, target_file) == -1) {perror("替换文件失败");} else {printf("成功使用 %s 替换 %s\n", source_file, target_file);// 验证替换结果printf("替换后目标文件内容:\n");fd = open(target_file, O_RDONLY);if (fd != -1) {char content_buffer[200];ssize_t bytes_read = read(fd, content_buffer, sizeof(content_buffer) - 1);if (bytes_read > 0) {content_buffer[bytes_read] = '\0';printf("  %s\n", content_buffer);}close(fd);}// 源文件应该不存在了if (access(source_file, F_OK) != 0) {printf("源文件已被移除\n");}}// 示例5: 错误处理演示printf("\n示例5: 错误处理演示\n");// 尝试重命名不存在的文件if (rename("nonexistent_file.txt", "new_name.txt") == -1) {printf("重命名不存在的文件: %s\n", strerror(errno));}// 尝试重命名到只读文件系统if (rename(target_file, "/proc/test") == -1) {printf("重命名到只读文件系统: %s\n", strerror(errno));}// 尝试使用过长的路径名char long_path[PATH_MAX + 100];memset(long_path, 'a', sizeof(long_path) - 1);long_path[sizeof(long_path) - 1] = '\0';if (rename(target_file, long_path) == -1) {printf("使用过长路径名: %s\n", strerror(errno));}// 示例6: 实际应用场景printf("\n示例6: 实际应用场景\n");// 场景1: 日志文件轮转printf("场景1: 日志文件轮转\n");const char *log_file = "application.log";const char *old_log_file = "application.log.1";// 创建日志文件fd = open(log_file, O_CREAT | O_WRONLY | O_APPEND, 0644);if (fd != -1) {for (int i = 0; i < 10; i++) {char log_entry[100];sprintf(log_entry, "Log entry %d: Application running normally\n", i);write(fd, log_entry, strlen(log_entry));}close(fd);printf("创建日志文件并写入测试数据\n");}// 模拟日志轮转if (access(old_log_file, F_OK) == 0) {unlink(old_log_file);  // 删除旧的备份}if (rename(log_file, old_log_file) == -1) {perror("日志轮转失败");} else {printf("日志文件轮转成功: %s -> %s\n", log_file, old_log_file);// 创建新的日志文件fd = open(log_file, O_CREAT | O_WRONLY | O_APPEND, 0644);if (fd != -1) {const char *new_log_msg = "New log file created after rotation\n";write(fd, new_log_msg, strlen(new_log_msg));close(fd);printf("创建新的日志文件\n");}}// 场景2: 临时文件处理printf("场景2: 临时文件处理\n");const char *temp_file = "temp_processing.tmp";const char *final_file = "final_result.txt";// 创建临时文件fd = open(temp_file, O_CREAT | O_WRONLY, 0644);if (fd != -1) {const char *temp_content = "Processing result data that needs to be finalized";write(fd, temp_content, strlen(temp_content));close(fd);printf("创建临时处理文件: %s\n", temp_file);}// 处理完成后重命名为最终文件if (rename(temp_file, final_file) == -1) {perror("重命名临时文件失败");} else {printf("临时文件处理完成: %s -> %s\n", temp_file, final_file);}// 场景3: 原子性文件更新printf("场景3: 原子性文件更新\n");const char *config_file = "config.txt";const char *temp_config = "config.txt.tmp";// 创建原始配置文件fd = open(config_file, O_CREAT | O_WRONLY, 0644);if (fd != -1) {const char *old_config = "old_parameter=value1\nold_setting=enabled\n";write(fd, old_config, strlen(old_config));close(fd);printf("创建原始配置文件\n");}// 创建新的配置文件（临时）fd = open(temp_config, O_CREAT | O_WRONLY, 0644);if (fd != -1) {const char *new_config = "new_parameter=value2\nnew_setting=disabled\nupdated=true\n";write(fd, new_config, strlen(new_config));close(fd);printf("创建新配置文件（临时）\n");}// 原子性地替换配置文件if (rename(temp_config, config_file) == -1) {perror("原子性替换配置文件失败");} else {printf("原子性更新配置文件成功\n");// 验证新配置printf("更新后的配置文件内容:\n");fd = open(config_file, O_RDONLY);if (fd != -1) {char config_buffer[300];ssize_t bytes_read = read(fd, config_buffer, sizeof(config_buffer) - 1);if (bytes_read > 0) {config_buffer[bytes_read] = '\0';printf("%s", config_buffer);}close(fd);}}// 示例7: 跨文件系统操作限制printf("\n示例7: 跨文件系统操作限制\n");// 这个测试需要实际的跨文件系统环境printf("说明: rename不能跨文件系统移动文件\n");printf("如果尝试这样做，会返回EXDEV错误\n");printf("跨文件系统移动需要先复制再删除原文件\n");// 示例8: 性能考虑printf("\n示例8: 性能考虑\n");// rename操作通常是原子性的且很快printf("rename操作的特点:\n");printf("  - 原子性: 操作要么完全成功，要么完全失败\n");printf("  - 高效性: 通常只是修改元数据，不移动实际数据\n");printf("  - 限制性: 不能跨文件系统操作\n");// 清理测试资源printf("\n清理测试资源...\n");// 删除各种测试文件和目录const char *files_to_delete[] = {"test_rename_new.txt","target_file.txt","source_file.txt","file_to_move.txt","application.log","application.log.1","final_result.txt","config.txt"};for (int i = 0; i < 8; i++) {if (access(files_to_delete[i], F_OK) == 0) {if (unlink(files_to_delete[i]) == -1) {printf("删除文件 %s 失败: %s\n", files_to_delete[i], strerror(errno));} else {printf("删除文件: %s\n", files_to_delete[i]);}}}// 删除目录if (access("test_rename_new_dir", F_OK) == 0) {char dir_file[PATH_MAX];snprintf(dir_file, sizeof(dir_file), "%s/content.txt", "test_rename_new_dir");unlink(dir_file);if (rmdir("test_rename_new_dir") == -1) {printf("删除目录失败: %s\n", strerror(errno));} else {printf("删除目录: test_rename_new_dir\n");}}if (access(move_to_dir, F_OK) == 0) {char moved_file[PATH_MAX];snprintf(moved_file, sizeof(moved_file), "%s/file_to_move.txt", move_to_dir);unlink(moved_file);if (rmdir(move_to_dir) == -1) {printf("删除目标目录失败: %s\n", strerror(errno));} else {printf("删除目录: %s\n", move_to_dir);}}return 0;
}