操作系统python实现二级文件系统

### 使用Python实现二级文件系统

#### 设计思路
为了构建一个简单的二级文件系统，需要模拟操作系统中的文件管理机制。该系统应具备创建、读取、写入和删除文件的功能，并能够维护目录结构。

#### 文件与目录表示
在内存中通过字典来存储文件及其属性，其中键代表路径名而值则是一个包含元数据的对象或字符串形式的内容[^1]。

class FileNode:
    def __init__(self, is_directory=False):
        self.is_directory = is_directory
        self.content = "" if not is_directory else {}

此段代码定义了一个`FileNode`类用于区分普通文件节点还是目录节点；当初始化为目录时其内部会有一个子项映射表以便后续添加更多层次结构。

#### 创建根目录并挂载其他组件
建立整个虚拟磁盘的基础——即最顶层的根目录对象：

root_dir = FileNode(is_directory=True)
current_path_stack = [root_dir]

这里创建了名为 `root_dir` 的实例作为所有操作起点，并设置当前工作位置指针指向此处方便之后遍历访问不同层级下的资源。

#### 实现基本命令集
接下来提供几个常用方法来完成对这个简易版文件系统的增删改查动作：

##### 列出当前目录下所有的条目名称列表

def list_current():
    current_node = current_path_stack[-1]
    return list(current_node.content.keys()) if current_node.is_directory else []

上述函数返回当前位置所含有的所有直接子级的名字集合（仅限于一层深），如果不在任何容器内则为空数组[]。

##### 改变所在的工作区到指定的目标地址处

def change_directory(name=None):
    global current_path_stack
    
    if name == "..":
        if len(current_path_stack) > 1:
            current_path_stack.pop()
    elif name and isinstance(current_path_stack[-1].content[name]
        if target.is_directory:
            current_path_stack.append(target)

这段逻辑允许用户切换上下文环境至父层(`..`)或是特定命名空间之下，但前提是目标确实存在且类型匹配。

##### 新建空白文档/夹实体

def create_new(name, is_directory=False):
    parent = current_path_stack[-1]

    if name not in parent.content:
        new_item = FileNode(is_directory=is_directory)
        parent.content[name] = new_item
        
        # 若新建的是文件，则默认赋予一些初始文本内容
        if not is_directory:
            with open(f"./{name}", "w") as f:
                pass  # 只是为了演示目的，在实际应用里不需要这一步骤

此部分实现了向现有树状图谱增加新成员的能力，无论是常规的数据记录还是可容纳更多项目的分组单位皆可胜任。

##### 删除选定项目

def remove_entry(name):
    parent = current_path_stack[-1]

    if name in parent.content:
        del parent.content[name]
        
        try:
            os.remove(f"./{name}")
        except OSError:
            pass  # 对于不存在的实际物理文件忽略错误

最后这部分提供了移除不再需要的信息单元的方法论指导，同样适用于清理掉对应的持久化副本（如果有）。

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