4文件系统要点.docx
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4文件系统要点
实验四文件系统
实验名称：
文件系统
实验目的：
模拟文件系统实现的基本功能，了解文件系统的基本结构和文件的各种管理方法，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。
实验类型：
验证
实验学时：
4
实验环境：
1.Windows操作系统下，MicrosoftVisualC++编程环境（6.0）。
2.Windows操作系统下，MicrosoftVisualStudioC#编程环境（2010）。
实验步骤：
第一模块：
在MicrosoftVisualC++编程环境下，模拟DOS文件系统
通过编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程，从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。
1、打开MicrosoftVisualC++6.0；选择“文件”－>“新建”。
2、选择Win32ConsoleApplication；建立一个“Hello,World!
”程序。
3、在SourceFiles文件夹的filename.cpp中输入源代码，调试运行程序。
4、源代码
#include"stdafx.h"
#include"stdlib.h"
#include"stdio.h"
#include"iostream.h"
#include"string.h"
#include"ctype.h"
#include"conio.h"
#defineFILENAME_LEN21
#defineINPUT_LEN81
#defineCOMMAND_LEN11
//结点结构
structFileNode
{
charfilename[FILENAME_LEN];//文件名/目录名
intisdir;//目录文件识别标志
inti_nlink;//文件的链接数
intadr;//文件的地址
structFileNode*parent,*child;//指向父亲的指针和指向左孩子的指针
structFileNode*sibling_prev,*sibling_next;//指向前一个兄弟的指针和指向;后一个兄弟的指针.
};
voidInit（）;//初始化文件树
intParseCommand（）;//接受输入的命令并把其分解成操作名和路径文件名
voidExecuteCommand（）;//执行命令
intcdComd（）;//处理cd命令
inteditComd（）;//处理edit命令
intdelComd（）;//处理del命令
intrdComd（）;//处理rd命令
intdirComd（）;//处理dir命令
intmdComd（）;//处理md命令
intFindPath（char*ph）;//寻找参数ph所指向的路径
intFindFilename（charPara2[]）;//从参数Para2中找到要建立或删除的文件、目录名，并把指针指向其父亲结点
structFileNode*CreateFileNode（charfilename[],intisdir,inti_nlink）;//创建结点
intGetInput（char*buffer,unsignedintbuffer_len）;//获取输入
intCheckCommand（）;//命令检查
intGetDir（intbegin,char*path,char*curDir）;//获取路径
voidTrim（char*str）;
structFileNode*cp,*tp,*root,*upper;
charpath[INPUT_LEN-COMMAND_LEN];//记录当前走过的路径
charcurpath[INPUT_LEN-COMMAND_LEN],Para1[COMMAND_LEN],
Para2[INPUT_LEN-COMMAND_LEN],tmppath[INPUT_LEN-COMMAND_LEN];
charfilename[FILENAME_LEN],dirname[FILENAME_LEN],tmp;
inti,j;
//主函数
intmain（）
{
Init（）;//初始化文件树
while
（1）
{
if（ParseCommand（））//分解命令
ExecuteCommand（）;//执行命令
}
return0;
}
//初始化文件树
voidInit（）
{
structFileNode*bin,*usr,*unix,*etc;
strcpy（path,"/"）;//根目录为当前目录
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////创建初始目录结点///////////////////////////////////
bin=CreateFileNode（"bin",1,0）;
usr=CreateFileNode（"usr",1,0）;
unix=CreateFileNode（"unix",0,0）;
etc=CreateFileNode（"etc",1,0）;
root=cp=tp=CreateFileNode（"/",1,0）;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////创建初始目录结点结束///////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////初始目录赋值///////////////////////////////////////
root->parent=NULL;
root->child=bin;
root->sibling_prev=root->sibling_next=NULL;
bin->parent=root;
bin->child=NULL;
bin->sibling_prev=NULL;
bin->sibling_next=usr;
usr->parent=NULL;
usr->child=NULL;
usr->sibling_prev=bin;
usr->sibling_next=unix;
unix->parent=NULL;
unix->child=NULL;
unix->sibling_prev=usr;
unix->sibling_next=etc;
etc->parent=NULL;
etc->child=NULL;
etc->sibling_prev=unix;
etc->sibling_next=NULL;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////初始目录结点赋值结束///////////////////////////////
printf（"***********************************************************************\n"）;
printf（"***********************************************************************\n"）;
printf（"***********************欢迎来到模拟文件管理系统************************\n"）;
printf（"*******************************软件工程********************************\n"）;
printf（"***********************************************************************\n"）;
printf（"你可以输入如下命令进行操作：
\n"）;
printf（"cd：
类似dos的cd命令\n"）;
printf（"edit:
创建文件\n"）;
printf（"del:
删除文件\n"）;
printf（"rd:
删除目录\n"）;
printf（"dir:
显示目录\n"）;
printf（"md:
创建目录\n"）;
}
//执行命令子函数
voidExecuteCommand（）
{
intsign;
//根据参数Para1调用相应的功能处理模块
if（strcmp（Para1,"cd"）==0）
sign=cdComd（）;//cd命令
elseif（strcmp（Para1,"edit"）==0）
sign=editComd（）;//edit命令
elseif（strcmp（Para1,"del"）==0）
sign=delComd（）;//del命令
elseif（strcmp（Para1,"dir"）==0）
sign=dirComd（）;//dir命令
elseif（strcmp（Para1,"md"）==0）
sign=mdComd（）;//md命令
elseif（strcmp（Para1,"rd"）==0）
sign=rdComd（）;//rd命令
elseif（strcmp（Para1,"exit"）==0）
exit（0）;//exit命令
else
printf（"命令错误,请重试\n"）;//命令输入不正确，报错
}
//创建结点
structFileNode*CreateFileNode（charfilename[],intisdir,inti_nlink）
{
//申请结点空间
structFileNode*node=（structFileNode*）malloc（sizeof（structFileNode））;
//相应内容赋初值
strcpy（node->filename,filename）;
node->isdir=isdir;
node->i_nlink=i_nlink;
node->parent=NULL;
node->child=NULL;
node->sibling_prev=NULL;
node->sibling_next=NULL;
returnnode;
}
//获取文件或目录名，并把指针指向其父亲结点
intFindFilename（charPara2[]）
{
i=strlen（Para2）-1;
j=0;
while（Para2[i]!
='/'&&i>=0）
{
filename[j]=Para2[i];
i--;
j++;
}
filename[j]='\0';//获得逆序的文件或目录名，存入filename中
if（i<0）Para2[i+1]='\0';
elsePara2[i]='\0';
//j--;//filename逆转，获得正确的文件或目录名,如果不需要逆转就去掉此语句
for（i=0;i<（signed）strlen（filename）/2;i++）
{
j--;
tmp=filename[i];
filename[i]=filename[j];
filename[j]=tmp;
}
//查找路径
if（strlen（Para2）>0）
{
intsign=FindPath（Para2）;
if（sign==0）return0;
}
return1;
}
//缓冲区安全输入子函数
//如果输入超过buffer_len，则截取前buffer_len-1长度的输入，
//buffer_len处字符用'/0'代替
intGetInput（char*buffer,unsignedintbuffer_len）
{
intcount=0;
while（count<（signed）buffer_len）
{
if（（buffer[count]=getchar（））==10）
{
buffer[count]='\0';
returncount;
}
count++;
}
while（getchar（）!
=10）;
buffer[buffer_len-1]='\0';
return-1;
}
//分解命令子函数
intParseCommand（）
{
charInputs[INPUT_LEN];
inti=0,j=0,k=0,ch;
printf（"%s>",path）;
//获取输入
if（GetInput（Inputs,INPUT_LEN）==-1）
{
printf（"输入行太长。
\n"）;
return0;
}
Para1[0]=Para2[0]='\0';
//获取参数Para1，即操作名
while（Inputs[i]!
=''&&Inputs[i]!
='\0'&&i{
Para1[i]=Inputs[i];
i++;
}//while
Para1[i]='\0';
//输入命令太长
if（i==（COMMAND_LEN-1））return1;
//获取参数2，即路径文件名
if（Inputs[i]!
='\0'）
{
while（Inputs[i]==''&&ij=0;
while（Inputs[i]!
='\0'&&i{
Para2[j]=Inputs[i];
i++;j++;
}
Para2[j]='\0';
}
Trim（Para1）;
Trim（Para2）;
//将操作名全部转换成小写字母
for（k=0;k<（signed）strlen（Para1）;k++）
{
ch=tolower（（int）Para1[k]）;
Para1[k]=ch;
}
return1;
}
//cd功能处理子函数
intcdComd（）
{
if（!
CheckCommand（））//命令检查
return0;
if（strcmp（Para2,".."）==0）
{//对cd..命令的处理
inti;
while（cp->sibling_prev）
cp=cp->sibling_prev;//找到这一层最左边的结点
if（cp->parent）
{
cp=cp->parent;//找到父亲结点
}
else
{
return0;
}
//对当前路径进行相应处理
i=strlen（path）;
while（path[i]!
='/'&&i>0）i--;
if（i!
=0）
path[i]='\0';
else
path[i+1]='\0';
}
else
{
FindPath（Para2）;//查找路径
}
return1;
}
//命令格式处理子函数
voidTrim（char*str）
{
intbegin,end;
char*tmp;
begin=0;
end=strlen（str）;
//找到字符串第一个非空格的位置
while（str[begin]==''&&str[begin]!
='\0'）begin++;
//去除字符串尾部空格
while（str[--end]==''）;
str[end+1]='\0';
//除去空格
if（begin{
tmp=（char*）malloc（（sizeof（char））*（end-begin+2））;
strcpy（tmp,&str[begin]）;
strcpy（str,tmp）;
free（tmp）;
}
}
//获取当前目录名子函数
intGetDir（intbegin,char*path,char*curDir）
{
inti=0;
intlen=strlen（path）;
while（!
（（path[begin]=='\\'）||（path[begin]=='/'））&&begin{
curDir[i++]=path[begin++];
}
curDir[i]='\0';
Trim（curDir）;
returnbegin+1;
}
//查找路径子函数
intFindPath（char*ph）
{
structFileNode*temp;//*tp,
charoldpath[INPUT_LEN-COMMAND_LEN];
inti=0;
intsign=1;
if（strcmp（ph,"/"）==0）
{//ph是根目录
cp=root;
strcpy（path,"/"）;
return1;
}
temp=cp;
strcpy（oldpath,path）;//保存原路径和指针
if（ph[0]=='/'）
{//指针指向根目录的左孩子
cp=root->child;
i++;//滤过'/'
strcpy（path,"/"）;
}
else
{
if（cp!
=NULL&&cp!
=root）
strcat（path,"/"）;
if（cp&&cp->child）
{
if（cp->isdir）
cp=cp->child;//指针指向当前目录的左孩子
else
{
printf（"路径错误!
\n"）;
return0;
}
}
}
while（i<=（signed）strlen（ph）&&cp）//继续查找指定路径，如遇到文件则报错
{
intj=0;
if（ph[i]=='/'&&cp->child）
{
i++;//略过'/'
if（cp->isdir）
cp=cp->child;//继续查找下级目录
else
{
printf（"路径错误!
\n"）;
return0;
}
strcat（path,"/"）;
}
//curpath记录当前要找的路径名
while（ph[i]!
='/'&&i<=（signed）strlen（ph））
{
curpath[j]=ph[i];
i++;j++;
}
curpath[j]='\0';
while（（strcmp（cp->filename,curpath）!
=0||（cp->isdir!
=1））&&cp->sibling_next!
=NULL）
{
cp=cp->sibling_next;
}
if（strcmp（cp->filename,curpath）==0）
{
if（cp->isdir==0）
{
strcpy（path,oldpath）;
cp=temp;
printf（"是文件不是目录.\n"）;
return0;
}
strcat（path,cp->filename）;
}
if（strcmp（cp->filename,curpath）!
=0||cp==NULL）
{
strcpy（path,oldpath）;
cp=temp;
printf（"输入路径错误\n"）;
return0;
}
}
return1;
}
//创建文件子函数
inteditComd（）
{
structFileNode*temp=CreateFileNode（"",0,0）;
intsign;
structFileNode*tp;
//路径不能为空
if（strlen（Para2）==0）
{
printf（"\n命令格式有错误.\n"）;
return0;
}
//长度检查
if（strlen（Para2）>50）
{
printf（"\n文件名过长\n"）;
return0;
}
//格式检查
if（!
（isalpha（Para2[0]）||Para2[0]=='_'||Para2[0]=='\0'||Para2[0]=='/'））
{
printf（"文件名格式有错!
\n"）;/*文件首字母可以为'字母'或'数字'或'_'或'/'或'回车'*/
return0;
}
//获取文件名
sign=FindFilename（Para2）;
if（sign==0）
return0;
if（cp->isdir!
=1）//如当前指针指向的是文件，则报错
{
printf（"youcannoteditafileinunderafile!
\n"）;
return0;
}
//创建文件结点，并插入到指定目录下
tp=CreateFileNode（"",1,0）;
strcpy（tp->filename,filename）;
tp->isdir=0;
tp->i_nlink=0;
if（cp->child==NULL）
{tp->parent=cp;
tp->child=NULL;
cp->child=tp;
tp->sibling_prev=NULL;
tp->sibling_n
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