C++ 复制与删除文件

如果只依靠基础的文件流来复制一个文件，我们需要同时打开源文件和目标文件，再写循环把内容一点点搬过去，写起来比较繁琐。从 C++17 标准开始，无论是复制、删除还是重命名单个文件，我们都可以直接调用 <filesystem> 标准库中的现成函数一行搞定。

在日常开发中，管理单个普通文件最常用的是 fs::copy_file()、fs::remove() 和 fs::rename() 这 3 个函数。这里的 fs 是命名空间 std::filesystem 的常用别名。

使用 copy_file() 复制文件

在 C++ 中，调用 fs::copy_file() 复制普通文件时，我们需要区分 “目标文件原本不存在” 和 “目标文件已经存在” 这两种情况。

1. 复制普通文件

当目标位置还没有同名文件时，我们直接向 fs::copy_file() 传入源文件路径和目标文件路径即可。

语法：

fs::copy_file(source, target)

说明：

这两个路径参数既可以传入字符串，也可以传入 fs::path 路径对象，具体说明如下：

• source（必选）：源文件路径，表示 “从哪里复制”。该文件必须已经存在，并且必须是一个普通文件。
• target（必选）：目标文件路径，表示 “复制到哪里”。注意 source 在前、target 在后，顺序不要写反了。

如果复制成功，fs::copy_file() 会返回 true。另外要注意，该函数只能复制单个普通文件。如果想要复制整个文件夹，我们需要使用 fs::copy() 函数。

示例 1：复制单个普通文件

#include <filesystem>
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>

namespace fs = std::filesystem;

int main() {
    fs::path source = "source.txt";
    fs::path target = "target.txt";

    // 准备源文件 source.txt
    std::ofstream outFile(source);
    outFile << "绿叶网 lvyenet.com\n";
    outFile.close();

    bool copied = fs::copy_file(source, target);

    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "是否复制成功：" << copied << '\n';

    // 读取目标文件验证内容
    std::ifstream inFile(target);
    std::string line;
    std::getline(inFile, line);
    std::cout << "目标文件内容：" << line << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

是否复制成功：true
目标文件内容：绿叶网 lvyenet.com

分析：

在这个例子中，我们先写入了源文件 source.txt，随后调用 fs::copy_file(source, target) 将它复制为 target.txt。最后读取 target.txt 可以看到，里面的内容和源文件一模一样。

这里有一个默认保护规则：如果磁盘上已经存在 target.txt，比如我们在本地连续运行两次上面这段代码，双参数的 fs::copy_file(source, target) 就会报错拒绝复制。如果确实需要覆盖已有的目标文件，就要用到下面的覆盖策略。

2. 指定覆盖策略（copy_options）

当目标文件可能已经存在时，我们可以通过第 3 个参数传入 fs::copy_options 枚举值，明确告诉程序遇到同名目标文件时应该怎么处理。

语法：

fs::copy_file(source, target, options)

说明：

第 3 个参数 options 用于指定目标文件已存在时的处理策略，常用的 4 种枚举值如下表所示。

对于上表中的 4 种策略，小伙伴们不需要死记硬背，重点掌握最常用的 overwrite_existing（强制覆盖）和 skip_existing（跳过已有文件）就可以了。

示例 2：覆盖已有的目标文件

#include <filesystem>
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <string>

namespace fs = std::filesystem;

int main() {
    fs::path source = "source.txt";
    fs::path target = "target.txt";

    // 准备源文件和已有的目标文件
    std::ofstream srcFile(source);
    srcFile << "new content\n";
    srcFile.close();

    std::ofstream dstFile(target);
    dstFile << "old content\n";
    dstFile.close();

    // 强制覆盖已有的目标文件
    auto opt = fs::copy_options::overwrite_existing;
    bool copied = fs::copy_file(source, target, opt);

    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "是否覆盖复制：" << copied << '\n';

    std::ifstream inFile(target);
    std::string line;
    std::getline(inFile, line);
    std::cout << "覆盖后内容：" << line << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

是否覆盖复制：true
覆盖后内容：new content

分析：

在上面的代码中，target.txt 原本已经存在，里面保存的是 "old content"。调用 fs::copy_file() 时传入 fs::copy_options::overwrite_existing 后，程序使用 source.txt 的新内容覆盖了 target.txt，并返回 true。

对于这个例子来说，如果把策略改为 skip_existing，程序同样不会报错。此时 copied 会返回 false，target.txt 里保留的依然是原来的 "old content"。

使用 remove() 删除文件

在 C++ 中，如果想要把某个文件从磁盘上删除，我们可以调用 fs::remove() 函数。

语法：

fs::remove(path)
fs::remove(path, ec)

说明：

fs::remove() 接收要删除的文件路径 path 以及可选的错误码对象 ec，返回值规则如下：

• 目标文件存在且成功删除：返回 true。
• 目标文件原本就不存在：返回 false，并且不会报错。如果传入了 ec，ec 依然保持无错误状态。
• 删除过程本身出错：例如没有操作权限，或者该文件正被其他软件占用。此时单参数版本会抛出异常，双参数版本则会将错误原因记录到 ec 中。

顺带一提，前面的 fs::copy_file() 和后面的 fs::rename() 同样支持在末尾传入 ec 参数进行免异常检查。

示例 3：删除指定文件

#include <filesystem>
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <system_error>

namespace fs = std::filesystem;

int main() {
    fs::path path = "delete_demo.txt";

    // 创建用于测试删除的文件
    std::ofstream outFile(path);
    outFile << "temporary data\n";
    outFile.close();

    std::error_code ec;
    bool first = fs::remove(path, ec);     // 第 1 次删除：文件存在
    bool second = fs::remove(path, ec);    // 第 2 次删除：文件已不存在

    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "第 1 次删除结果：" << first << '\n';
    std::cout << "第 2 次删除结果：" << second << '\n';

    if (!ec) {
        std::cout << "两次删除过程均未出错\n";
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

第 1 次删除结果：true
第 2 次删除结果：false
两次删除过程均未出错

分析：

当我们第 1 次调用 fs::remove(path, ec) 时，delete_demo.txt 确实存在，文件被成功删除并返回 true。第 2 次再删同一个路径时，因为文件刚才已经被删掉了，所以返回 false。同时由于文件不存在不算系统故障，!ec 依然成立。

另外，fs::remove() 不仅能删除单个普通文件，还可以用来删除空文件夹。如果要删除装有内容的非空文件夹，则需要配合下一节介绍的 fs::remove_all() 函数。

使用 rename() 重命名与移动文件

在日常文件管理中，除了复制和删除之外，我们还经常需要给文件 “改名字”，或者把文件 “移动到另一个文件夹”。在 <filesystem> 库中，这两件事都可以调用 fs::rename() 函数实现。

语法：

fs::rename(oldPath, newPath)
fs::rename(oldPath, newPath, ec)

说明：

oldPath 是原文件路径，newPath 是新文件路径。fs::rename() 没有返回值，根据 newPath 所在位置的不同，它可以实现以下 2 种操作：

• 原地重命名文件：当两个路径位于同一个目录下时，比如 fs::rename("draft.txt", "final.txt");，会直接把文件名从 draft.txt 改为 final.txt。
• 移动文件位置：当 newPath 指向另一个已经存在的文件夹下时，比如 fs::rename("final.txt", "backup/final.txt");，会把文件直接移入 backup 文件夹中，不需要先复制再删除。

示例 4：重命名文件

#include <filesystem>
#include <fstream>
#include <iostream>

namespace fs = std::filesystem;

int main() {
    fs::path oldPath = "draft.txt";
    fs::path newPath = "final.txt";

    // 创建原文件并清理同名新文件
    std::ofstream outFile(oldPath);
    outFile << "report data\n";
    outFile.close();
    fs::remove(newPath);

    // 重命名文件
    fs::rename(oldPath, newPath);

    bool oldExists = fs::exists(oldPath);
    bool newExists = fs::exists(newPath);

    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "draft.txt 是否存在：" << oldExists << '\n';
    std::cout << "final.txt 是否存在：" << newExists << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

draft.txt 是否存在：false
final.txt 是否存在：true

分析：

fs::rename(oldPath, newPath); 表示将原本的 draft.txt 直接改名为 final.txt。改名结束后，我们调用 fs::exists() 检查可以看到，原来的 draft.txt 已不存在，而新的 final.txt 存在且保留了原有的文件内容。

如果我们想把 final.txt 移动到已经建好的子文件夹 backup 中，只需要把第 2 个参数写成目标文件夹下的路径即可：

// 将文件移动到已有的 backup 文件夹下
fs::rename("final.txt", "backup/final.txt");

需要注意的是，使用 fs::rename() 移动文件时，目标文件夹 backup 必须已经存在，该函数不会自动新建缺失的文件夹。另外，如果目标位置已经有同名文件，fs::rename() 默认会直接覆盖它，这一点与 fs::copy_file() 默认报错不覆盖的行为正好相反。