模拟文件管理系统

目录

一.课程设计目的1

二.课程设计要求1

三.设计思想及流程2

四.数据结构3

五.详细设计4

六.程序源代码5

七.运行结果17

八.课程设计心得17

九.参考文献18

一.课程设计目的

深入了解文件管理系统，初步掌握文件管理系统的实现方法。

用高级语言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拟深入的了解。

二.课程设计要求

编写一程序，模拟一个简单的文件管理系统。树型结构，目录下可以是目录，也可以是文

件。

在此文件管理系统，可实现的操作有：

改变目录：格式：cd〈目录名）

显示目录：格式：dir〈目录名〉

创立目录：格式：md〈目录名）

删除目录：格式：rd〈目录名）

新建文件：格式：edit＜文件名）

删除文件：格式：del〈文件名）

退出文件系统:exit

1.文件系统采用二叉树型存储结构，结点结构如下：

structFileNode

（

charfilename[FILENAME_LEN];〃文件名/目录名

intisdir;〃目录、文件的识别标志（0为文件，1为目录）

inti_nlink;〃文件的链接数

//intadr;〃文件的地址

structFileNode*parent,*chiId;//指向父亲的指针和指向左孩子的指计

structFileNode*sibling_prcv,*siblingncxt;〃指向前一个兄弟的指针和指向后

一个兄弟的指针.

｝；

2.目录名和文件名支持全路径名和相对路径名，路径名各分量间用“/”隔开

3.功能具体描述：

改变目录：改变当前工作目录，目录不存在时给出出错信息

显示目录：显示指定目录下或当前目录下所有文件和一级目录（选做：带/s参数的dir命

令，显示所有子目录）

创立目录：在指定路径或当前路径下创立指定日录。重名时给出错信息。

删除目录：删除指定目录下所有文件和子目录。要删目录不空时，要给出提示是否要删除。

创立文件：创立指定名字的文件，只要创立表示文件的节点即可，内容及大小不考虑。

删除文件：删除指定文件，不存在时给出出错信息。

退出文件系统：exit

4、总体流程:

初始化文件目录；

输出提示符，等待接受命令，分析键入的命令；

对合法的命令，执行相应的处理程序，否那么输出错误信息，继续等待新命令，直到键入

EXIT退出为止。

三.设计思想及流程

1.在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储器，在其上实现一个简单的单用户文件系

统。

2.文件存储空间的分配采用显式链接分配。为了实现创立和删除文件必须要有一棵初始的

文件树存在，以便在文件树的根节点下实现创立和删除文件。

3.数据结构与树结构。数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互

之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。

树是一种重要的非线性数据结构，直观地看，它是数据元素（在树中称为结点）按分支关

系组织起来的结构，很象自然界中的树那样。树中每个分叉点称为结点，起始结点称为树

根，任意两个结点间的连接关系称为树枝，结点下面不再有分枝称为树叶。结点的前趋结

点称为该结点的“双亲”，结点的后趋结点称为该结点的“孩子”，同一结点的“孩子"之间互称”

兄弟二

4.文件目录结构采用多级目录结构。为了简单起见，可以使用文件结构体，结构体内容包

括：文件名，文件口录识别标示，文件链接数，以及他的左孩子右孩子左兄弟右兄弟指

5.要有分解函数对输入的命令进行分解。以识别那局部是哪局部是命令，哪局部是路径和

文件名。

6.最后要有执行函数。来执行输入的创立文件命令。

四.数据结构

L文件结构体

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*parenl,*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.

)：

整个文件系统采用二叉树型存储结构，初始化文件树如下：

图4-1初始目录树

2.所使用函数及其功能

intMain();〃主函数

voidInit();〃初始化文件树

intParseCommand();〃接受输入的命令并把其多解成操作名和路径文件名

voidExecuteCommand。;//执行命令，分别执行cd,edit,md,del,rd,dir,exit命令

intcdComd();〃改变目录功能处理

inteditComd();〃处理edit命令，即创立文件，只要创立表示文件的节点即可，内容及大小

不考虑

intmdComd。;//创立目录

intdelComd。;//处理del命令，即删除指定文件，不存在是给出错误信息

inldirComd();〃处理dir命令，显示目录

intrdComd。;〃删除目录

intFindFilename(charPara2[])；〃查找文件名

structFileNode*CreateFilcNodc(charfilenamc[J,intisdir,inti_nlink);〃创立结点

intGetlnput(char*buffer,unsignedintbuffer」en);〃获取输入

3.所使用的变量

structFileNode*cp,*tp,*roo(;//*cp,*tp,*root是根目录节点

charpath[INPUT_LEN-COMMAND_LEN];〃记录当前走过的路径

charParal[COMMAND_LEN],Para2[INPUT_LEN-COMMAND_LEN];//paral数组存储输入

的命令，para2数组存储输入的文件名

charfilcnamc[FILENAME_LEN],tnip;

unsignedinti,j;

开始

图5-3删除函数流程图

4)ParseCommand()分解命令函数流程图

图5-4分解命令函数流程图

六.程序源代码

#include<stdio.h>

#include<iostream>

#include<string.h>

#include<ctype.h>

#include<stdlib.h>

#dcfincFILENAME_LEN21

#defineINPUT_LEN81

#defineCOMMAND.LEN11

usingnamespacestd;

void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

intedilComd();〃处理edit命令

intdelComd();〃处理del命令

intdirComd。;〃处理dir命令

intmdComd();〃处理md命令

intrdComd。;〃处理rd命令

intFindPath(char小ph);〃寻找参数ph所指向的路径

intFindFilcnamc(charPara2口);〃从参数Para2中找到要建立或删除的文件、目录名，并把指针只想其父亲

结点

structFilcNodc*CrcatcFilcNodc(charfilcnamc[],intisdir,inti_nlink);〃创立结点

intGellnpul(char*buffer,unsignedin(buffer」en);〃获取输入

intCheckCommand。;〃命令检查

intGetDir(intbegin,char*path,char*curDir);〃获取路径

structFileNode*cp,*tp,*root;

charpalh[INPUT_LEN-COMMAND_LEN];〃记录当前走过的路径

charParalfCOMMAND_LENLP<ira2[INPUT_LEN-COMMAND_LENl;

charcurpathlINPUT_LEN-COMMAND_LEN],tmppath[INPUT_LEN-COMMAND_LENJ;

charfiIcnamc[FILENAME_LEN],(mp;

unsignedinti,j;//inti,j;

structFileNode〃结点结构

{

charfilename[FILENAME_LEN];〃文件名/目录名

in(isdir;〃目录文件识别标志

inti」Wnk;〃文件的链接数

structFileNode*parent,*chikl;〃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.

)；

〃创立结点

structFileNode*CreateFileNode(charfilename[J,intisdir,inti_nlink){

structFileNode*node=(structFileNode*)malloc(sizeof(structFileNode));//申请结点空间

〃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_ncxt=NULL;

returnnode;

)

〃初始化文件树

voidInit(){

structFileNode*binNode,*usrNode,

*unixNode,*etcNode,*libNode,*userNode,

*binNodc2,*liuNode,*sunNodc,*ftiNodc;

strcpy(path；7");〃根目录写入当前路径

〃创立文件树的结点

binNode=CreateFileNode(,'bin,',1,0);

usrNode=CreateFileNode("usr,,,1,0);

unixNode=CreateFileNode("unix'\0,0);

etcNode=CreateFileNode("etc",1,0);

!ibNodc=CreatcFilcNodc("lib",1,0);

userNode=CreateFileNode("user",1,0);

binNode2=CreateFileNode("bin"J,0);

liuNode=CreateFileNode("liu",1.0);

sunNodc=CreatcFilcNodc("sun,,,l,0);

ftiNode=CreateFileNode("ftir,1,0);

cp=tp=root=CreateFileNode('7",1,0);

〃结点相应内容赋值

root->parent=NULL;

root->child=binNode;

root->sibling_prev=root->sibling_next=NULL;

binNode->parcnt=root;

binNodc->child=NULL;

binNode->sibling_prev=NULL;

binNode->sibling_next=usrNode;

usrNode->parent=NULL;

usrNode->child=libNode;

usrNode->sibling_prev=binNode;

usrNodc->sibling_ncxt=unixNode;

unixNode->parent=NULL;

unixNode->child=NULL;

unixNode->sibling_prev=usrNode;

unixNode->sibling_next=etcNode;

etcNode->parent=NULL;

etcNode->child=NULL;

ctcNodc->sibling_prcv=unixNode;

etcNode->sibling_next=NULL;

libNodc->parcnt=usrNodc;

libNode->child=liuNode:

libNode->sibling_prev=NULL:

IibNode->sibling_next=userNode;

userNode->parent=NULL;

uscrNodc->child=NULL;

userNode->sibling_prev=libNode;

userNode->sibling_next=binNode2;

binNode2->parent=NULL;

binNode2->child=NULL;

binNode2->sibling_prev=userNode;

binNode2->sibling_next=NULL;

liuNodc->parcnt=libNode;

liuNode->child=NULL;

liuNode->sibling_prev=NULL:

liuNode->sibling_next=sunNode;

sunNode->parent=NULL;

sunNode->child=NULL;

sunNode->sibling_prev=]iuN[)de;

sunNode->sibling_next=ftiNodc;

ftiNode->parent=NULL;

ftiNode->child=NULL;

ftiNode->sibling_prev=sunNode;

ftiNode->sibling_ncxt=NULL;

〃获取文件或目录名，并把指针指向其父亲结点

intFindFilename(charPara2[]){

i=strlen(Para2)-l;

j=0；

while(Para2[il!=7'&&i>=0){

filcnamc[j]=Para2li];

}

filenameljlCO'J/获得逆序的文件或目录名，存入filename中

if(i<0)Para2[i+l]='\O';

elsePara2[i]=>\0';

j~~»

for(i=0;i<strlcn(filcname)/2;i++,j-){//filename逆转，获得正确的文件或目录名

tmp=filename[i];

filenanic[i]=filcnamc[j]；

filename[j]=unp;

}

if(strlen(Para2)>0){〃查找路径

intsign=FindPath(Para2);

if(sign==O)

return0;

)

returnI;

I

〃缓冲区平安输入子函数

〃如果输入超过buffejlen,那么截取前bufler」en-l长度的输入，

//bufferjen处字符用'/O'代替

intGetlnput(char*buffer,unsignedintbufferjen){

unsignedintcount=0;

while(count<buffer_len){

if((buffer[count]=getchar())==l0){

buffer[count]='\0';

returncount;

)

count++;

)

while(getchar()!=10);

buffer[buffer_ien-1]='\0';

return-1;

)

〃改变目录函数

intcdComdO{

if(!CheckCommand())〃命令检查

return0;

if(strcmp(Para2,"..")==0){〃对cd..命令的处理

inii;

while(cp->sibling_prev)

cp=cp->sibling_prev;

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]!=7'&&i>0)i-;

if(i!=0)

path[i]=\(y；

else

path[i+l]='\0';

}

else{

FindPaih(Para2)W查找路径

}

return1;

)

//创立目录函数

intmdComd(){

structFilcNodc*tcmp,*tp;

temp=CreateFiIeNode("",1,0);

intsign;

if(strlen(Para2)==0){〃参数小能为空

printf("\n命令格式有错误An”);

return0;

)

if(strlen(Para2)>20){〃长度检查

printf("\n目录名过长\n");

return0;

)

〃格式检查

if(!(isalpha(Para2[O])||Para2[D]==,_，l|Para2|O]==,\O,||Para2lO]==7,)){

printfC目录名格式有错八n");/*|=|录首字母可以为‘字母，或,数字，或,/'*/

return0;

I

sign=FindFilename(Para2);〃获取忖录名

if(sign==O)

return0;

if(cp->isdir!=l){〃如当前指针指向的是文件，那么报错

prinlf("youcannoteditadirectoryinunderafile!\n");

return0;

tp=CrcateFilcNodc(filcnamc,1,0);〃创立目录结点，并插入到指定目录下

if(cp->child==NULL){

tp->parent=cp;

tp->child=NULL;

cp->child=tp;

tp->sibling_prev=NULL;

tp->sibling_next=NULL;

)

else{

temp=cp;〃用temp找至lj新结点插入处

lemp=iemp->child;

while(temp->sibling_next){//findthelastsibingnode

tenip=temp->sibling_next;

if(strcmp(temp->filename,filename)==O&&temp->isdir==1){

printf("此目录名已存在\n");〃重名报错

retum0;

}

}〃找到了最后一个结点

temp->sibling_next=tp;

tp->parent=NULL;

tp->child=NULL;

tp->sibling_prcv=tcmp;

lp->sibling_next=NULL;

)

returnI;

I

〃删除目录函数

intrdComdO{

intsign;

structFileNode*lemp;

charcmd[2];

if(!CheckCommand())〃命令检查

return0;

sign=FindFilenanie(Para2);/废取目录名

if(sign==0)return0:

if(cp->child){〃用temp指向要删除的结点

temp=cp->child;

while(temp->sibling_next&&(strcmp(temp->filename,filename)!=0||temp->isdir!=l))

lemp=(emp->sibling_next;

if(strcmp(temp->filename,filename)!=O){

printf("不存在该目录!\n”);

return0;

else{

printf("不存在该目录!\n");

return0;

)

if(temp->isdir!=l){〃要删除的不能是文件

prinlf(”ERROR!该命令只能删除目录，不可删除文件!\n”)；

return0;

)

if(temp->child){〃如仍有用户使用该目录，那么不能删除

printf("\n该目录不为空，您确定要删除吗？Y/N!\n");

Gctlnput(cmd,2);

if(strcmp(cmd,"n,,)==O||strcmp(cmd,,'N")==O)

return0;

}

〃删除工作

if(temp->parent==NULL){〃不是第一个孩子

temp->sibling_prcv->sibling_ncxt=tcmp->sibling_ncxt;

if(temp->sibling_next)〃处理是最后一个兄弟的情况

tcmp->sibling_ncxt->sibling_prcv=tcmp->sibling_prcv;

temp->sibling_prev=iemp->sibling_nexi=NULL;

}//if

else{〃第一个孩子

if(temp->sibling_nexl)〃处理是最后一个兄弟的情况

tcmp->sibling_ncxt->parcnt=tcmp->parcnt;

temp->parent->child=temp->sibling_next;

)

free(temp);

return1;

)

〃显示目录子函数

intdirComd(){

if(strlen(Para2)>0){

intsign二FindPath(Para2);〃查找路径

if(sign==O){return0;}

else

{printf("\n%s>'\path);}

}

if(cp!=root)

printfC<DIR>%s\n"；'..");

if(cp->child==NULL)〃指定目录为空

{return0;}

tp=cp;

tp=tp->child;〃指定目录不为空，显示其所有子目录及文件名

while(tp){

if(tp->isdir)

printf(n<DIR>%s\n",tp->filename);

else

printf("<FILE>%s\n",tp->filename);

tp=tp->sibling_ncxt;

)

return0;

)

〃创立文件函数

inteditComd(){

structFileNode*temp=CreateFileNode("",0.0);

intsign;

structFileNode*tp;

if(strlen(Para2)==0){//路径不能为空

printf("\n命令格式有错误An");

return0;

)

if(strlen(Para2)>20){〃长度检查

printf("\n文件名过长\n");

return0;

)

〃格式检查

if(!(isaIpha(Para2[0])||Para2[0]==,_,||Para2[0]=='\0|||Para2[0]==7,)){

prinlf("文件名格式有错八n”);/*文件首字母可以为，字母，或，数字，或1或/或恒车为

return0;

)

sign=FindFilename(Para2);〃获取文件名

if(sign==0)

return0;

if(cp->isdir!=l){〃如当前指针指向的是文件，那么报错

printf("youcannoteditafileinunderafile!\n");

return0;

)

〃创立文件结点，并插入到指定目录下

tp=CreateFileNode("",1,0);

strcpy(tp->filename,filename);

tp->isdir=O;

tp->i_nlink=O;

if(cp->child==NULL){

tp->parcnt=cp;

(p->child=NULL;

cp->child=tp;

tp->sibling_prev=NULL;

tp->sibling_next=NULL;

)

else{

temp=cp;

temp=temp->child;//用temp找到新结点插入处

while(tenip->sibling_ncxt){//findthelastsibingnode

temp=temp->sibling_next;

if(strcinp(tcmp->fil3name,filcnainc)==0&&tcmp->isdir==0){

printfT此文件名已存在，请重新输入W);〃重名报错

return0;

}

}〃找到了最后一个结点

temp->sibling_next=tp;

tp->parent=NULL;

tp->child=NULL;

tp->sibling_prcv=tcmp;

tp->sibling_next=NULL;

I

return1;

)

〃刑除文件子函数

intdclComd(){

intsign;

structFilcNodc*tcmp;

if(sirlen(Para2)==O){〃参数不能为空

printf("\n命令格式有错误.\n”)；

return0;

}

sign=FindFilcnamc(Para2);〃获取文件名

if(sign==O)return0;

if(cp->child){〃用temp指向要删除的结点

(emp=cp->child;

while(temp->sibling_next&&(strcmp(temp->filename,filename)!=O||temp->isdir!=O))

temp=temp->sibling_next;

if(strcmp(temp->filename,filename)!=O){

printf("不存在该文件不

return0;

I

)

else{

printf("不存在该文件!\n");

return0;

)

if(temp->isdir!=O){〃要删除的不能是1=1录

printf(”ERROR!该命令只能删除文件，不可删除目录!\n”)；

return0;

}

if(temp->i_nlink!=O){〃如仍有用户使用该文件，那么不能删除

prinlf(”还有用户共享了该文件，不能删除!\n”)；

return0;

〃删除工作

if(temp->parent==NULL){〃不是第一个孩子

tcmp->sibling_prcv->sibling_ncxt=tcmp->sibling_ncxt;

if((emp->sibling_next)//处理是最后一个兄弟的情况

temp->sibling_next->sibling_prev=temp->sibling_prev;

temp->sibling_prev=(emp->sibling_next=NULL;

}

else{〃第一个孩子

if(temp->sibling_next)〃处理是最后一个兄弟的情况

tcnip->sibling_ncxt->parent=tcmp->parent;

tcmp->parcnt->child=tcmp->sibling_ncxt;

}

free(iemp);

return1;

)

〃获取当前目录名子函数

intGctDir(intbegin,char*path,char*curDir){

in(i=0;

intlcn=strlcn(path);

while(!((path[begin]=='\V)||(path[begin]=-/'))&&begin<len)

{curDir[i++]=path[begin+-];}

curDirli]='\O';

returnbegin+1;

)

〃行找路径函数

intFindPath(char*ph){

structFileNode*lemp;//structFileNode*(p,*(emp;

charoldpath[INPUT_LEN-COMMAND_LEN];

unsignedinti=0;//inti=0

intsign=l;

if(strcmp(ph,'7")==0){//ph是根目录

cp=root;

strcpy(path,'7'');

return1;

}

temp=cp;

strcpy(oldpalh,path);〃保存原路径和指针

if(ph|O]==,/'){〃指针指向根目录的左孩子

cp=root->child;

i++;〃滤过/

strcpy(path,'7");

}

else{

if(cp!=NULL&&cp!=root)

strcat(path,"/");

if(cp&&cp->child){

if(cp->isdir)

cp=cp->child;〃指针指向当前用录的左孩子

else{

primf("路径错误!\n”);

return0;

}

)

)

while(i<=strlen(ph)&&cp){〃继续查找指定路径，如遇到文件那么报错

intj=0;

if(phfi]==7,&&cp->child){

i++；〃略过/

if(cp->isdir)

cp二cp->child;〃继续查找下级目录

else{

printf("路径错误!\n”)；

return0;

)

strcat(path,"/");

)

while(ph[i]!=7'&&i<=strlen(ph)){//curpath记录当前要找的路径名

curpath[j]=ph[i];

i++；j++；

)

curpath[j]='\0';

whilc((strcinp(cp->filcname,curpath)!=O||(cp->isdir!=l))&&cp->sibling_ncxt!=NULL)

{cp=cp->sibling_next;}

if(strcmp(cp->fiIcname,curpath)==O){

if(cp->isdir==0){

strcpy(pa(h.oldpath);

cp=temp;

prinlf("是文件不是目录An”);

return0;

)

strcat(path,cp->filename);

)

if(sticmp(cp->filename,curpath)!=O||cp==NULL){

strcpy(path,oldpath);

cp=teinp;

printf("输入路径错误\n");

return0;

)

)

return1;

)

〃命令检查函数

intCheckCommandO{

if(strlen(Para2)==0){

printf("命令语法不正确An");

return0;

}

returnI;

)

〃分解命令子函数

intParseCommandO{

charlnputslINPUT_LENJ;

inti=O,j=O,ch;

unsignedintk=0;

printf("%s>",path);

if(GetInput(Inputs,INPUT_LEN)==-l){〃获取输入

printf("输入行太长入");

return0;

)

Paral[0]=Para2f0]='\0';

〃获取参数Paral,即操作名

while(Inpuis[i]!=''&&Inpuis[i]!='\0'&&i<COMMAND_LEN-l){

Paral[i]=Inputs[i];

i++；

}

Para1[口='0';

if(i==(COMMAND_LEN-l))return1;〃输入命令太长

if(Inputs[i]!+\(y){〃获取参数2,即路径文件名

while(lnpu(s[i]==,'&&i<INPUT_LEN-1)i++;j=O;

while(Inpiits[i]!='\O'&&i<INPUT_LEN-l){

Para2|jJ=Inputs[i];

i++；j++；

)

Para2Lj]='\0';

}

for(k=0;k<strlen(Paral);k++){〃将操作名全部转换成小写字母

ch=tolower((int)Paral[k]);

Paral[k]=ch;

}

return1;

)