文件管理系统C++.doc

目录
一．课程设计目的及要求1
二．相关知识2
三。 题目分析3
四．概要设计4
五．代码及流程5
六．运行结果20
七．设计心得23
八．参考文献24
一．课程设计目的及要求
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较深入的了解。
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〉
创建目录：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
二．相关知识
1。文件结构体
struct FileNode
{
char filename[FILENAME_LEN］；//文件名/目录名
int isdir;//目录文件识别标志
int i_nlink；//文件的链接数
int adr;//文件的地址
struct FileNode ＊parent, ＊child;//指向父亲的指针和指向左孩子的指针
struct FileNode *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 2-1 初始目录树
2。所使用函数及其功能
int Main()； //主函数
void Init（)；//初始化文件树
int ParseCommand(）;//接受输入的命令并把其分解成操作名和路径文件名
void ExecuteCommand（）;//执行命令，分别执行cd，edit，md，del，rd， dir,exit命令
int cdComd（）； //改变目录功能处理
int editComd（）;//处理edit命令，即创建文件，只要创建表示文件的节点即可,内容及大小不考虑
int mdComd(）； //创建目录
int delComd(）;//处理del命令,即删除指定文件，不存在是给出错误信息
int dirComd()；//处理dir命令，显示目录
int rdComd（）; //删除目录
int FindFilename（char Para2［]）；//查找文件名
struct FileNode* CreateFileNode(char filename[］，int isdir，int i_nlink）；//创建结点
int GetInput（char＊ buffer，unsigned int buffer_len）;//获取输入
3．所使用的变量
struct FileNode ＊cp， *tp, ＊root；// *cp, ＊tp， *root是根目录节点
char path[INPUT_LEN—COMMAND_LEN］；//记录当前走过的路径
char Para1[COMMAND_LEN］，Para2[INPUT_LEN—COMMAND_LEN］；//para1数组存储输入的命令，para2数组存储输入的文件名
char filename［FILENAME_LEN],tmp;
unsigned int i，j；
三 题目分析
1．文件系统采用二叉树型存储结构，结点结构如下：
struct FileNode
{
char filename[FILENAME_LEN］；//文件名/目录名
int isdir;//目录、文件的识别标志（0为文件，1为目录)
int i_nlink;//文件的链接数
//int adr；//文件的地址
struct FileNode ＊parent, ＊child；//指向父亲的指针和指向左孩子的指针
struct FileNode ＊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。
｝;
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）
创建目录：在指定路径或当前路径下创建指定目录.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。
创建文件：创建指定名字的文件，只要创建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，否则输出错误信息,继续等待新命令,直到键入EXIT退出为止.
四．概要设计
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.为了实现创建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建和删除文件。
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".
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，文件目录识别标示,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.以识别那部分是哪部分是命令，哪部分是路径和文件名。
6。 最后要有执行函数。来执行输入的创建文件命令。
五．代码及流程
开始
初始化文件树
获取键盘输入
分解命令
执行命令
显示目录
退出
改变目录
删除目录文件
创建目录/文件

图5—1 主函数流程图
2）edit（)创建文件函数流程图
图5—2 创建文件函数流程图
开始
检查命令格式
获取文件名
不存在该文件
删除的是目录
由用户共享该文件
报错提示
处理删除的是第一个孩子情况
处理删除的不是第一个孩子情况
结束

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
5）改变目录函数rdComd（）
图 5—5 改变目录函数流程图
源代码：
＃include 〈stdio.h〉
＃include 〈iostream〉
＃include 〈string.h>
＃include 〈ctype。h〉
#include 〈stdlib.h〉
#define FILENAME_LEN 21
＃define INPUT_LEN 81
＃define COMMAND_LEN 11
using namespace std;
void Init()；//初始化文件树
int ParseCommand（）；//接受输入的命令并把其分解成操作名和路径文件名
void ExecuteCommand（);//执行命令
int cdComd（)；//处理cd命令
int editComd（）;//处理edit命令
int delComd(）；//处理del命令
int dirComd（）;//处理dir命令
int mdComd()；//处理md命令
int rdComd()；//处理rd命令
int FindPath（char ＊ph）；//寻找参数ph所指向的路径
int FindFilename（char Para2［］）；//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
struct FileNode＊ CreateFileNode(char filename［],int isdir，int i_nlink）；//创建结点
int GetInput(char＊ buffer，unsigned int buffer_len);//获取输入
int CheckCommand（）；//命令检查
int GetDir（int begin，char ＊path，char *curDir）；//获取路径
struct FileNode *cp， *tp， ＊root；
char path[INPUT_LEN—COMMAND_LEN]；//记录当前走过的路径
char Para1［COMMAND_LEN］，Para2[INPUT_LEN-COMMAND_LEN］；
char curpath［INPUT_LEN—COMMAND_LEN],tmppath[INPUT_LEN-COMMAND_LEN］；
char filename［FILENAME_LEN］，tmp;
unsigned int i，j；//int i,j；
struct FileNode //结点结构
{
char filename[FILENAME_LEN］；//文件名/目录名
int isdir;//目录文件识别标志
int i_nlink;//文件的链接数
struct FileNode *parent， ＊child；//指向父亲的指针和指向左孩子的指针
struct FileNode ＊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。
}；
//创建结点
struct FileNode＊ CreateFileNode（char filename[］，int isdir，int i_nlink) {
struct FileNode* node=（struct FileNode*）malloc(sizeof(struct FileNode））；//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_next=NULL;
return node;
｝
//初始化文件树
void Init（) ｛
struct FileNode ＊binNode,＊usrNode，
*unixNode，＊etcNode,*libNode,＊userNode，
＊binNode2,*liuNode，*sunNode，*ftiNode;
strcpy（path,"/")； //根目录写入当前路径
//创建文件树的结点
binNode=CreateFileNode("bin"，1，0）；
usrNode=CreateFileNode(”usr”，1，0);
unixNode=CreateFileNode（”unix”,0，0);
etcNode=CreateFileNode(”etc”，1，0）;
libNode=CreateFileNode（”lib”，1，0）;
userNode=CreateFileNode（”user”,1,0)；
binNode2=CreateFileNode（”bin”,1,0);
liuNode=CreateFileNode（”liu"，1，0)；
sunNode=CreateFileNode（"sun”，1,0）；
ftiNode=CreateFileNode(”fti"，1，0）；
cp=tp=root=CreateFileNode（”/"，1，0）；
//结点相应内容赋值
root->parent=NULL;
root—>child=binNode;
root—〉sibling_prev=root—>sibling_next=NULL;
binNode->parent=root;
binNode->child=NULL；
binNode-〉sibling_prev=NULL；
binNode->sibling_next=usrNode；
usrNode->parent=NULL；
usrNode—>child=libNode;
usrNode->sibling_prev=binNode；
usrNode—〉sibling_next=unixNode;
unixNode—〉parent=NULL;
unixNode-〉child=NULL；
unixNode—〉sibling_prev=usrNode;
unixNode—>sibling_next=etcNode；
etcNode-〉parent=NULL；
etcNode-〉child=NULL;
etcNode—>sibling_prev=unixNode;
etcNode-〉sibling_next=NULL;
libNode—〉parent=usrNode；
libNode->child=liuNode；
libNode-〉sibling_prev=NULL;
libNode—>sibling_next=userNode；
userNode-〉parent=NULL；
userNode-〉child=NULL；
userNode-〉sibling_prev=libNode；
userNode—>sibling_next=binNode2；
binNode2->parent=NULL;
binNode2-〉child=NULL；
binNode2-〉sibling_prev=userNode;
binNode2—>sibling_next=NULL；
liuNode—〉parent=libNode；
liuNode—〉child=NULL;
liuNode-〉sibling_prev=NULL;
liuNode—〉sibling_next=sunNode；
sunNode-〉parent=NULL；
sunNode—〉child=NULL；
sunNode—〉sibling_prev=liuNode;
sunNode—〉sibling_next=ftiNode；
ftiNode—>parent=NULL;
ftiNode->child=NULL;
ftiNode->sibling_prev=sunNode；
ftiNode-〉sibling_next=NULL；
}
//获取文件或目录名，并把指针指向其父亲结点
int FindFilename(char Para2［]） ｛
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’；
else Para2［i］='\0';
j——;
for(i=0；i〈strlen（filename）/2；i++，j-—） { //filename逆转，获得正确的文件或目录名
tmp=filename［i］;
filename[i］=filename［j]；
filename［j]=tmp;
｝
if(strlen（Para2）〉0） ｛ //查找路径
int sign=FindPath（Para2);
if（sign==0）
return 0；
}
return 1；
｝
//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
int GetInput（char＊ buffer，unsigned int buffer_len) ｛
unsigned int count=0;
while(count<buffer_len） {
if(（buffer［count］=getchar（)）==10） ｛
buffer［count］='\0';
return count;
}
count++;
｝
while（getchar（）!=10）;
buffer[buffer_len—1］=’\0’;
return —1;
}
//改变目录函数
int cdComd（） {
if(！CheckCommand（）） //命令检查
return 0；
if(strcmp(Para2，"。。”)==0) ｛ //对cd。。命令的处理
int i；
while（cp->sibling_prev)
cp=cp—〉sibling_prev；
if(cp—>parent）
｛ cp=cp—〉parent; ｝ //找到父亲结点
else
｛ return 0； ｝
//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
}
return 1；
}
//创建目录函数
int mdComd(） {
struct FileNode ＊ temp,*tp；
temp=CreateFileNode（"”，1，0）;
int sign；
if（strlen（Para2）==0) { //参数不能为空
printf(”\n命令格式有错误.\n”）；
return 0；
｝
if（strlen（Para2)〉20) ｛ //长度检查
printf（"\n目录名过长\n")；
return 0;
｝
//格式检查
if （!(isalpha(Para2［0])｜｜Para2［0]=='_’||Para2［0］=='\0'|｜Para2[0]=='/’）） {
printf(”目录名格式有错！\n”）;/* 目录首字母可以为’字母’或’数字’或'/'＊/
return 0;
｝
sign=FindFilename(Para2)； //获取目录名
if（sign==0）
return 0;
if(cp->isdir！=1） ｛ //如当前指针指向的是文件,则报错
printf(”you cannot edit a directory in under a file!\n")；
return 0；
｝
tp=CreateFileNode（filename，1，0）； //创建目录结点，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找到新结点插入处
temp=temp->child；
while（temp—〉sibling_next ） ｛ //find the last sibing node
temp=temp—〉sibling_next；
if（strcmp（temp—〉filename，filename)==0＆&temp—〉isdir==1) {
printf（”此目录名已存在\n”）；//重名报错
return 0；
}
｝//找到了最后一个结点
temp—>sibling_next=tp；
tp—〉parent=NULL;
tp-〉child=NULL;
tp—>sibling_prev=temp；
tp—>sibling_next=NULL;
｝
return 1;
｝
//删除目录函数
int rdComd（） ｛
int sign；
struct FileNode ＊temp;
char cmd[2］;
if（!CheckCommand(）) //命令检查
return 0;
sign=FindFilename(Para2); //获取目录名
if(sign==0） return 0；
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！=1））
temp=temp—〉sibling_next;
if(strcmp（temp-〉filename，filename）!=0） ｛
printf（”不存在该目录!\n”);
return 0；
｝
｝
else ｛
printf（”不存在该目录!\n"）;
return 0;
｝
if（temp—〉isdir！=1) { //要删除的不能是文件
printf("ERROR！该命令只能删除目录,不可删除文件!\n");
return 0；
｝
if（temp-〉child) { //如仍有用户使用该目录，则不能删除
printf（”\n该目录不为空，您确定要删除吗？Y/N！\n"）；
GetInput（cmd，2）；
if（strcmp(cmd，"n”)==0｜|strcmp(cmd，"N”)==0)
return 0;
}
//删除工作
if(temp->parent==NULL） { //不是第一个孩子
temp—〉sibling_prev—〉sibling_next=temp—>sibling_next；
if（temp—〉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=temp->sibling_next=NULL;
｝//if
else ｛ //第一个孩子
if（temp—〉sibling_next）//处理是最后一个兄弟的情况
temp-〉sibling_next—〉parent=temp->parent；
temp-〉parent—〉child=temp—〉sibling_next；
｝
free(temp）；
return 1；
｝
//显示目录子函数
int dirComd（） ｛
if(strlen(Para2）>0) ｛
int sign=FindPath(Para2）; //查找路径
if（sign==0） { return 0； ｝
else
｛ printf("\n%s〉", path）; ｝
｝
if(cp！=root)
printf（” 〈DIR> ％s\n”,".。"）；
if（cp—〉child==NULL) //指定目录为空
｛ return 0； ｝
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（" 〈DIR> ％s\n”，tp—〉filename)；
else
printf（” 〈FILE〉 %s\n”，tp-〉filename）；
tp=tp—>sibling_next；
｝
return 0；
}
//创建文件函数
int editComd（） ｛
struct FileNode ＊ temp=CreateFileNode（””，0，0);
int sign;
struct FileNode ＊tp;
if（strlen（Para2）==0） ｛ //路径不能为空
printf（”\n命令格式有错误。\n"）;
return 0；
｝
if（strlen（Para2）>20) ｛ //长度检查
printf(”\n文件名过长\n”)；
return 0;
}
//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’＊/
return 0；
｝
sign=FindFilename（Para2）;//获取文件名
if（sign==0)
return 0;
if（cp—>isdir！=1) { //如当前指针指向的是文件，则报错
printf（”you cannot edit a file in under a file!\n”）；
return 0;
｝
//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_next=NULL;
}
else ｛
temp=cp;
temp=temp—>child；//用temp找到新结点插入处
while(temp—>sibling_next ) ｛ //find the last sibing node
temp=temp—〉sibling_next；
if（strcmp（temp-〉filename，filename）==0&&temp-〉isdir==0) {
printf(”此文件名已存在，请重新输入\n”); //重名报错
return 0；
}
｝//找到了最后一个结点
temp—〉sibling_next=tp;
tp-〉parent=NULL;
tp-〉child=NULL;
tp—〉sibling_prev=temp；
tp—〉sibling_next=NULL;
｝
return 1；
}
//删除文件子函数
int delComd（） {
int sign；
struct FileNode ＊temp；
if(strlen(Para2）==0） ｛ //参数不能为空
printf(”\n命令格式有错误。\n”）；
return 0；
}
sign=FindFilename(Para2）; //获取文件名
if(sign==0） return 0；
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!=0））
temp=temp—〉sibling_next;
if(strcmp(temp—〉filename，filename）！=0） ｛
printf（”不存在该文件！\n”）;
return 0;
}
｝
else {
printf（”不存在该文件！\n"）;
return 0；
｝
if（temp—〉isdir!=0) { //要删除的不能是目录
printf(”ERROR!该命令只能删除文件，不可删除目录！\n”)；
return 0;
｝
if（temp—>i_nlink！=0) ｛ //如仍有用户使用该文件，则不能删除
printf（"还有用户共享了该文件，不能删除！\n”）;
return 0;
}
//删除工作
if(temp—〉parent==NULL） ｛ //不是第一个孩子
temp—〉sibling_prev—>sibling_next=temp—〉sibling_next；
if(temp—>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=temp-〉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
temp—〉sibling_next—>parent=temp-〉parent;
temp-〉parent—>child=temp—〉sibling_next；
｝
free(temp）；
return 1；
}
//获取当前目录名子函数
int GetDir(int begin,char ＊path,char *curDir) ｛
int i=0；
int len=strlen(path);
while（！（（path［begin]==’\\'）|｜(path［begin］==’/’))＆＆begin<len）
｛ curDir[i++］=path[begin++]； ｝
curDir[i]='\0’;
return begin+1；
｝
//查找路径函数
int FindPath（char *ph) ｛
struct FileNode *temp; //struct FileNode ＊tp,＊temp;
char oldpath［INPUT_LEN—COMMAND_LEN]；
unsigned int i=0； //int i=0
int sign=1；
if（strcmp（ph，"/”）==0） { //ph是根目录
cp=root;
strcpy(path，”/”)；
return 1；
｝
temp=cp;
strcpy（oldpath,path)；//保留原路径和指针
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”);
return 0;
}
｝
｝
while（i〈=strlen（ph)＆&cp) ｛ //继续查找指定路径，如遇到文件则报错
int j=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”)；
return 0；
}
strcat（path，"/”)；
}
while（ph［i]!=’/'＆＆i〈=strlen（ph）） ｛ // curpath 记录当前要找的路径名
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”）；
return 0；
｝
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");
return 0;
}
｝
return 1;
}
//命令检查函数
int CheckCommand（） {
if（strlen(Para2）==0) {
printf（"命令语法不正确.\n”);
return 0；
}
return 1;
｝
//分解命令子函数
int Pars