实验四-文件系统实验报告.doc

实验四 文件系统实验
一 .   目的要求  
1、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。
2、要求设计一个 n个用户的文件系统，每次用户可保存m个文件，用户在一次运行中只能打开一个文件，对文件必须设置保护措施，且至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。
二 .   例题：
1、设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。
2、程序采用二级文件目录（即设置主目录[MFD]）和用户文件目录（UED）。另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。
3、为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作。
4、算法与框图： 
①因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。
②文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为 1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。
③程序中使用的主要设计结构如下：
  主文件目录和用户文件目录（ MFD、UFD）
  打开文件目录（ AFD）（即运行文件目录）

M D F
U F D
A F D
用户名
文件名
打开文件名
文件目录指针
保护码
打开保护码
用户名
文件长度
读写指针
文件目录指针
文件名

·

·

文件系统算法的流程图如下：
三 . 实验题： 
1、增加 2～3个文件操作命令，并加以实现。（如移动读写指针，改变文件属性，更换文件名，改变文件保护级别）。
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#include <conio.h>

#define MAXSIZE 100
#define ADDSIZE 50
#define PT elem+l-> length
#define N 4
typedef struct term{/*班级和学期的结构体*/
char class1[10];
char term1[10];
}term;

typedef struct student{/*学生成绩信息的结构体*/
term st;/*班级和学期结构体放于此结构体中*/
char num[10];
char name[12];
float course[4];
float total;
float average;
int bit;
}lnode,*stu;

typedef struct{
lnode *elem;/*指向上个结构体的指针*/
int size;/*最大能放lnode结构体成员的个数*/
int length;/*当前长度*/
}sqack,*sq;
sqack *l;

void init(void)/*动态分配存储空间*/
{
l-> elem=(stu)malloc(MAXSIZE*sizeof(lnode));
l-> length =0;
l-> size=MAXSIZE;
}

void input(void)/*输入学生的信息*/
{
lnode *newbase,*p;
char cla[10],ter[10],ch;
int n,i;

if(l-> length> =l-> size){
newbase=(stu)realloc(l-> elem,(l-> size +ADDSIZE)*sizeof(lnode));/*追加存储空间*/
l-> elem =newbase;
l-> size +=ADDSIZE;
}

p=l-> elem;
do
{
printf( "输入班级和学期（学期用这种格式，如2005年上学期 2005 1，2005年下学期 2005 2;先输入班级，回车后再输入学期）\n ");
gets(cla);
gets(ter);
printf( "要输入多少个名单？ ");
scanf( "%d ",&n);
printf( "输入学生的成绩\n学号\t姓名\t科目1\t科目2\t科目3\t科目4\n ");

for(i=0;i <n;i++)
{
scanf( "%s%s%d%d%d%d ",p-> num ,p-> name,p-> course[0],p-> course[1],p-> course[2],p-> course[3]);
strcpy(p-> st.class1,cla);
strcpy(p-> st.term1,ter);
++l-> length ;
}
printf( "要继续吗？(y/n) ");
ch=getchar();}while(ch== 'Y '||ch== 'y ');
}

void change()/*修改学生的信息*/
{
lnode *p;
lnode e;
int flag=1,i;

char s1[10],num1[10];
printf( "输入学期和学号(输入学期以后按回车再输入学号):\n ");
gets(s1);
gets(num1);
p=l-> elem ;

while(p <=(l-> elem+l-> length ) && flag==1)/*查找要修改的学生的信息*/
{
if(strcmp(p-> num,num1)==0&&strcmp(p-> st.term1,s1)==0)
flag=0;/*找到了*/
p++;
}

p--;
if(flag==1) printf( "找不到此学号！\n ");

printf( "%s %s ",p-> num,p-> name);

for(i=0;i <N;i++)
printf( "%d ",p-> course[i]);

printf( "\n ");
printf( "输入修改信息\n ");

scanf( "%s%s%s%s ",e.st.class1,e.st.term1,&e.num,e.name);

for(i=0;i <N;i++)
scanf( "%d ",&e.course[i]);
*p=e;
}

void same(char *t1,char *t2,lnode *t,int *k) /*把学期和班级相同的学生信息放在结构体数组tt中*/
{
int i=0;
lnode *p,*q;
q=t;
p=l-> elem ;

while(p <=l-> elem+l-> length )
{
if(strcmp(p-> st.term1,t1)==0&&strcmp(p-> st.class1 ,t2)==0)
{
*q=*p;q++;
i++;
}
p++;
}
*k=i;
}

void sort(lnode *p,int *k)/*按学生成绩从高到低排序函数*/
{
int i;
lnode *q,temp;

for(q=p;q <p+ *k;q++)
{
q-> total =0;

for(i=0;i <N;i++)
q-> total =q-> total +q-> course [i];

q-> average =q-> total /N;
}

for(i=0;i <*k-1;i++)
for(q=p;q <p+*k-1-i;q++)

if(q-> total <(q+1)-> total)
{
temp=*q;*q=*(q+1);*(q+1)=temp;
}
}

void print(lnode *q,int *k)/*输出学生的成绩*/
{

lnode *p;
p=q;

for(p=q;p <q+*k;p++)
{
printf( "%s %s ",p-> num,p-> name);

for(int i=0;i <N;i++)
printf( "%d ",p-> course[i]);

printf( "%d %f ",p-> total,p-> average);
printf( "\n ");
}
}

void stat()/*统计学生的成绩*/
{
lnode tt[50];
char ter[10],clas[10];
int i,k;

printf( "请输入学期和班级(输入学期后按回车再输入班级):\n ");

for(i=0;ter[i]!= '\n ';i++)
ter[i]=getchar();
for(i=0;clas[i]!= '\n ';i++)
clas[i]=getchar();

same(ter,clas,tt,&k);/*把学期和班级相同的学生信息放在结构体数组tt中*/
sort(tt,&k);/*按学生成绩从高到低排序函数*/
print(tt,&k);/*输出学生的成绩*/
}

void search1()/*按学号查*/
{
lnode *p;
char ter1[10];
int i,flag=1;

p=l-> elem;
printf( "输入学号： ");
gets(ter1);

for(p=l-> elem;p <l-> PT;p++)
{
if(strcmp(p-> num,ter1)==0)
{
flag=0;
printf( "%s %s ",p-> st.term1,p-> st.class1);
printf( "%s %s ",p-> num,p-> name);

for(i=0;i <N;i++)
printf( "%d ",p-> course[i]);

printf( "%d %3.1f ",p-> total,p-> average);
printf( "\n ");
}
}

if(flag) printf( "没有找到！ ");

}

void search2()/*按姓名查*/
{
lnode *p;
char ter1[10];
int i,flag=1;
p=l-> elem;

printf( "输入姓名： ");
gets(ter1);

for(p=l-> elem;p <l-> PT;p++)
{
if(strcmp(p-> name,ter1)==0)
{
flag=0;
printf( "%s %s ",p-> st.term1,p-> st.class1);
printf( "%s %s ",p-> num,p-> name);

for(i=0;i <N;i++)
printf( "%d ",p-> course[i]);

printf( "%d %f ",p-> total,p-> average);
printf( "\n ");
}
}

if(flag) printf( "没有找到！ ") ;
}

void search()/*查找学生的成绩*/
{
char ch;
do
{
printf( "1 按学号查询\n2按姓名查询\n ");
ch=getchar();

switch(ch)
{
case '1 ':
search1();
break;
case '2 ':
search2();
break;

default:
printf( "错误！\n ");
}

printf( "要继续查找吗？(y/n) ");
ch=getchar();
} while(ch== 'y ' || ch== 'Y ');
}

void fail()/*查找不及格及学生名单*/
{
int i;
lnode *p;

for(p=l-> elem;p <l-> PT;p++)
{
for(i=0;i <N;i++)
if(p-> course[i] <60)
{
printf( "%s %s ",p-> st.class1,p-> st.term1);

for(i=0;i <N;i++)
printf( "%d ",p-> course[i]);

printf( "%d %f ",p-> total,p-> average);
printf( "\n ");}}
}

void output()/*按班级输出学生的成绩单*/
{
lnode tt[50];
int k;
char clas[10],ter1[10];

printf( "输入要查询的班级和学期（输入班级后按回车输入学期）:\n ");
gets(clas);
gets(ter1);
same(ter1,clas,tt,&k);/*把学期和班级相同的学生信息放在结构体数组tt中*/
print(tt,&k);/*输出学生的成绩*/
}

int main()
{
char ch;
do
{
printf( "请选择：\n ");
printf( "1 对学生成绩的录入\n2 对学生成绩的修改\n3 统计学生成绩\n4 查询学生成绩\n5查找不及格科目及学生名单\n6 按班级输出学生成绩单\n ");
ch=getchar();

switch(ch)
{
case '1 ': input();break;
case '2 ':change();break;
case '3 ':stat();break;
case '4 ':search();break;
case '5 ':fail();break;
case '6 ':output();break;
default:printf( "错误！\n ");
}

printf( "要继续吗？(y/n) ");
ch=getchar();
}while(ch== 'y '||ch== 'Y ');

return 0;
getch();
}
2、编一个通过屏幕选择命令的文件管理系统，每屏要为用户提供足够的选择信息，不需要打入冗长的命令。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
//主文件结构体
struct MasterFile{
char username[20]; //用户名
char password[20]; //用户名密码
char flag; //标志
struct MasterFile *next;
};
//用户文件结构体
struct UserFile{
int fnum; //文件编号
char fname[20]; //文件名
int flength; //文件长度
char flag; //标志
char fpw[20]; //文件保护码
struct UserFile *link;
};
//全局变量
int shoudsave; //存储标记
int usingnum; //当前用户标记
struct MasterFile MFD[20]; //主目录
struct UserFile UFD[20][20]; //用户目录

//寻找主目录空闲区
struct MasterFile*MoveMFDToLast()
{
for(int i=0;i<20;i++){
if(MFD[i].flag==0)
usingnum=i;
return &MFD[i];
}
return NULL;
}
//查找用户
struct MasterFile*SearchMFD(char str[]){
for(int i=0;i<20;i++){
if(strcmp(str,MFD[i].username)==0){
usingnum=i;
return &MFD[i];
}
}
return NULL;
}
//寻找用户目录空闲区
struct UserFile *MoveUFDToLast(){
for(int i=0;i<20;i++){
if(UFD[usingnum][i].flag==0)
return &UFD[usingnum][i];
}
return NULL;
}
//查找用户文件
struct UserFile *SearchUFD(int num){
for(int i=0;i<20;i++){
if(UFD[usingnum][i].fnum==num)
return &UFD[usingnum][i];
}
return NULL;
}
//删除用户文件目录
void LeftMoveUFD(int num){
for(int i=0;i<20;i++){
if(UFD[usingnum][i].fnum==num){
for(int j=i;j<19;j++){
UFD[usingnum][i].flag=UFD[usingnum][i+1].flag;
UFD[usingnum][i].flength=UFD[usingnum][i+1].flength;
strcpy(UFD[usingnum][i].fname,UFD[usingnum][i+1].fname);
UFD[usingnum][i].fnum=UFD[usingnum][i+1].fnum;
strcpy(UFD[usingnum][i].fpw,UFD[usingnum][i+1].fpw);
UFD[usingnum][i].link=UFD[usingnum][i+1].link;
}
}
}
}
//用户登陆
void Login(){
char flag1,flag2,flag3;
char str1[20],str2[20],str3[20],str4[20];
struct MasterFile *p;
printf("你是已有用户吗(y/n)?");
scanf("%s",&flag1);
if(flag1=='n'){ //新用户登录
printf("请创建新的用户:(y/n)");
scanf("%s",&flag2);
if(flag2=='n'){
printf("你已退出了系统!\n");
exit(1);
}else{
printf("请输入你的用户名:");
scanf("%s",&str1);
printf("请输入口令:");
scanf("%s",&str2);
p=MoveMFDToLast();
strcpy(p->username,str1);
strcpy(p->password,str2);
p->flag=1;
printf("%d",MFD[usingnum].flag);
p->next=NULL;
shoudsave=1; //存储标记
}
}else{ //旧用户登录
while(1){
printf("请输入你的用户名:"); //输入用户名
scanf("%s",&str3);
p=SearchMFD(str3);
if(p==NULL){
printf("对不起,你输入的用户名不存在!\n");
printf("继续(y)还是放弃(n)?");
scanf("%s",&flag3);
if(flag3=='y') continue;
else{
printf("你已退出了系统!\n");
exit(1);
}
}else{
while(1){
printf("请输入口令:"); //输入口令
scanf("%s",&str4);
if(strcmp(str4,p->password)!=0){
printf("对不起,你输入的口令不正确,请重新输入.\n");
continue;
}else break;
}
}break;
}
}
}
//菜单
void menu(){
printf("\n********************************************************************************");
printf("\t1列文件目录\t\t\t\t\t2创建文件\n");
printf("\t3删除文件\t\t\t\t\t4读文件\n");
printf("\t5写文件\t\t\t\t\t\t0退出系统\n");
printf("********************************************************************************\n");
}
//列文件目录
void Dir(){
if(MFD[usingnum].next==0)
printf("目前你不存在任何文件!\n");
else{
for(int i=0;i<20;i++){
if(UFD[usingnum][i].flag==1)
printf("文件编号\t%d\t文件名\t%s\t文件长度\t%d\t保护码\t%s\n",UFD[usingnum][i].fnum,UFD[usingnum][i].fname,UFD[usingnum][i].flength,UFD[usingnum][i].fpw);
}
}
}
//创建文件
void Create(){
FILE *fp;
int num;
struct UserFile *f;
char str1[20],str2[20];
printf("请输入你要创建的文件名:"); //输入文件信息
scanf("%s",&str1);
printf("请输入文件编号:");
scanf("%d",&num);
printf("请输入文件保护码:");
scanf("%s",&str2);
fp=fopen(str1,"w"); //创建文件
f=MoveUFDToLast(); //寻找用户目录空闲区
if(&UFD[usingnum][0]==f) //连接主目录
MFD[usingnum].next=(struct MasterFile*)f;
f->link=(struct UserFile*)fp; //设置用户目录
MFD[usingnum].next=(struct MasterFile*)&UFD[usingnum][0];
strcpy(f->fname,str1);
strcpy(f->fpw,str2);
f->fnum=num;
f->flength=0;
f->flag=1;
fclose(fp);
shoudsave=1; //设置存储标记
printf("文件已创建!\n");
}
//删除文件
void Delete(){
struct UserFile *f;
int num;
printf("请输入你要删除的文件编号:");
scanf("%d",&num);
f=SearchUFD(num); //查找用户文件
if(f==NULL) {
printf("你要删除的文件不存在!\n");
}else{
LeftMoveUFD(num); //删除用户文件目录
printf("文件已删除!\n");
}
shoudsave=1; //设置存储标记
}
//读文件
void Read(){
char ch;
struct UserFile *f;
FILE *fp;
int num;
printf("请输入你要读的文件的编号:");
scanf("%d",&num);
f=SearchUFD(num); //查找文件
if(f==NULL){
printf("你输入的文件不存在!\n");
}else{
if((fp=fopen(f->fname,"r"))==NULL){ //打开指定文件
printf("不能打开该文件!\n");
exit(0);
}
}
ch=fgetc(fp); //输出文件内容
while(ch!=EOF){
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
printf("\n");
fclose(fp); //关闭文件
printf("文件已读完毕!\n");
}
//写文件
void Write(){
char ch;
struct UserFile *f;
FILE *fp;
int num;
printf("请输入你要写的文件的编号:");
scanf("%d",&num);
f=SearchUFD(num); //查找文件
if(f==NULL){
printf("你输入的文件不存在!\n");
}else{
if((fp=fopen(f->fname,"wr"))==NULL){ //打开指定文件
printf("不能打开该文件!\n");
exit(0);
}
}
printf("请按字符输入内容(以'#'表示结束符)"); //写入文件
scanf("%s",&ch);
while(ch!='#'){
fwrite(&ch,1,1,fp);
scanf("%s",&ch);
}
fclose(fp); //关闭文件
shoudsave=1; //设置存储标记
printf("文件写入完毕!\n");
}
//保存
void Save(){
FILE *fpm,*fpu;
int flag=1,count=0;
fpm=fopen("F:\\MasterFile.txt","wb"); //打开主文件
if(fpm==NULL){
printf("\n提示:重新打开主文件信息文件时发生错误!\n");
exit(1);
}
for(int i=0;i<20;i++)
fwrite(&MFD[i],sizeof(struct MasterFile),1,fpm); //保存主文件目录信息
fclose(fpm);
printf("主文件目录信息保存完毕!\n");
fpu=fopen("F:\\UserFile.txt","wb"); //打开用户文件
if(fpu==NULL){
printf("\n提示:重新打开用户目录信息文件时发生错误!\n");
exit(1);
}
for(int j=0;j<20;j++) //保存用户文件目录信息
fwrite(&UFD[j],sizeof(struct UserFile),20,fpu);
fclose(fpu);
printf("用户文件目录信息保存完毕!\n");
}

//主函数
void main(){
FILE *fpm,*fpu; //文件指针
int sel;
char ch;
char jian;
printf("\t\t\t\t文件管理系统\n\t\t\t\t\n");
fpm=fopen("D:\\MasterFile.txt","rb"); //打开主文件目录信息文件
if(fpm==NULL) {
printf("\n提示:主文件目录信息文件还不存在,是否创建?(y/n)\n");
scanf("%s",&jian);
if(jian=='y'||jian=='Y')
fpm=fopen("D:\\MasterFile.txt","wb"); //创建主文件目录的文件
else exit(0);
}
fpu=fopen("D:\\UserFile.txt","rb"); //打开用户文件目录信息文件
if(fpu==NULL){
printf("\n提示:用户文件目录信息文件还不存在,是否创建?(y/n)\n");
scanf("%s",&jian);
if(jian=='y'||jian=='Y')
fpu=fopen("D:\\UserFile.txt","wb"); //创建用户文件目录的文件
else exit(0);
}
printf("文件正在打开,请稍等...");
for(int i=0;i<20;i++) //读取主文件目录信息
fread(&MFD[i],sizeof(struct MasterFile),1,fpm); //将文件的内容放入接点中
fclose(fpm); // 关闭文件
while(!feof(fpu)){ //读取用户目录文件信息
for(int i=0;i<20;i++){
if(fread(&UFD[i][0],sizeof(struct UserFile),20,fpu)) //将文件的内容放入接点中
MFD[i].next=(struct MasterFile*)&UFD[i][0];
}
}
fclose(fpu); //关闭文件
printf("\n文件已导入完毕!\n");
Login(); //用户登录

while(1) { //菜单操作
menu();
printf("请你选择操作:");
scanf("%d",&sel);
if(sel==0){ //保存文件信息
if(shoudsave==1){
getchar();
printf("\n资料已经改动,是否将改动保存到文件中(y/n)?\n");
scanf("%c",&ch);
if(ch=='y'||ch=='Y')
Save();
}
printf("\n你已经退出系统,再见!\n");
break;
}
switch(sel){
case 1:Dir();
break; //列文件目录
case 2:Create();
break; //创建文件
case 3:Delete();
break; //删除文件
case 4:Read();
break; //读文件
case 5:Write();
break; //写文件
default: printf("你输的选项有误,请重新输入!\n");
break;
}
}
}

3、设计一个树型目录结构的文件系统，其根目录为 root，各分支可以是目录，也可以是文件，最后的叶子都是文件。
#include <stdio.h>
#include <iostream.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <malloc.h>

#define FILENAME_LEN 21
#define INPUT_LEN 81
#define COMMAND_LEN 11

//结点结构
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.
};

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命令创建文件
int delComd();//处理del命令删除文件
int rdComd();//处理rd命令/删除目录
int dirComd();//处理dir命令
int mdComd();//处理md命令创建目录

int FindPath(char *ph);//寻找参数ph所指向的路径
//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
int FindFilename(char Para2[]);

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
void Trim(char* str);

struct FileNode * cp, *tp, *root,*upper;
char path[INPUT_LEN-COMMAND_LEN];//记录当前走过的路径
char curpath[INPUT_LEN-COMMAND_LEN],Para1[COMMAND_LEN],
Para2[INPUT_LEN-COMMAND_LEN],tmppath[INPUT_LEN-COMMAND_LEN];
char filename[FILENAME_LEN],dirname[FILENAME_LEN],tmp;
int i,j;

//主函数
int main()
{
p