使用Golang实现兼容GNU cp特性的文件操作库

在Golang中实现一个兼容GNU cp特性的文件操作库需要考虑GNU cp的多种功能和行为。下面我将介绍如何创建一个名为flop的库，它能够模仿GNU cp的核心功能。

GNU cp的主要特性

GNU cp命令有以下主要特性需要实现：

• 递归复制目录
• 保留文件属性(权限、时间戳等)
• 符号链接处理
• 覆盖行为控制
• 进度显示
• 稀疏文件处理

flop库设计

基本结构

package flop

import (
	"os"
	"path/filepath"
	"syscall"
)

// Options 包含所有复制选项
type Options struct {
	Recursive     bool // -r/-R 递归复制
	Preserve      bool // -p 保留文件属性
	NoDereference bool // -P 不跟随符号链接
	Force         bool // -f 强制覆盖
	Verbose       bool // -v 显示详细信息
	Sparse        bool // --sparse=auto 稀疏文件处理
}

核心复制函数

func Copy(src, dst string, opt Options) error {
	srcInfo, err := os.Lstat(src)
	if err != nil {
		return err
	}

	// 处理符号链接
	if srcInfo.Mode()&os.ModeSymlink != 0 && opt.NoDereference {
		return copySymlink(src, dst, opt)
	}

	switch mode := srcInfo.Mode(); {
	case mode.IsDir():
		if !opt.Recursive {
			return errors.New("omitting directory without -r option")
		}
		return copyDir(src, dst, opt)
	case mode.IsRegular():
		return copyFile(src, dst, opt)
	default:
		return fmt.Errorf("unsupported file type: %s", src)
	}
}

文件复制实现

func copyFile(src, dst string, opt Options) error {
	srcFile, err := os.Open(src)
	if err != nil {
		return err
	}
	defer srcFile.Close()

	// 检查目标文件是否存在
	if _, err := os.Stat(dst); err == nil {
		if !opt.Force {
			return fmt.Errorf("will not overwrite %s without -f option", dst)
		}
	}

	// 创建目标文件
	dstFile, err := os.Create(dst)
	if err != nil {
		return err
	}
	defer dstFile.Close()

	// 复制内容
	if _, err := io.Copy(dstFile, srcFile); err != nil {
		return err
	}

	// 保留属性
	if opt.Preserve {
		if err := preserveAttributes(src, dst, srcFile); err != nil {
			return err
		}
	}

	if opt.Verbose {
		fmt.Printf("'%s' -> '%s'\n", src, dst)
	}

	return nil
}

目录复制实现

func copyDir(src, dst string, opt Options) error {
	// 创建目标目录
	if err := os.MkdirAll(dst, 0755); err != nil {
		return err
	}

	// 遍历源目录
	return filepath.Walk(src, func(path string, info os.FileInfo, err error) error {
		if err != nil {
			return err
		}

		relPath, err := filepath.Rel(src, path)
		if err != nil {
			return err
		}

		dstPath := filepath.Join(dst, relPath)

		switch {
		case info.IsDir():
			if err := os.MkdirAll(dstPath, info.Mode()); err != nil {
				return err
			}
			if opt.Verbose {
				fmt.Printf("'%s' -> '%s'\n", path, dstPath)
			}
		case info.Mode()&os.ModeSymlink != 0:
			return copySymlink(path, dstPath, opt)
		default:
			return copyFile(path, dstPath, opt)
		}

		return nil
	})
}

保留文件属性

func preserveAttributes(src, dst string, srcFile *os.File) error {
	srcInfo, err := srcFile.Stat()
	if err != nil {
		return err
	}

	// 修改时间
	if err := os.Chtimes(dst, srcInfo.ModTime(), srcInfo.ModTime()); err != nil {
		return err
	}

	// 修改权限
	if err := os.Chmod(dst, srcInfo.Mode()); err != nil {
		return err
	}

	// 修改所有者(需要root权限)
	if stat, ok := srcInfo.Sys().(*syscall.Stat_t); ok {
		if err := os.Chown(dst, int(stat.Uid), int(stat.Gid)); err != nil {
			return err
		}
	}

	return nil
}

符号链接处理

func copySymlink(src, dst string, opt Options) error {
	target, err := os.Readlink(src)
	if err != nil {
		return err
	}

	if err := os.Symlink(target, dst); err != nil {
		return err
	}

	if opt.Verbose {
		fmt.Printf("'%s' -> '%s'\n", src, dst)
	}

	return nil
}

使用示例

package main

import (
	"fmt"
	"github.com/yourusername/flop"
)

func main() {
	// 简单复制文件
	err := flop.Copy("source.txt", "dest.txt", flop.Options{})
	if err != nil {
		fmt.Println("Error:", err)
	}

	// 递归复制目录并保留属性
	err = flop.Copy("source_dir", "dest_dir", flop.Options{
		Recursive: true,
		Preserve:  true,
		Verbose:   true,
	})
	if err != nil {
		fmt.Println("Error:", err)
	}

	// 强制覆盖文件
	err = flop.Copy("source.txt", "existing.txt", flop.Options{
		Force: true,
	})
	if err != nil {
		fmt.Println("Error:", err)
	}
}

兼容性考虑

为了保持与GNU cp的高度兼容性，还需要考虑以下方面：

1. 错误处理：匹配GNU cp的错误消息格式
2. 特殊文件：处理设备文件、FIFO等特殊文件类型
3. 性能优化：大文件处理、缓冲区大小优化
4. 进度显示：实现类似--progress选项的功能
5. 稀疏文件：优化处理包含大量零字节的文件

这个实现提供了GNU cp的核心功能框架，可以根据需要进一步扩展和完善。