操作系统试验——模拟文件管理系统【用心整理精品资料】

一、实验内容

1. 基本要求：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

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，目录不存在是给出出错信息

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。

二、数据结构设计

Struct FileNode ｛

Char filename[FILENAME_LEN］;//文件名/目录名 Int isdir ;//目录、文件的识别标志 Int i_nlink；//文件链接数 Int adr；//文件的地址

Struct FileNode ＊parent,*child；//指向父亲的指针和左孩子的指针 Struct FileNode ＊sibling_prev，＊sibling_next;//指向前一个兄弟的指针和后一个兄弟的指针。

}

三、算法设计 3.1 功能模块图

3.2 算法思路

3.2.1实现方法

bool spile（char *str，char ＊cmdstr,char ＊filestr)；//切割字符串 bool shell（char *str)； //用来解释命令 bool errorp(int id）; //打印错误提示 bool boot(); //启动初始化

filenode＊ find(char *str,filenode ＊_root）； //递归对目录树进行查找 bool cdexc(char ＊str); //执行cd命令 bool direxc（char ＊str); //执行dir命令 bool mdexc(char ＊str)； //执行md命令 bool editexc（char ＊str）； //执行edit命令

bool delexc(char *str，filenode *fcur，bool mode，bool dir); //执行del命令

bool exitexc(）； //退出

filenode* createnode(char *str,bool _isdir,int _adr，filenode *_par);//新建对象节点

函数调用图

3。2.2 设计思想

建立一刻目录树，根据输入的命令字符串，对该目录树进行增删等操作。 （1）定义全局变量

filenode ＊cur=NULL； filenode *root=NULL；

//指向当前目录节点

//指向根节点目录节点

char ＊shellstr［7］=｛\"cd\”dir”,\"md”，\"rd”,\"edit”,”del”，”exit\"｝;//命令字符串 int shelllen=7；

//命令的字符串的长度

（2）主函数模块

调用boot模块初始化，然后使用while循环，每次循环中用户可以输入命令字符串，调用shell模块进行解释并执行操作，执行完成后再次进入循环,直到用户使用exit退出。

（3）其他模块说明(用文字描述,不要代码）

删除模块：调用find函数查找到目录节点，然后进行删除节点操作，并注

意特殊情况。

新建目录/文件模块：通过调用find查找是否重复,若不重复就进行增加节点。

切换目录模块：通过find函数找到节点，然后将cur指针指向该节点. 显示目录模块:通过find函数找到节点，循环遍历该节点显示。 退出模块：执行exit函数。

代码：

#include #include 〈stdlib.h> #include ＃define FILENAME_LEN 256 #define SHELL_LEN 5

typedef enum{false，true} bool;

char ＊shellstr[7]={\"cd\"，\"dir”,\"md\"，”rd”，”edit”,\"del\｝； int shelllen=7; //命令的字符串的长度

typedef struct filenode_i{ //文件节点 char filename［FILENAME_LEN]; //文件名 bool isdir; //是否目录 int i_nlink； //文件连接数 int adr; //文件地址 struct filenode_i *par； //指向父节点 struct filenode_i ＊chi； //指向第一个孩子节点 struct filenode_i *pre； //指向上一个兄弟节点 struct filenode_i *nex; //指向下一个兄弟节点 }filenode;

filenode *cur=NULL； //指向当前目录 filenode *root=NULL； //指向根节点目录

bool spile（char *str，char *cmdstr，char *filestr)；//切割字符串 bool shell(char ＊str）; //用来解释命令 bool errorp（int id）； //打印错误提示 bool boot（）; //启动初始化

filenode＊ find(char ＊str，filenode *_root); //递归对目录树进行查找

bool cdexc(char ＊str）； //执行cd命令 bool direxc(char *str）； //执行dir命令 bool mdexc(char *str）; //执行md命令 bool editexc（char ＊str）; //执行edit命令

bool delexc(char *str,filenode *fcur，bool mode，bool dir)； //执行del命令 bool exitexc(）; //退出

filenode＊ createnode(char ＊str，bool _isdir，int _adr,filenode *_par);

main()｛

char inputs[FILENAME_LEN]=\"”； boot（)； errorp（6）； while（1)｛ printf（”\\n〉\"); gets（inputs）; shell(inputs)； } }

//下面进行函数的实现

//////////////////////////////////////////////////////////////////

//＊＊*＊＊*＊＊＊＊＊**＊*****＊＊＊****＊＊*＊*＊*＊***＊＊＊***＊**＊**＊*＊*＊＊＊＊*****

////test

// test（）{ //这是用来对目录进行测试,在一开始建立目录结构

// filenode *p=createnode（\"hello\，0,root)； // filenode *p2=NULL； // root—>i_nlink=2；

// root-〉chi=p；p->par=root；

// p2=createnode（”hello2\，0，root）； // p-〉nex=p2；p2-〉par=root;p2—〉pre=p; // p2-〉i_nlink=2;

// p=createnode（”hello2_1\"，true,0，p2）； // p2-〉chi=p；p-〉par=p2；

// p2=createnode(”hello2_2”，false，0,p—〉par); // p->nex=p2;p2->par=p->par;p2—>pre=p； // ｝

bool spile（char ＊str，char *cmdstr,char ＊filestr){ char strclo［FILENAME_LEN］=\"\"; char *p=NULL； strcpy(strclo,str）； p=strtok(strclo，” ”)； //调用的strok进行分割 if(p==NULL) return false； strcpy（cmdstr,p）； p=strtok（NULL，” \"）; strcpy(filestr，p); return true; ｝

/////////////////////////////////////////////////////////

bool shell（char *str）｛ int re=-1； int i； char cmdstr［SHELL_LEN]=””； char filestr［FILENAME_LEN]=\"”; if（strstr(str，\" \"）！=NULL){ if（！spile（str，cmdstr,filestr)） ｛printf（”输入错误！”）;return false；｝ }else{ strcpy(cmdstr，str); } for（i=0;i!=shelllen;i++）｛ if（strcmp(cmdstr，shellstr[i])==0) re=i； ｝ switch(re）{ //根据解释的命令执行对应的操作 case 0: cdexc(filestr）；break; case 1: direxc（filestr);break; case 2： if(strlen(filestr)==0) ｛errorp（3)；return false；｝mdexc（filestr）;break; case 3： if(strlen（filestr)==0） ｛errorp(3);return false;}delexc(filestr，cur,true,true)；break; case 4: if（strlen(filestr)==0） ｛errorp(3);return false；}editexc（filestr）;break; case 5: if(strlen(filestr)==0） {errorp（3);return false;}delexc（filestr,cur,true，false)；break; case 6: exitexc（）；break; default:errorp(5)；break; ｝ return true； }

///////////////////////////////////////////////////////// bool errorp（int id）{ char input=0； switch(id){ case 0 ： puts（”路径不存在！”)；break； case 1 : ｛puts（”目录非空，是否删除Y/N”）;input=getchar(）;getchar（）；if（input=='Y'||input==’y')return true；return false；｝ case 2 ： puts（\"文件/目录已存在！\"）；break; case 3 ： puts（”语法不正确！\")；break; case 4 : puts（”无法删除根目录！”);break; case 5 ： puts(\"不存在命令！\");break; case 6 ： printf(”有下列命令可供使用：\\n［1] cd\切换当前目录\\n［2] dir\显示目录内容\\n[3] md\新建目录\\n[4］ rd\删除目录\\n［5] edit\新建文件\\n［7] del\删除文件\\n［8] exit\推出系统\\n\\n”);break； case 7 : puts(”删除对象错误！\"）；break; default: puts（”未知错误！”）;

｝ return true; ｝

///////////////////////////////////////////////////////// bool boot(){ filenode ＊p=createnode（”root”，true，0,NULL）; //建立根目录 cur=p; root=p； //test(); return true; ｝

///////////////////////////////////////////////////////// bool cdexc（char ＊str）{

filenode ＊fcur=find（str,cur)； //find找到路径，并切换 if（strlen（str）==0) ｛return true；｝ if(strcmp（str，”.。\"）==0）{cur=（cur—〉par!=NULL?cur—>par：cur）;return true；}//特殊父目录符号 .。

if（fcur==NULL|｜!fcur—>isdir) ｛errorp(0);return false;｝ cur=fcur； return true； }

///////////////////////////////////////////////////////// bool direxc(char *str)｛

char *dirstr［2］=｛\"\〈dir>\"｝； filenode ＊loop=find(str,cur）； if(strlen(str)==0){ loop=cur； ｝else｛

if(loop==NULL)｛errorp(0);return false;｝ else if(！loop—〉isdir)｛errorp(0)；return false；｝ //判断查找目录是否成功？ }

printf（”该目录含有％d个项目\\n”，loop-〉i_nlink); loop=loop->chi；

while(loop！=NULL）｛ //输出目录所有项目 printf（”％s\％s\\n”,dirstr[loop—>isdir]，loop—>filename）; loop=loop—〉nex； }

return true; ｝

///////////////////////////////////////////////////////// bool mdexc（char ＊str）｛ filenode ＊tmp=find(str，cur）; if（strstr（str,\"/\"）！=NULL） ｛errorp(3)；return false;｝ //判断语法，目录名不能含

有“/” if(tmp！=NULL) {errorp(2)；return false;} //判断目录是否已经存在 tmp=createnode(str,true，0,cur); //创建节点 if（cur—〉chi!=NULL) { cur—〉chi—>pre=tmp; //插入该节点 tmp->nex=cur—>chi； ｝ cur—>chi=tmp; cur-〉i_nlink++； return true； ｝

///////////////////////////////////////////////////////// bool editexc（char *str)｛ filenode ＊tmp=find(str,cur）； int inputc； if(strstr（str，”/\")!=NULL) ｛errorp（3)；return false；｝ //判断语法，文件名不能含有“/” if(tmp！=NULL） {errorp(2）；return false；} //判断文件是否已经存在 printf(”请输入文件地址：\");scanf(\"％d\"，＆inputc）；getchar(); tmp=createnode（str，false,inputc，cur)； //创建节点 if(cur-〉chi!=NULL) { cur->chi—〉pre=tmp; //插入该节点 tmp->nex=cur-〉chi; } cur—>chi=tmp; cur->i_nlink++; return true； ｝

/////////////////////////////////////////////////////////

bool delexc(char *str,filenode *fcur,bool mode,bool dir）{ filenode *loop=NULL; filenode ＊looppre=NULL； filenode ＊tp=find（str,fcur); if(strcmp(str,\"/”)==0) ｛errorp(4）;return false；} //删除根目录的处理 loop=cur; while(loop!=NULL）{if(tp==loop) {cur=tp->par；break；}loop=loop—〉par;} //删除当前目录的上N层目录 if（tp==NULL){if(mode) errorp(0）；return false;} //判断是否找到路径，mode为安静模式，不显示警告信息 if（mode） if(tp-〉isdir！=dir） {errorp（7)；return false;｝ //判断命令要求删除的对象,file or dir

if(tp—>isdir){ if（tp—〉i_nlink!=0）{ //判断空目录 if（！errorp(1）) return false； loop=tp-〉chi; looppre=loop; while（loop!=NULL）｛ //递归删除 if（delexc（loop->filename，loop，false,dir）){ loop=looppre->nex； continue； } looppre=loop； loop=loop—>nex； ｝ } } //删除节点 if(tp->nex!=NULL） tp—>nex—〉pre=tp—>pre; if（tp—>pre!=NULL) ｛tp-〉pre->nex=tp-〉nex;}else{tp—>par—〉chi=tp-〉nex;｝ if(tp—〉par！=NULL） tp—〉par->i_nlink--; free(tp); return true; }

///////////////////////////////////////////////////////// bool exitexc（）｛ exit（0)； }

/////////////////////////////////////////////////////////

filenode* createnode（char *str,bool _isdir,int _adr，filenode ＊_par)｛ filenode *tmp=malloc（sizeof(filenode)); strcpy(tmp—>filename,str); tmp—〉isdir=_isdir； tmp—〉i_nlink=0； tmp—〉adr=_adr; tmp->pre=NULL; tmp—>par=_par； tmp->chi=NULL; tmp—>nex=NULL; return tmp； ｝

///////////////////////////////////////////////////////// filenode* find(char *str,filenode ＊_root）{ // x/x /x x x/ 四种命令情况 filenode ＊loop=NULL； char curstr［FILENAME_LEN]=””; //用于存放/左侧字符

char ＊filestr=strstr(str，”/”）； //用于存放/右侧字符

if（filestr==NULL）｛ // x 相对路径 if(str[0]=='\\0’） {return _root；｝ // x/ loop=_root—〉chi; while(loop!=NULL）｛ if（strcmp（loop—〉filename,str)==0）｛ return loop; } loop=loop-〉nex; } return NULL; ｝

if(filestr==str） return find（filestr+1,root）； // /x

strncpy（curstr，str，（filestr-str)）； loop=_root—〉chi； while（loop！=NULL）｛ 录所有项目进行查找 if（loop->isdir&&strcmp（loop—〉filename,curstr)==0）｛ return find（filestr+1，loop); 子目录 } loop=loop->nex； }

return NULL； ｝

绝对路径 // x/x 访问目 //进行递归查找

四、测试数据及程序运行情况

五、实验过程中出现的问题及解决方法

1. 判断路径需要识别全路径与相对路径，解决方法，通过对符号“/”的查

找，分四种情况。

2. 删除当前目录或其父目录会造成cur乱指，解决方法，删除前先判断，如

果出现这种情况就重新设置cur。

3. 递归删除子目录，若子目录非空，会弹出警告，解决方法，设置安静模式，

用于递归删除.

六、自我评析与总结

通过本次课程设计，我认真了解了系统中目录的工作原理，以及他所采用的数据结构原理，让我对操作系统有了更深的体会。

七、参考文献

[1] 张丽芬、刘利雄、王全玉.《操作系统实验教程》[M].清华大学出版社。1998 [2] 周湘贞、曾宪权《操作系统原理与实践教程》[M].清华大学出版社。2005 ［3］ 宋晓宇。《Windows操作系统核心编程实验教程》[M].中国铁道出版社.2010