在 Linux/Unix C 语言编程中，我们经常需要处理文件路径、通配符匹配、自动化构建脚本、工具链等问题。

glob() 和 fnmatch() 是两个非常常见但容易混淆的接口，它们都支持类似 shell 中的通配符匹配（如 *.c、src/*.h），但实际用途却完全不同。

一、两个函数的定位差异

虽然 glob() 和 fnmatch() 都支持 shell 风格的模式字符串，但它们的职责完全不一样：

一句话总结：

glob() 是“查文件”，fnmatch() 是“比字符串”。

二、glob()：文件路径扩展的系统级工具

1. 功能概述

glob() 会根据通配符模式自动访问文件系统、遍历目录，并返回所有匹配的路径。它的行为类似 shell 的通配展开：

$ echo *.c
main.c util.c parser.c

对应到 C 代码中就是：

glob("*.c", 0, NULL, &results);

2. 使用示例

#include <glob.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    glob_t results;
    glob("src/*.h", 0, NULL, &results);

    for (size_t i = 0; i < results.gl_pathc; i++) {
        printf("%s\n", results.gl_pathv[i]);
    }

    globfree(&results);
    return 0;
}

输出是文件系统中真实存在的文件。

3. 使用场景

• 批量处理文件（遍历 .c, .log, 等）
• 日志扫描工具
• 构建系统（如 make 的模式规则）
• Shell 工具开发（实现类似 grep *.txt 的功能）

4. 缺点

• IO 开销高
• 遍历目录可能耗时
• 不适合在性能敏感的循环中使用

三、fnmatch()：轻量级字符串模式匹配

1. 功能概述

fnmatch() 完全不访问文件系统，它用来判断一个字符串是否满足模式规则。

示例：

fnmatch("*.c", "main.c", 0) == 0   // 匹配
fnmatch("src/*.h", "src/util.h", 0) == 0

2. 使用示例

#include <fnmatch.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    if (fnmatch("*.txt", "hello.txt", 0) == 0)
        printf("match\n");
    else
        printf("no match\n");
    return 0;
}

3. 使用场景

• 在过滤逻辑中判断字符串是否匹配模式
• 遍历文件名时根据规则过滤（但不负责查找）
• 模式过滤系统（如 nginx、ftp 服务、文件同步工具）
• 实现用户自定义配置中的通配符匹配

4. 优势

• 极快（只做字符串运算）
• 无需访问文件系统
• 可嵌入各种复杂过滤管线

四、glob() 与 fnmatch() 的协同使用

在许多应用中，两者需要配合使用：

1. glob() 获取所有潜在候选文件；
2. fnmatch() 根据更复杂的规则再次过滤。

例如构建系统：

glob("src/*.c", 0, NULL, &g);

for each file in g:
    if fnmatch("test_*.c", filename):
        skip();
    else
        compile();

这种组合方式在大规模工程中非常常见。

五、底层原理：为什么需要两个函数？

glob() 的设计哲学

它属于 POSIX 标准的一部分，用于实现 shell 行为。其核心能力包括：

• 目录遍历
• 路径拼接
• 文件系统访问
• 错误处理（如权限、符号链接）

其逻辑接近：

模式切片 → 遍历目录 → 按段匹配 → 合并结果

fnmatch() 的设计哲学

是一个纯模式匹配引擎，用于匹配：

• * 任意字符序列
• ? 任意单个字符
• [...] 字符类
• 可选的 FNM_PATHNAME、FNM_CASEFOLD 等行为控制

它和正则相比更轻量、更接近 shell 的语法。

六、性能对比

如果你的匹配逻辑在循环中执行，绝不能用 glob()。

七、使用建议

八、总结

glob() 和 fnmatch() 看似相似，但定位完全不同：

• glob() = 文件查找工具（带文件系统访问）
• fnmatch() = 字符串匹配工具（纯计算，无 IO）

你可以将它们理解为：

glob() 类似 shell 的 “文件名展开”
fnmatch() 类似 shell 的 “字符串匹配”