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C++编程实践—C++处理磁盘大小

news 2026/5/12 10:58:18

一、磁盘容量监控

在实际的编程，经常会遇到对磁盘容量进行监控的情况。当磁盘的应用达到一个阀值时，就需要向用户发出报警信息，并针对具体的操作进行限制，以防止出现意外的事故。一般来说，对硬盘的处理，都是各个平台提供自己专属的API来保证对硬盘容量获取的准确性。但随着C++标准的演进，在C++17中也提供了相关的方法。
在前面的“Linux下获得磁盘和目录大小”中已经给出了一个完整的例子。本文将通过C++17标准中的方法与之对比，可以更好的理解相关的应用。

二、Linux下传统的方式

在Linux中，对硬盘的监控的方法有几种方法：

使用命令方式
可以通过命令行或在C++中使用相关接口如system来实现命令的调用：
```
iRet=popen(cmd.c_str()，"r");fgets(buffer.data(),buffer.size(),pipe.get()
```
buffer.data()中就是相关的内容
使用statvfs接口
此函数是POSIX推荐的接口，头文件为 <sys/statvfs.h>，相对上层，应用方式如下：
```
intret=statvfs(devInfo.mountPoint.c_str(),&fsStat);
```
使用statfs
它需要包含#include <sys/vfs.h> 或 #include <sys/statfs.h>，是一个更底层的函数。应用如下：
```
ret=statfs(path.c_str(),&s);
```

三、Windows下传统的方式

在Windows平台上，std::filesystem::space接口是使用GetDiskFreeSpaceExW接口来实现的。其定义如下：

BOOLGetDiskFreeSpaceEx(LPCWSTR lpRootPathName,// 根路径PULARGE_INTEGER lpFreeBytesAvailable,// 用户可用空间 : space_info.availablePULARGE_INTEGER lpTotalNumberOfBytes,// 总空间 :space_info.capacityPULARGE_INTEGER lpTotalNumberOfFreeBytes// 总空闲空间 : space_info.free);

四、c++17中的方法

在C++17后，标准库提供了库，其中的std::filesystem::space可以用来获取相关的磁盘的信息。其基本的定义如下：

structspace_info{std::uintmax_tcapacity;//文件系统的总大小，单位为字节std::uintmax_tfree;//可用空间，单位为字节std::uintmax_tavailable;//非特权进程可用的空闲空间，可能小于free};

在Linux上其具体的实现，其实就是调用statvfs接口。使用它需要注意以下几点：

权限，在Linux上很多情况下需要权限，否则可能无法成功读取相关的文件系统信息。此时要注意看返回的错误代码
不同分区处理，可能需要遍历所有的挂载点。这需要去读取/proc/mounts或/etc/mtab，然后再次调用相关接口即可
需要注意平台是32位还是64位。32位情况下可能对大磁盘（大于2T）的信息描述不对。因为使用字节描述，可能会溢出

五、例程

下面看传统的实现以及C++17的实现例程，Windows平台：

#include<windows.h>#include<iostream>#include<string>boolGetDiskSpaceInfo(conststd::wstring&path,unsignedlonglong&totalBytes,unsignedlonglong&freeBytes,unsignedlonglong&availableBytes){ULARGE_INTEGER totalAvailable;ULARGE_INTEGER totalBytes;ULARGE_INTEGER totalFreeBytes;BOOL ret=GetDiskFreeSpaceExW(path.c_str(),&totalAvailable,&totalBytes,&totalFreeBytes);if(!ret){returnfalse;}availableBytes=totalAvailable.QuadPart;totalBytes=totalBytes.QuadPart;freeBytes=totalFreeBytes.QuadPart;returntrue;}//GBstd::stringFormatBytes(unsignedlonglongbytes){constdoublegb=bytes/(1024.0*1024.0*1024.0);charbuf[64];snprintf(buf,sizeof(buf),"%.2f GB",gb);returnstd::string(buf);}intmain(){std::wstring path=L"C:\\";unsignedlonglongtotal,freeSpace,available;GetDiskSpaceInfo(path,total,freeSpace,available);return0;}

Linux中传统的应用可参看“Linux下获得磁盘和目录大小”的例程。下面看C++17实现（来自cppreference）：

#include<cstdint>#include<filesystem>#include<iostream>#include<locale>std::uintmax_tdisk_usage_percent(conststd::filesystem::space_info&si,bool is_privileged=false)noexcept{if(constexpr std::uintmax_tX(-1);si.capacity==0||si.free==0||si.available==0||si.capacity==X||si.free==X||si.available==X)return100;std::uintmax_tunused_space=si.free,capacity=si.capacity;if(!is_privileged){conststd::uintmax_tprivileged_only_space=si.free-si.available;unused_space-=privileged_only_space;capacity-=privileged_only_space;}conststd::uintmax_tused_space{capacity-unused_space};return100*used_space/capacity;}voidprint_disk_space_info(autoconst&dirs,intwidth=14){(std::cout<<std::left).imbue(std::locale("en_US.UTF-8"));for(constautos:{"Capacity","Free","Available","Use%","Dir"})std::cout<<"│ "<<std::setw(width)<<s<<' ';for(std::cout<<'\n';autoconst&dir:dirs){std::error_code ec;conststd::filesystem::space_info si=std::filesystem::space(dir,ec);for(autox:{si.capacity,si.free,si.available,disk_usage_percent(si)})std::cout<<"│ "<<std::setw(width)<<static_cast<std::intmax_t>(x)<<' ';std::cout<<"│ "<<dir<<'\n';}}intmain(){constautodirs={"/dev/null","/tmp","/home","/proc","/null"};print_disk_space_info(dirs);}