实现标准化路径

本节中我们通过一个非常简单的例子来了解std::filesystem::path类，并实现一个智能标准化系统路径的辅助函数。

本节中的例子可以在任意的文件系统中使用，并且返回一种标准化格式的路径。标准化就意味着获取的是绝对路径，路径中不包括.和..。

实现函数的时候，我们将会了解，当使用文件系统库的基础部分时，需要注意哪些细节。

How to do it...

本节中，我们的程序可以从命令行参数中获得文件系统路径，并使用标准化格式进行打印：

1. 包含必要的头文件，并声明所使用的命名空间：

   #include <iostream>
   #include <filesystem>
   
   using namespace std;
   using namespace filesystem;

2. 主函数中，会对命令行传入的参数进行检查。如果没有传入，我们将会直接返回，并在终端上打印程序具体的使用方式。当提供了一个路径，那我们将用其对filesystem::path对象进行实例化：

   int main(int argc, char *argv[])
   {
       if (argc != 2) {
           cout << "Usage: " << argv[0] << " <path>\n";
           return 1;
       }
   
       const path dir {argv[1]};

3. 实例化path对象之后，还不能确定这个路径是否真实存在于计算机的文件系统中。这里我们使用了filesystem::exists来确认路径。如果路径不存在，我们会再次返回：

       if (!exists(dir)) {
           cout << "Path " << dir << " does not exist.\n";
           return 1;
       }

4. Okay，如果完成了这个检查，我们就能确定这是一个正确的路径，并且将会对这个路径进行标准化，然后将其进行打印。filesystem::canonical将会为我们返回另一个path对象，可以直接对其进行打印，不过path的<<重载版本会将双引号进行打印。为了去掉双引号，我们通过.c_str()或.string()方法对路径进行打印：

       cout << canonical(dir).c_str() << '\n';
   }

5. 编译代码并运行。当我们在家目录下输入相对地址"src"时，程序将会打印出其绝对路径：

   $ ./normalizer src
   /Users/tfc/src

6. 当我们打印一些更复杂的路径时，比如：给定路径中包含桌面文件夹的路径，..，还会有Documents文件夹，然后在到src文件夹。然而，程序会打印出与上次相同的地址！

   $ ./normalizer Desktop/../Documents/../src
   /Users/tfc/src

How it works...

作为一个std::filesystem的新手，看本节的代码应该也没有什么问题。通过文件系统路径字符串初始化了一个path对象。std::filesystem::path类为文件系统库的核心，因为库中大多数函数和类与之相关。

filesystem::exists函数可以用来检查给定的地址是否存在。检查文件路径的原因是，path对象中的地址，不确定在文件系统中是否存在。exists能够接受一个path实例，如果地址存在，则返回true。exists无论是相对地址和绝对地址都能够进行判断。

最后，我们使用了filesystem::canonical将给定路径进行标准化。

path canonical(const path& p, const path& base = current_path());

canonical函数能接受一个path对象和一个可选的第二参数，也就是另一个地址。如果p路径是一个相对路径，那么base就是其基础路径。完成这些后，canonical会将.和..从路径中移除。

打印时对标准化地址使用了.c_str()函数，这样我们打印出来的地址前后就没有双引号了。

There's more...

canonical在对应地址不存在时，会抛出一个filesystem_error类型的异常。为了避免函数抛出异常，我们需要使用exists函数对提供路径进行检查。这样的检查仅仅就是为了避免函数抛出异常吗？肯定不是。

exists 和canonical函数都能抛出bad_alloc异常。如果我们遇到了，那程序肯定会失败。更为重要的是，当我们对路径进行标准化处理时，其他人将对应的文件重命名或删除了，则会造成更严重的问题。这样的话，即便是之前进行过检查，canonical还是会抛出一个filesystem_error异常。

大多数系统函数都会有一些重载，他们能够接受相同的参数，甚至是一个std::error_code引用：

path canonical(const path& p, const path& base = current_path());
path canonical(const path& p, error_code& ec);
path canonical(const std::filesystem::path& p,
               const std::filesystem::path& base,
               std::error_code& ec );

我们可以使用try-catch将系统函数进行包围，手动的对其抛出的异常进行处理。需要注意的是，这里只会改变系统相关错误的动作，而无法对其他进行修改。带或不带ec参数，更加基于异常，例如当系统没有可分配内存时，还是会抛出bad_alloc异常。