模拟一个简单二级文件管理系统

设计目的：通过具体的文件存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部功能和实现过程的理解。

设计内容：模拟一个简单二级文件管理系统

一、实验内容描述

1 实验目标

本实验的目的是通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现.

2 实验要求

为DOS系统设计一个简单的二级文件系统.要求做到以下几点：

①可以实现下列命令：

login 用户登录

dir 列文件目录

create 创建文件

delete 删除文件

open 打开文件

close 关闭文件

read 读文件

write 写文件

②列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度.

③源文件可以进行读写保护.

二、程序主要内容

1设计思路

程序中要求每个用户在登陆后才可对其拥有的文件进行操作，用户对于其他用户的文件无操作权.文件操作包括浏览、创建、删除、打开、关闭、阅读、写入、修改模式.其他操作包括新建用户、帮助、用户登入、用户登出、退出系统.

在程序文件夹下有个名为“file”的系统根目录，此目录下包括：一个名为“mfd”的文件，记录所有注册过的帐号及密码；用户文件，以用户名作为文件名，内容为其拥有的文件名及属性；一个名为“keiji”的文件夹.“keiji”文件夹中包括：“file.p”指针文件，记录所有已用的物理地址；一些以物理地址为名的文件，内容为文件内容.

2 数据结构

file结构体系统文件数据结构：

fpaddrint，文件的物理地址、flengthint，文件长度、fmodeint，文件模式 0.只读；1.可写；2.可读写；3.保护、 fname[]char，文件名；

filemode结构体文件状态数据结构：

isopenint，文件当前状态，0.关闭；1.打开、modeint，文件模式 0.只读；1.可写；2.可读写；3.初始化；

user结构体用户信息数据结构：

uname[]char，用户名、upassword[]char，用户密码；

userfile结构体用户文件数据结构：

uname[]char，用户名、ufile[]file，用户拥有的文件数组.

.......

[cpp] view plaincopyprint?

1.#include

2.#include

3.#include

4.#include

5.#include

6.#define MaxUser 100 //定义最大MDF主目录文件 

7.#define MaxDisk 512*1024 //模拟最大磁盘空间 

8.#define commandAmount 12 //对文件操作的指令数 

9.//存储空间管理有关结构体和变量 

10.char disk[MaxDisk]; //模拟512K的磁盘存储空间 

11.typedef struct distTable //磁盘块结构体 

12.{ 

13.int maxlength; 

14.int start; 

15.int useFlag; 

16.distTable *next; 

17.}diskNode; 

18.diskNode *diskHead; 

19.struct fileTable //文件块结构体 

20.{ 

21.char fileName[10]; 

22.int strat; //文件在磁盘存储空间的起始地址 

23.int length; //文件内容长度 

24.int maxlength; //文件的最大长度 

25.char fileKind[3]; //文件的属性——读写方式 

26.struct tm *timeinfo; 

27.bool openFlag; //判断是否有进程打开了该文件 

28.//fileTable *next; 

29.}; 

30.

31.//两级目录结构体 

32.typedef struct user_file_directory //用户文件目录文件UFD 

33.{ 

34.//char fileName[10]; 

35.fileTable *file; 

36.user_file_directory *next; 

37.}UFD; 

38.//UFD *headFile; 

39.typedef struct master_file_directory //主文件目录MFD 

40.{ 

41.char userName[10]; 

42.char password[10]; 

43.UFD *user; 

44.}MFD; 

45.MFD userTable[MaxUser]; 

46.int used=0; //定义MFD目录中用已有的用户数 

47.

48.//文件管理 

49.void fileCreate(char fileName[],int length,char fileKind[]); //创建文件 

50.void fileWrite(char fileName[]); //写文件 

51.void fileCat(char fileName[]); //读文件 

52.void fileRen(char fileName[],char rename[]); //重命名文件 

53.void fileFine(char fileName[]); //查询文件 

54.void fileDir(char UserName[]); //显示某一用户的所有文件 

55.void fileClose(char fileName[]); //关闭已打开的文件 

56.void fileDel(char fileName[]); //删除文件 

57.void chmod(char fileName[],char kind[]); //修改文件的读写方式 

58.int requestDist(int &startPostion,int maxLength); //磁盘分配查询 

59.void initDisk(); //初始化磁盘 

60.void freeDisk(int startPostion); //磁盘空间释放 

61.void diskShow(); //显示磁盘使用情况 

62.

63.//用户管理 

.void userCreate(); 

65.int login(); 

66.int userID=-1; //用户登录的ID号，值为-1时表示没有用户登录 

67.

68.int main() 

69.{ 

70.char order[commandAmount][10]; 

71.strcpy(order[0],"create"); 

72.strcpy(order[1],"rm"); 

73.strcpy(order[2],"cat"); 

74.strcpy(order[3],"write"); 

75.strcpy(order[4],"fine"); 

76.strcpy(order[5],"chmod"); 

77.strcpy(order[6],"ren"); 

78.strcpy(order[7],"dir"); 

79.strcpy(order[8],"close"); 

80.strcpy(order[9],"return"); 

81.strcpy(order[10],"exit"); 

82.strcpy(order[11],"df"); 

83.char command[50],command_str1[10],command_str2[10],command_str3[5],command_str4[3]; 

84.int i,k,j; 

85.int length; 

86.initDisk(); //初始化磁盘 

87.for(i=0;i88.{ 

.userTable[i].user=(UFD *)malloc(sizeof(UFD)); 

90.userTable[i].user->next=NULL;

91.} 

92.while(1) 

93.{ 

94.printf("********************************************/n"); 

95.printf(" 1、Creat user/n"); 

96.printf(" 2、login/n"); 

97.printf("********************************************/n"); 

98.printf("Please chooce the function key:>");

99.int choice; 

100.scanf("%d",&choice); 

101.if(choice==1) userCreate(); 

102.else if(choice==2) userID=login(); 

103.else printf("您的输入有误，请重新选择/n"); 

104.while(userID!=-1) 

105.{ 

106.fflush(stdin); 

107.printf("———————————————————————————————————————/n"); 

108.printf(" create-创建 格式：create a1 1000 rw,将创建名为a1,长度为1000字节可读可写的文件/n"); 

109.printf(" rm-删除 格式：rm a1,将删除名为a1的文件/n"); 

110.printf(" cat-查看文件内容 格式：cat a1,显示a1的内容/n"); 

111.printf(" write-写入 格式：write a1/n"); 

112.printf(" fine-查询 格式：fine a1 ,将显示文件 a1的属性/n"); 

113.printf(" chmod-修改 格式：chmod a1 r,将文件a1的权限改为只读方式/n"); 

114.printf(" ren-重命名 格式：ren a1 b1 ,将a1改名为b1/n"); 

115.printf(" dir-显示文件 格式：dir aaa,将显示aaa用户的所有文件/n"); 

116.printf(" df-显示磁盘空间使用情况 格式：df/n"); 

117.printf(" close-关闭文件 格式：close a1,将关闭文件a1/n"); 

118.printf(" return-退出用户，返回登录界面/n"); 

119.printf(" exit-退出程序/n"); 

120.printf("————————————————————————————————————————/n"); 

121.printf("please imput your command:>");

122.gets(command); 

123.int select; 

124.for(i=0;command[i]!=' '&&command[i]!='/0';i++) //command_str1字符串存储命令的操作类型 

125.command_str1[i]=command[i]; 

126.k=i; 

127.command_str1[k]='/0'; 

128.for(i=0;i129.{ 

130.if(!strcmp(command_str1,order[i])) 

131.{ 

132.select=i; 

133.break; 

134.} 

135.} 

136.if(i==commandAmount) 

137.{ 

138.printf("您输入的命令有误，请重新输入/n"); 

139.continue; 

140.} 

141.for(i=k+1,k=0;command[i]!=' '&&command[i]!='/0';i++,k++) //commmand_str2字符串存储文件名或用户名 

142.command_str2[k]=command[i]; 

143.command_str2[k]='/0'; 

144.k=i; 

145.switch(select) 

146.{ 

147.case 0:for(i=k+1,k=0;command[i]!=' ';i++,k++) 

148.command_str3[k]=command[i]; 

149.command_str3[k]='/0'; 

150.k=i; 

151.j=1; 

152.length=0; //初始化文件长度 

153.for(i=strlen(command_str3)-1;i>=0;i--) //把字符串转换为十进制 

154.{ 

155.length+=(command_str3[i]-48)*j; 

156.j*=10; 

157.} 

158.for(i=k+1,k=0;command[i]!=' '&&command[i]!='/0';i++,k++) 

159.command_str4[k]=command[i]; 

160.command_str4[k]='/0'; 

161.fileCreate(command_str2,length,command_str4);break; 

162.case 1:fileDel(command_str2);break; 

163.case 2:fileCat(command_str2);break; 

1.case 3: 

165.fileWrite(command_str2);break; 

166.case 4:fileFine(command_str2);break; 

167.case 5:for(i=k+1,k=0;command[i]!=' '&&command[i]!='/0';i++,k++) 

168.command_str3[k]=command[i]; 

169.command_str3[k]='/0'; 

170.chmod(command_str2,command_str3);break; 

171.case 6:for(i=k+1,k=0;command[i]!='/0';i++,k++) 

172.command_str3[k]=command[i]; 

173.command_str3[k]='/0'; 

174.fileRen(command_str2,command_str3);break; 

175.case 7:fileDir(command_str2);break; 

176.case 8:fileClose(command_str2);break; 

177.case 9:UFD *p; 

178.for(p=userTable[userID].user->next;p!=NULL;p=p->next) //退出用户之前关闭所有打的文件 

179.if(p->file->openFlag)

180.p->file->openFlag=false;

181.system("cls"); 

182.userID=-1;break; 

183.case 10:exit(0);break; 

184.case 11:diskShow();break; 

185.} 

186.} 

187.} 

188.return 0; 

1.} 

190.

191.void userCreate() 

192.{ 

193.char c; 

194.char userName[10]; 

195.int i; 

196.if(used197.{ 

198.printf("请输入用户名："); 

199.for(i=0;c=getch();i++) 

200.{ 

201.if(c==13) break; 

202.else 

203.userName[i]=c; 

204.printf("%c",c); 

205.} 

206.userName[i]='/0'; 

207.for(i=0;i208.{ 

209.if(!strcmp(userTable[i].userName,userName)) 

210.{ 

211.printf("/n"); 

212.printf("该用户名已存在,创建用户失败/n"); 

213.system("pause"); 

214.return; 

215.} 

216.} 

217.strcpy(userTable[used].userName,userName); 

218.printf("/n"); 

219.printf("请输入密码："); 

220.for(i=0;c=getch();i++) 

221.{ 

222.if(c==13) break; 

223.else 

224.userTable[used].password[i]=c; 

225.printf("*"); 

226.} 

227.userTable[userID].password[i]='/0'; 

228.printf("/n"); 

229.printf("创建用户成功/n"); 

230.used++; 

231.system("pause"); 

232.} 

233.else 

234.{ 

235.printf("创建用户失败，用户已达到上限/n"); 

236.system("pause"); 

237.} 

238.fflush(stdin); 

239.} 

240.

241.int login() 

242.{ 

243.char name[10],psw[10]; 

244.char c; 

245.int i,times; 

246.printf("请输入用户名:"); 

247.for(i=0;c=getch();i++) 

248.{ 

249.if(c==13) break; 

250.else 

251.name[i]=c; 

252.printf("%c",c); 

253.} 

254.name[i]='/0'; 

255.for(i=0;i256.{ 

257.if(!strcmp(userTable[i].userName,name)) 

258.break; 

259.} 

260.if(i==used) 

261.{ 

262.printf("/n您输入的用户名不存在/n"); 

263.system("pause"); 

2.return -1; 

265.} 

266.for(times=0;times<3;times++)

267.{ 

268.memset(psw,'/0',sizeof(psw)); 

269.printf("/n请输入密码:"); 

270.for(i=0;c=getch();i++) 

271.{ 

272.if(c==13) break; 

273.else 

274.psw[i]=c; 

275.printf("*"); 

276.} 

277.printf("/n"); 

278.for(i=0;i279.{ 

280.if(!strcmp(psw,userTable[i].password)) 

281.{ 

282.printf("用户登录成功/n"); 

283.system("pause"); 

284.break; 

285.} 

286.} 

287.if(i==used) 

288.{ 

2.printf("您输入的密码错误，您还有%d次输入机会/n",2-times); 

290.if(times==2) exit(0); 

291.} 

292.else break; 

293.} 

294.fflush(stdin); 

295.return i; 

296.} 

297.

298.void initDisk() 

299.{ 

300.diskHead=(diskNode *)malloc(sizeof(diskNode)); 

301.diskHead->maxlength=MaxDisk;

302.diskHead->useFlag=0;

303.diskHead->start=0;

304.diskHead->next=NULL;

305.} 

306.int requestDist(int &startPostion,int maxLength) 

307.{ 

308.int flag=0; //标记是否分配成功 

309.diskNode *p,*q,*temp; 

310.p=diskHead; 

311.while(p) 

312.{ 

313.if(p->useFlag==0&&p->maxlength>maxLength)

314.{ 

315.startPostion=p->start;

316.q=(diskNode *)malloc(sizeof(diskNode)); 

317.q->start=p->start;

318.q->maxlength=maxLength;

319.q->useFlag=1;

320.q->next=NULL;

321.diskHead->start=p->start+maxLength;

322.diskHead->maxlength=p->maxlength-maxLength;

323.flag=1; 

324.temp=p; 

325.if(diskHead->next==NULL) diskHead->next=q;

326.else 

327.{ 

328.while(temp->next) temp=temp->next;

329.temp->next=q;

330.} 

331.break; 

332.} 

333.p=p->next;

334.} 

335.return flag; 

336.} 

337.

338.void fileCreate(char fileName[],int length,char fileKind[]) 

339.{ 

340.//int i,j; 

341.time_t rawtime; 

342.int startPos; 

343.UFD *fileNode,*p; 

344.for(p=userTable[userID].user->next;p!=NULL;p=p->next)

345.{ 

346.if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))

347.{ 

348.printf("文件重名，创建文件失败/n"); 

349.system("pause"); 

350.return; 

351.} 

352.} 

353.if(requestDist(startPos,length)) 

354.{ 

355.fileNode=(UFD *)malloc(sizeof(UFD)); 

356.fileNode->file=(fileTable *)malloc(sizeof(fileTable)); //这一步必不可少，因为fileNode里面的指针也需要申请地址，否则fileNode->file指向会出错 

357.strcpy(fileNode->file->fileName,fileName);

358.strcpy(fileNode->file->fileKind,fileKind);

359.fileNode->file->maxlength=length;

360.fileNode->file->strat=startPos;

361.fileNode->file->openFlag=false;

362.time(&rawtime); 

363.fileNode->file->timeinfo=localtime(&rawtime);

3.fileNode->next=NULL;

365.if(userTable[userID].user->next==NULL)

366.userTable[userID].user->next=fileNode;

367.else 

368.{ 

369.p=userTable[userID].user->next;

370.while(p->next) p=p->next;

371.p->next=fileNode;

372.} 

373.printf("创建文件成功/n"); 

374.system("pause"); 

375.} 

376.else 

377.{ 

378.printf("磁盘空间已满或所创建文件超出磁盘空闲容量，磁盘空间分配失败/n"); 

379.system("pause"); 

380.} 

381.} 

382.

383.void freeDisk(int startPostion) 

384.{ 

385.diskNode *p; 

386.for(p=diskHead;p!=NULL;p=p->next)

387.{ 

388.if(p->start==startPostion)

3.break; 

390.} 

391.p->useFlag=false;

392.} 

393.

394.void fileDel(char fileName[]) 

395.{ 

396.UFD *p,*q,*temp; 

397.q=userTable[userID].user; 

398.p=q->next;

399.while(p) 

400.{ 

401.if(!strcmp(p->file->fileName,fileName)) break;

402.else 

403.{ 

404.p=p->next;

405.q=q->next;

406.} 

407.} 

408.if(p) 

409.{ 

410.if(p->file->openFlag!=true) //先判断是否有进程打开该文件 

411.{ 

412.temp=p; 

413.q->next=p->next;

414.freeDisk(temp->file->strat); //磁盘空间回收 

415.free(temp); 

416.printf("文件删除成功/n"); 

417.system("pause"); 

418.} 

419.else 

420.{ 

421.printf("该文件已被进程打开,删除失败/n"); 

422.system("pause"); 

423.} 

424.} 

425.else 

426.{ 

427.printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确/n"); 

428.system("pause"); 

429.} 

430.} 

431.

432.void fileCat(char fileName[]) 

433.{ 

434.int startPos,length; 

435.int k=0; 

436.UFD *p,*q; 

437.q=userTable[userID].user; 

438.for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)

439.{ 

440.if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))

441.break; 

442.} 

443.if(p) 

444.{ 

445.startPos=p->file->strat;

446.length=p->file->length;

447.p->file->openFlag=true; //文件打开标记 

448.printf("*****************************************************/n"); 

449.for(int i=startPos;k450.{ 

451.if(i%50==0) printf("/n"); //一行大于50个字符换行 

452.printf("%c",disk[i]); 

453.} 

454.printf("/n/n*****************************************************/n"); 

455.printf("%s已被read进程打开,请用close命令将其关闭/n",p->file->fileName);

456.system("pause"); 

457.} 

458.else 

459.{ 

460.printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确/n"); 

461.system("pause"); 

462.} 

463.} 

4.

465.void fileWrite(char fileName[]) 

466.{ 

467.UFD *p,*q; 

468.q=userTable[userID].user; 

469.int i,k,startPos; 

470.for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)

471.{ 

472.if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))

473.break; 

474.} 

475.if(p) 

476.{ 

477.if(!strcmp(p->file->fileKind,"r")) //判断文件类型 

478.{ 

479.printf("该文件是只读文件,写入失败/n"); 

480.system("pause"); 

481.return; 

482.} 

483.char str[500]; 

484.printf("please input content:/n"); 

485.gets(str); 

486.startPos=p->file->strat;

487.p->file->openFlag=true; //文件打开标记 

488.p->file->length=strlen(str);

4.if(p->file->length>p->file->maxlength)

490.{ 

491.printf("写入字符串长度大于该文件的总长度,写入失败/n"); 

492.system("pause"); 

493.return; 

494.} 

495.for(i=startPos,k=0;k<(int)strlen(str);i++,k++) 

496.disk[i]=str[k]; 

497.printf("文件写入成功,请用close命令将该文件关闭/n"); 

498.system("pause"); 

499.} 

500.else 

501.{ 

502.printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确/n"); 

503.system("pause"); 

504.} 

505.} 

506.

507.void fileFine(char fileName[]) 

508.{ 

509.UFD *p,*q; 

510.q=userTable[userID].user; 

511.for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)

512.{ 

513.if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))

514.break; 

515.} 

516.if(p) 

517.{ 

518.printf("********************************************/n"); 

519.printf("文件名：%s/n",p->file->fileName);

520.printf("文件长度：%d/n",p->file->maxlength);

521.printf("文件在存储空间的起始地址：%d/n",p->file->strat);

522.printf("文件类型：%s/n",p->file->fileKind);

523.printf("创建时间：%s/n",asctime(p->file->timeinfo));

524.printf("********************************************/n"); 

525.system("pause"); 

526.} 

527.else 

528.{ 

529.printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确/n"); 

530.system("pause"); 

531.} 

532.} 

533.

534.void chmod(char fileName[],char kind[]) 

535.{ 

536.UFD *p,*q; 

537.q=userTable[userID].user; 

538.for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)

539.{ 

540.if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))

541.break; 

542.} 

543.if(p) 

544.{ 

545.strcpy(p->file->fileKind,kind);

546.printf("修改文件类型成功/n"); 

547.system("pause"); 

548.} 

549.else 

550.{ 

551.printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确/n"); 

552.system("pause"); 

553.} 

554.} 

555.

556.void fileRen(char fileName[],char name[]) 

557.{ 

558.UFD *p,*q; 

559.q=userTable[userID].user; 

560.for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)

561.{ 

562.if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))

563.break; 

5.} 

565.if(p) 

566.{ 

567.while(q->next)

568.{ 

569.if(!strcmp(q->next->file->fileName,name))

570.{ 

571.printf("您输入的文件名已存在,重命名失败/n"); 

572.system("pause"); 

573.return; 

574.} 

575.q=q->next;

576.} 

577.strcpy(p->file->fileName,name);

578.printf("重命名成功/n"); 

579.system("pause"); 

580.} 

581.else 

582.{ 

583.printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确/n"); 

584.system("pause"); 

585.} 

586.} 

587.

588.void fileDir(char userName[]) 

5.{ 

590.UFD *p; 

591.int i,k; 

592.for(i=0;i593.{ 

594.if(!strcmp(userTable[i].userName,userName)) 

595.{ 

596.k=i;break; 

597.} 

598.} 

599.if(i==MaxUser) 

600.{ 

601.printf("没有找到该用户，请检查输入用户名是否正确/n"); 

602.system("pause"); 

603.return; 

604.} 

605.else 

606.{ 

607.p=userTable[k].user->next;

608.printf("********************************************************************************/n"); 

609.printf("文件名 文件长度 文件在磁盘的起始地址 文件类型 创建时间/n"); 

610.for(;p!=NULL;p=p->next)

611.printf("%s %d %d %s %s",p->file->fileName,

612.p->file->maxlength,p->file->strat,p->file->fileKind,asctime(p->file->timeinfo));

613.printf("********************************************************************************/n"); 

614.system("pause"); 

615.} 

616.} 

617.

618.void diskShow() 

619.{ 

620.diskNode *p; 

621.int i=0,unusedDisk=0; 

622.printf("***************************************************************************/n"); 

623.printf(" 盘块号 起始地址 容量(bit) 是否已被使用/n"); 

624.for(p=diskHead;p!=NULL;p=p->next,i++)

625.{ 

626.if(p->useFlag==false) unusedDisk+=p->maxlength;

627.printf(" %d %d %d %d /n",i,p->start,p->maxlength,p->useFlag);

628.} 

629.printf("***************************************************************************/n"); 

630.printf("磁盘空间总容量：512*1024bit 已使用：%dbit 末使用：%dbit/n/n",MaxDisk-unusedDisk, 

631.unusedDisk); 

632.system("pause"); 

633.} 

634.

635.void fileClose(char fileName[]) 

636.{ 

637.UFD *p,*q; 

638.q=userTable[userID].user; 

639.for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)

0.{ 

1.if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))

2.break; 

3.} 

4.if(p) 

5.{ 

6.p->file->openFlag=false;

7.printf("%s文件已关闭/n",p->file->fileName);

8.system("pause"); 

9.} 

650.else 

651.{ 

652.printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确/n"); 

653.system("pause"); 

654.} 

655.}