模拟实现一个简单的文件系统。 1.假设这个文件系统工作在一个128KB的磁盘上，只有一个根目录，没有子目录。 2.文件系统最多支持16个文件。一个文件最多有8个块，块的大小是1KB。 3.每个文件有一个独一无二的文件名，文件名长度不超过8个字符。 4.128KB的磁盘的布局如下： (1)第1个1KB是超级块，存储空闲块链表和每个文件的i节点。超级块的结构如下： 前128字节保存空闲块链表，如果第i个字节为0，表明这个块是空闲的。初始化时，除超级块外，所有的块都是空闲的。接着是16个i节点。每个i节点保存以下信息： char name[8]; //文件名 int size; // 文件大小（用文件块数表示） int blockPointers[8]; // 数据块指针 int used; // 0 => i节点空闲; 1 => i节点被使用。初始化时为0。 每个i节点大小为48字节，16个i节点总共为768字节。所以超级块实际上是896字节，但是我们仍然给它分配1KB。 (2)剩下的127KB存储文件的数据块。 5.文件系统要实现以下操作： (1)文件创建create(char name[8], int size) char name[8]: 文件名，int size:文件块数 假设文件创建以后大小不再改变。 (2)文件删除delete(char name[8]) (3)读文件read(char name[8], int blockNum, char buf[1024]) int blockNum:文件块号 (4)写文件write(char name[8], int blockNum, char buf[1024]) 要求C++实现并且给我代码

很高兴为您解答这个问题。以下是一个简单的文件系统的C++实现代码。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstring>

using namespace std;

const int BLOCK_SIZE = 1024;
const int BLOCK_NUM = 128;
const int FILE_NUM = 16;
const int FILENAME_SIZE = 8;
const int INODE_SIZE = 48;
const int SUPER_BLOCK_SIZE = BLOCK_SIZE;
const int INODE_BLOCK_SIZE = FILE_NUM * INODE_SIZE;
const int DATA_BLOCK_SIZE = (BLOCK_NUM - 1) * BLOCK_SIZE - SUPER_BLOCK_SIZE - INODE_BLOCK_SIZE;

struct Inode {
    char name[FILENAME_SIZE];
    int size;
    int blockPointers[8];
    int used;
};

struct SuperBlock {
    char free[BLOCK_NUM];
    Inode inodes[FILE_NUM];
};

class FileSystem {
private:
    fstream file;
    SuperBlock superBlock;
    char data[DATA_BLOCK_SIZE];

    int findFreeBlock() {
        for (int i = 0; i < BLOCK_NUM; i++) {
            if (superBlock.free[i] == 0) {
                superBlock.free[i] = 1;
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    int findInode(char name[8]) {
        for (int i = 0; i < FILE_NUM; i++) {
            if (strcmp(superBlock.inodes[i].name, name) == 0) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }

    void writeBlock(int blockNum, char buf[1024]) {
        file.seekp(blockNum * BLOCK_SIZE);
        file.write(buf, BLOCK_SIZE);
    }

    void readBlock(int blockNum, char buf[1024]) {
        file.seekg(blockNum * BLOCK_SIZE);
        file.read(buf, BLOCK_SIZE);
    }

public:
    FileSystem() {
        file.open("filesystem.bin", ios::in | ios::out | ios::binary | ios::trunc);
        memset(superBlock.free, 0, BLOCK_NUM);
        for (int i = 0; i < FILE_NUM; i++) {
            superBlock.inodes[i].used = 0;
        }
        writeBlock(0, (char*)&superBlock);
    }

    void create(char name[8], int size) {
        int inodeNum = findInode(name);
        if (inodeNum != -1) {
            cout << "The file already exists!" << endl;
            return;
        }
        if (size > 8) {
            cout << "The file size cannot exceed 8 blocks!" << endl;
            return;
        }
        inodeNum = findInode("");
        if (inodeNum == -1) {
            cout << "The file system is full!" << endl;
            return;
        }
        int blocks[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            int blockNum = findFreeBlock();
            if (blockNum == -1) {
                cout << "The file system is full!" << endl;
                return;
            }
            blocks[i] = blockNum;
        }
        Inode inode;
        strcpy(inode.name, name);
        inode.size = size;
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            inode.blockPointers[i] = blocks[i];
        }
        inode.used = 1;
        superBlock.inodes[inodeNum] = inode;
        writeBlock(0, (char*)&superBlock);
        cout << "The file has been created!" << endl;
    }

    void del(char name[8]) {
        int inodeNum = findInode(name);
        if (inodeNum == -1) {
            cout << "The file does not exist!" << endl;
            return;
        }
        Inode inode = superBlock.inodes[inodeNum];
        for (int i = 0; i < inode.size; i++) {
            superBlock.free[inode.blockPointers[i]] = 0;
        }
        inode.used = 0;
        superBlock.inodes[inodeNum] = inode;
        writeBlock(0, (char*)&superBlock);
        cout << "The file has been deleted!" << endl;
    }

    void read(char name[8], int blockNum, char buf[1024]) {
        int inodeNum = findInode(name);
        if (inodeNum == -1) {
            cout << "The file does not exist!" << endl;
            return;
        }
        Inode inode = superBlock.inodes[inodeNum];
        if (blockNum < 0 || blockNum >= inode.size) {
            cout << "Block number out of range!" << endl;
            return;
        }
        readBlock(inode.blockPointers[blockNum], buf);
        cout << "The file content is:" << endl;
        cout << buf << endl;
    }

    void write(char name[8], int blockNum, char buf[1024]) {
        int inodeNum = findInode(name);
        if (inodeNum == -1) {
            cout << "The file does not exist!" << endl;
            return;
        }
        Inode inode = superBlock.inodes[inodeNum];
        if (blockNum < 0 || blockNum >= inode.size) {
            cout << "Block number out of range!" << endl;
            return;
        }
        writeBlock(inode.blockPointers[blockNum], buf);
        cout << "The file has been written!" << endl;
    }
};

int main() {
    FileSystem fs;
    fs.create("file1", 3);
    fs.write("file1", 0, "Hello world");
    char buf[1024] = "";
    fs.read("file1", 0, buf);
    fs.del("file1");
    return 0;
}

在这个实现中，我们使用了一个名为`FileSystem`的类来表示整个文件系统。在类的构造函数中，我们初始化了超级块和数据块，并将它们写入磁盘。在`create`函数中，我们首先查找是否有同名的文件，然后检查文件大小是否合法。接下来，我们查找一个空的inode，然后为该文件分配空闲块。我们将inode和文件数据写入磁盘，并将超级块更新为已分配的块。在`del`函数中，我们首先查找文件是否存在，然后释放文件所占用的块，并将inode标记为空闲。在`read`函数和`write`函数中，我们首先查找文件是否存在，然后对数据块进行读取和写入。

这只是一个简单的文件系统的实现。实际上，对于一个真正的文件系统，需要考虑更多的情况，例如文件系统的一致性和安全性。