操作系统课程设计文件系统管理Word文档格式.docx
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自己编写的程序，仅为练习，不作其他用途，与外界没什么联系，可行。
四、需求分析
编写程序实现文件系统，主要有以下几点要求：
1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作
2、实现共享“别名”
3、加快了文件检索
五、概要设计
为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录UFD（UserFileDirectory）。
这些文件目录可以具有相似的结构，它由用户所有文件的文件控制块组成。
此外，在系统中再建立一个主文件目录MFD（MasterFileDirectory）；
在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目录项，其目录项中包括用户名和指向该用户目录的指针。
本设计主要实现下面几个数据结构：
MDF
用户名
文件目录指针
UFD
文件名
保护码
文件长度
·
AFD
打开文件名
打开保护码
读写指针
总体的流程图如下：
六、详细设计
主要数据结构：
1.MFD（MasterFileDirectory），主要用以存放用户，可以增加存放密码的字符数组，本设计没有保密安全方面的忧虑，为了使用时操作更简单省去密码。
所以，MFD结构仅包括用户名和指向子目录的一个指针，以及指向下一用户的连接点，为线性结构。
structMFD
{
charname[20];
//用户名
UFD*bst_pointer;
//文件目录指针
MFD*link;
};
2.UFD（UserFileDirectory），用于存放文件的数据结构。
由于本设计为了加快检索速度，使用了二叉排序树的结构，所以UFD结构中相应加入了用于树结构的parent，leftchild，和rightchild记录链接情况。
当本文件为普通文件时，为下级记录申请AFD（file），folder为空。
同样，当本文件为文件夹时，为它申请相应的空间，AFD为空。
以此来达到无穷级别目录的存储。
structUFD
UFD*parent;
UFD*leftchild;
UFD*rightchild;
UFD*folder;
//作为文件夹时指向下一层，文件时为空
UFD*pre_folder;
//指向上一层目录（文件夹时用到）
AFD*file;
//作文文件时文件的具体内容
charname[30];
//文件（夹）名字
intlength;
//作为文件时文件的长度，默认为0
charrw;
//读写标志rorw
charshare;
//共享标志yorn
charfile_folder;
//指示此文件是文件或文件夹，f为文件，o为文件夹
3.AFD，存放文件的内容的结构，比较简单，文件内容用一个字符数组存储，为顺序结构，最多可存放99个字符
structAFD
charafd_file[100];
intread;
//读指针
intwrite;
//写指针
4.REC
structREC//UFD的线性链，用于记录共享文件和已打开文件
UFD*file;
REC*link;
关键函数说明：
voidLog_in（）;
//登陆
voidInit_user（）;
//创建用户
voidCheck_user（）;
//查看用户
以上三个函数为开始时管理用户创建和登陆的函数。
开始时没有用户，需要创建后才可登陆。
创建用户即自动分配一个存放用户文件的UFD，此时的UFD为空，需要后续的创建文件以及文件夹的分配。
UFD*operations（UFD*fileBST）;
//文件夹的操作调用
用户登陆后即开始对该用户文件UFD的操作，同时，若在文件夹中创建一个文件夹，它同样可以分配得到一个UFD，对用户文件的操作可以重复调用，以此来达到无穷级目录的操作。
在里层文件的操作和外层的是一样的，但若要退回外层文件夹就需要逐层返回，不能立即跳到某一层某地址。
操作完毕后返回改变后的文件存储状态。
voidfcreate（UFD*fileBST）;
//对文件夹的六个基本操作
UFD*fdelete（UFD*fileBST）;
voidfopen（UFD*fileBST）;
voidfclose（UFD*fileBST）;
voidfread_write（UFD*fileBST,charf）;
//读写操作。
按选择f=5为读6为写
以上五个函数为对文件的六个基本操作，其中读文件和写文件部分代码相同，所以由一个函数完成。
在create五个函数中，分别对文件夹fileBST做了相应的处理，由于删除文件的函数可能会删除到头结点，所以需要一个返回值。
voidinsertBST（UFD*fileBST,UFD*newBST）;
//在fileBST中插入新的结点newBST
UFD*searchBST（UFD*fileBST,charname）;
//在fileBST树中查找名字为name的结
//点并返回该结点，文件不存在则返回空
voidBSTtraverse（UFD*fileBST）;
//遍历二叉树
UFD*deleteBST（UFD*fileBST,charname[30]）;
//删除name结点，返回删除后的结点
由于该设计的存储结构用到了二叉排序树，所以把相关的操作写成函数，供基本操作的函数调用。
insert函数在fileBST中插入新的结点newBST；
search函数在fileBST树中查找名字为name的结点并返回该结点，文件不存在则返回空；
还有traverse和delete函数对二叉排序树做了基本的操作。
voidprint_path（UFD*fileBST）;
//输出当前路径
voidprint_open_file（）;
//输出已打开的文件
为了在文件系统中使用户看出路径及一些相关的状态，设置了输出文件路径的函数，路径由每个文件的结构体中pre_folder记录上一层的文件夹名字，这样逐层输出即可达到目的。
每执行一次操作就输出一次已打开的文件的具体情况，打开的文件应及时关闭，否则删除时会有删除失败提示。
UFD*check_share（charname[30]）;
//在共享链中检查是否有name文件，有则//返回该UFD，没则NULL
voiddel_in_share（UFD*node）;
//在共享链中删除node结点
以上两个函数为对共享文件的处理函数，当打开或读写文件时在本层文件中未找到相应的文件时，就用check_share函数在共享文件中查找，如果存在就返回该文件的UFD，不存在就返回NULL，而del_in_share函数是伴随着删除文件的函数出现的，目的是为了删除文件以后不会在共享链中再存在。
具体代码如下：
filesysterm.h
//文件夹的操作调用，user不为空时为第一层
//对文件夹的六个基本操作
//代码有重复，合并读写操作。
按选择s=5为读6为写
//新文件插入到user文件树中
//在fileBST树中查找名字为name的结点并返回该结点
//文件不存在则返回空
//删除成功返回1，失败返回0
//在共享链中检查是否有name文件，有则返回UFD，没则NULL
main.cpp
#include<
iostream>
#include<
conio.h>
#include"
filesystem.h"
MFD*mfd_link=NULL;
//用户链表
MFD*pre_user;
//当前操作用户
UFD*pre_opera_folder=NULL;
//当前操作文件夹
intfolder_depth=0;
//记录当前文件深度（用于辅助pre_folder的初始化）
REC*share_file=NULL;
REC*open_file=NULL;
voidprint_path（UFD*fileBST）//输出路径
if（fileBST->
pre_folder!
=NULL）
{print_path（fileBST->
pre_folder）;
printf（"
/%s"
fileBST->
pre_folder->
name）;
}
else
pre_user->
}
voidprint_open_file（）
REC*temp;
inti=5;
temp=open_file;
while（temp!
{
%s\t%d\t\t"
temp->
file->
name,temp->
length）;
if（temp->
rw=='
r'
）printf（"
只读\t"
）;
elseprintf（"
可读写\t"
share=='
y'
是\t"
否\t"
for（i=0;
i<
5;
i++）
afd_file[i]!
='
\0'
）
%c"
afd_file[i]）;
elsebreak;
&
i==5）printf（"
.."
\n"
temp=temp->
link;
voidBSTtraverse（UFD*fileBST）//遍历二叉树（前序遍历）
UFD*left,*right;
%s"
file_folder=='
o'
）//输出..以区分文件夹
..\t"
\t"
leftchild!
=NULL）//递归
left=fileBST->
leftchild;
BSTtraverse（left）;
rightchild!
right=fileBST->
rightchild;
BSTtraverse（right）;
UFD*searchBST（UFD*fileBST,charname[30]）//在fileBST树中查找名字为name的结点并返回该结点
{//文件不存在则返回空
intflag;
flag=strcmp（fileBST->
name,name）;
if（flag==0）
returnfileBST;
//查找成功
elseif（flag>
0）
leftchild==NULL）returnNULL;
//查找失败
searchBST（fileBST->
leftchild,name）;
//递归调用
rightchild==NULL）returnNULL;
rightchild,name）;
voidinsertBST（UFD*fileBST,UFD*newBST）//将结点newBST插入原二叉树fileBST中
name,newBST->
if（flag>
leftchild==NULL）//插入
fileBST->
leftchild=newBST;
newBST->
parent=fileBST;
insertBST（fileBST->
leftchild,newBST）;
rightchild==NULL）//插入
rightchild=newBST;
rightchild,newBST）;
/*flag=0的情况已在创建时排除*/
UFD*deleteBST（UFD*fileBST,charname[30]）//删除名字问name的文件结点
UFD*parent_file=NULL,*del_file=NULL;
UFD*move_file=NULL,*move_file_parent;
del_file=searchBST（fileBST,name）;
if（del_file==NULL）
没有此文件，删除失败！
getch（）;
if（del_file->
strcmp（del_file->
folder->
name,"
NULL"
）!
=0）
{printf（"
注意，本系统未能实现级联删除，请先逐个删除文件！
"
文件夹非空，删除失败！
）//先在共享链中删除
del_in_share（del_file）;
parent_file=del_file->
parent;
leftchild==NULL&
del_file->
rightchild==NULL）//被删除结点为子叶结点
if（del_file==fileBST）//只有一个结点
strcpy（fileBST->
elseif（parent_file->
leftchild==del_file）
{
parent_file->
leftchild=NULL;
free（del_file）;
}
parent_file->
rightchild=NULL;
elseif（del_file->
leftchild==NULL||del_file->
rightchild==NULL）//被删除结点没有做孩子或右孩子
leftchild==NULL）//没有左孩子
if（parent_file==NULL）//删除的为根结点
{
fileBST=del_file->
del_file->
rightchild->
parent=NULL;
}
leftchild==del_file）//右孩子接上
leftchild=del_file->
del_file->
parent=parent_file;
else//右孩子接上
rightchild=del_file->
else//没有右孩子
leftchild->
leftchild==del_file）//左孩子接上
parent_file->
else//左孩子接上
free（del_file）;
else//左右孩子都有
move_file_parent=del_file->
move_file=move_file_parent->
if（move_file==NULL）//被删除结点的左孩子没有右孩子
if（parent_file==NULL）//删除的为根结点
fileBST=move_file_parent;
leftchild=move_file_parent;
rightchild=move_file_parent;
move_file_parent->
while（move_file->
=NULL）//寻找右边最底下的结点
move_file=move_file->
move_file_parent=move_file_parent->
move_file->
if（move_file->
parent=move_file;
//右孩子的双亲也要改变
parent=del_file->
if（fileBS
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