1、通过初始化操作建立一个模拟外存空间的虚拟磁盘文件,在该文件中保存目录和文件内容。创建该文件时应创建初始的根目录内容、文件分配表。根目录实为一特殊文件,其开始内容为空,大小为一个块。 2、文件目录项(可以采用FCB格式)应包括类型(目录 or文件)、创建日期、大小、第一个磁盘块块号。 3、显示命令提示符“$”,并根据输入命令完成相应的文件操作: ●MD(创建子目录):创建目录文件,并在父目录文件中增加目录项。 ●RD(删除子目录):搜索所要删除的目录是否为空目录,若是则删除。 ●MK(创建空文件):创建指定大小的文件(如输入命令 “mk test 2000”,表示创建大小为2000字节的test文件),并在父目录中添加文件名称;还应对FAT表进行适当修改。 ●DEL(删除文件):如果所要删除的文件存在,则删除,同时修改父目录内容;还应对FAT表进行适当修改。Python写

时间: 2023-12-14 08:36:43 浏览: 186
以下是一个Python实现的简单文件系统,代码中包含了创建目录、删除目录、创建文件、删除文件等基本操作。注意,这是一个非常简单的示例,只能作为学习和参考使用。 ```python import os import time # 定义常量 BLOCK_SIZE = 512 # 磁盘块大小 DISK_SIZE = 1024 * 1024 # 磁盘总大小 ROOT_DIR_BLOCK = 0 # 根目录所在磁盘块号 FAT_SIZE = DISK_SIZE // BLOCK_SIZE # FAT表的大小 # 定义目录项类 class DirEntry: def __init__(self, name, is_dir, size, start_block): self.name = name # 文件或目录名 self.is_dir = is_dir # 是否为目录 self.size = size # 文件大小 self.start_block = start_block # 起始磁盘块号 self.create_time = time.time() # 创建时间 # 定义文件系统类 class FileSystem: def __init__(self): # 初始化磁盘 self.disk = bytearray(DISK_SIZE) # 初始化FAT表 self.fat = [-1] * FAT_SIZE # 初始化根目录 self.root_dir = DirEntry("", True, BLOCK_SIZE, ROOT_DIR_BLOCK) self.write_dir_entry(self.root_dir) # 写目录项到指定磁盘块 def write_dir_entry(self, entry, block_num=None, offset=0): if block_num is None: block_num = entry.start_block block = self.disk[block_num * BLOCK_SIZE:(block_num + 1) * BLOCK_SIZE] block[offset:offset+1] = int(entry.is_dir).to_bytes(1, byteorder="big") block[offset+1:offset+9] = entry.create_time.to_bytes(8, byteorder="big") block[offset+9:offset+13] = entry.size.to_bytes(4, byteorder="big") block[offset+13:offset+17] = entry.start_block.to_bytes(4, byteorder="big") block[offset+17:offset+49] = entry.name.encode("utf-8") # 从指定磁盘块读取目录项 def read_dir_entry(self, block_num, offset=0): block = self.disk[block_num * BLOCK_SIZE:(block_num + 1) * BLOCK_SIZE] is_dir = bool(block[offset]) create_time = int.from_bytes(block[offset+1:offset+9], byteorder="big") size = int.from_bytes(block[offset+9:offset+13], byteorder="big") start_block = int.from_bytes(block[offset+13:offset+17], byteorder="big") name = block[offset+17:offset+49].rstrip(b"\x00").decode("utf-8") return DirEntry(name, is_dir, size, start_block) # 分配一个空闲的磁盘块 def allocate_block(self): for i in range(FAT_SIZE): if self.fat[i] == -1: self.fat[i] = 0 return i raise Exception("磁盘已满,无法分配新块") # 释放指定磁盘块 def free_block(self, block_num): self.fat[block_num] = -1 # 在指定目录下创建子目录 def create_dir(self, parent_dir, name): # 检查是否已存在同名文件或目录 for entry in self.list_dir(parent_dir): if entry.name == name: raise Exception("文件或目录已存在") # 分配一个新的磁盘块作为目录文件 block_num = self.allocate_block() # 初始化目录项 dir_entry = DirEntry(name, True, BLOCK_SIZE, block_num) # 写入父目录的文件内容 parent_block_num = parent_dir.start_block parent_block = self.disk[parent_block_num * BLOCK_SIZE:(parent_block_num + 1) * BLOCK_SIZE] bytes_written = 0 while bytes_written < parent_dir.size: entry = self.read_dir_entry(parent_block_num, bytes_written) bytes_written += 49 if entry.name == "": self.write_dir_entry(dir_entry, parent_block_num, bytes_written - 49) parent_dir.size += 49 self.write_dir_entry(parent_dir) return # 父目录文件已满,需要分配新块 new_block_num = self.allocate_block() self.fat[parent_block_num] = new_block_num self.disk[new_block_num * BLOCK_SIZE:(new_block_num + 1) * BLOCK_SIZE] = bytearray(BLOCK_SIZE) parent_dir.size += BLOCK_SIZE self.write_dir_entry(parent_dir) self.write_dir_entry(dir_entry, new_block_num) # 删除指定目录 def delete_dir(self, parent_dir, name): # 搜索目录项 for entry in self.list_dir(parent_dir): if entry.name == name and entry.is_dir: # 检查目录是否为空 if not self.is_dir_empty(entry): raise Exception("目录非空,无法删除") # 释放目录占用的磁盘块 self.free_block(entry.start_block) # 从父目录中删除目录项 bytes_written = 0 while bytes_written < parent_dir.size: cur_entry = self.read_dir_entry(parent_dir.start_block, bytes_written) bytes_written += 49 if cur_entry.name == name: parent_dir.size -= 49 self.write_dir_entry(parent_dir) return raise Exception("未找到目录项") raise Exception("目录不存在") # 在指定目录下创建空文件 def create_file(self, parent_dir, name, size): # 检查是否已存在同名文件或目录 for entry in self.list_dir(parent_dir): if entry.name == name: raise Exception("文件或目录已存在") # 分配磁盘块 num_blocks = (size + BLOCK_SIZE - 1) // BLOCK_SIZE blocks = [self.allocate_block() for i in range(num_blocks)] # 初始化目录项 file_entry = DirEntry(name, False, size, blocks[0]) # 写入父目录的文件内容 parent_block_num = parent_dir.start_block parent_block = self.disk[parent_block_num * BLOCK_SIZE:(parent_block_num + 1) * BLOCK_SIZE] bytes_written = 0 while bytes_written < parent_dir.size: entry = self.read_dir_entry(parent_block_num, bytes_written) bytes_written += 49 if entry.name == "": self.write_dir_entry(file_entry, parent_block_num, bytes_written - 49) parent_dir.size += 49 self.write_dir_entry(parent_dir) break else: # 父目录文件已满,需要分配新块 new_block_num = self.allocate_block() self.fat[parent_block_num] = new_block_num self.disk[new_block_num * BLOCK_SIZE:(new_block_num + 1) * BLOCK_SIZE] = bytearray(BLOCK_SIZE) parent_dir.size += BLOCK_SIZE self.write_dir_entry(parent_dir) self.write_dir_entry(file_entry, blocks[0]) # 更新FAT表 for i in range(num_blocks - 1): self.fat[blocks[i]] = blocks[i+1] self.fat[blocks[-1]] = -1 # 删除指定文件 def delete_file(self, parent_dir, name): # 搜索目录项 for entry in self.list_dir(parent_dir): if entry.name == name and not entry.is_dir: # 释放文件占用的磁盘块 cur_block = entry.start_block while cur_block != -1: next_block = self.fat[cur_block] self.free_block(cur_block) cur_block = next_block # 从父目录中删除目录项 bytes_written = 0 while bytes_written < parent_dir.size: cur_entry = self.read_dir_entry(parent_dir.start_block, bytes_written) bytes_written += 49 if cur_entry.name == name: parent_dir.size -= 49 self.write_dir_entry(parent_dir) return raise Exception("未找到文件项") raise Exception("文件不存在") # 列出指定目录下的所有文件和子目录 def list_dir(self, parent_dir): result = [] bytes_written = 0 while bytes_written < parent_dir.size: entry = self.read_dir_entry(parent_dir.start_block, bytes_written) bytes_written += 49 if entry.name != "": result.append(entry) return result # 检查目录是否为空 def is_dir_empty(self, dir_entry): bytes_written = 0 while bytes_written < dir_entry.size: entry = self.read_dir_entry(dir_entry.start_block, bytes_written) bytes_written += 49 if entry.name != "": return False return True # 命令行交互 def run_cli(self): cur_dir = self.root_dir while True: prompt = f"{cur_dir.name}>" cmd = input(prompt).strip() if cmd == "": continue parts = cmd.split() if parts[0] == "exit": break elif parts[0] == "md": if len(parts) != 2: print("usage: md <directory>") else: try: self.create_dir(cur_dir, parts[1]) except Exception as e: print(e) elif parts[0] == "rd": if len(parts) != 2: print("usage: rd <directory>") else: try: self.delete_dir(cur_dir, parts[1]) except Exception as e: print(e) elif parts[0] == "mk": if len(parts) != 3: print("usage: mk <file> <size>") else: try: size = int(parts[2]) if size <= 0: raise Exception("文件大小必须为正整数") self.create_file(cur_dir, parts[1], size) except ValueError: print("文件大小必须为正整数") except Exception as e: print(e) elif parts[0] == "del": if len(parts) != 2: print("usage: del <file>") else: try: self.delete_file(cur_dir, parts[1]) except Exception as e: print(e) elif parts[0] == "cd": if len(parts) != 2: print("usage: cd <directory>") else: for entry in self.list_dir(cur_dir): if entry.name == parts[1] and entry.is_dir: cur_dir = self.read_dir_entry(entry.start_block) break else: print("目录不存在") elif parts[0] == "dir": entries = self.list_dir(cur_dir) for entry in entries: if entry.is_dir: print(f"{entry.create_time}\t<DIR>\t{entry.name}") else: print(f"{entry.create_time}\t{entry.size}\t{entry.name}") else: print(f"无法识别的命令: {parts[0]}") if __name__ == "__main__": fs = FileSystem() fs.run_cli() ```
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