C语言实现简单文件系统模拟

简介

本代码示例使用 C 语言模拟了一个简单的文件系统。它展示了如何使用结构体和函数来表示和管理文件和目录。

代码结构

代码主要包含以下几个部分：

• 数据结构定义: 定义了表示文件、目录和文件系统的结构体 File、Directory 和 FileSystem。
• 函数定义: 定义了用于打印文件、目录和文件系统信息的函数，以及用于查找、添加和删除文件和目录的函数。
• 主函数: 演示了如何使用定义的函数创建文件系统、添加文件和目录、删除文件和目录，并打印文件系统的内容。

代码示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_FILENAME_LENGTH 100
#define MAX_FILE_COUNT 100
#define MAX_DIR_COUNT 100

typedef struct {
    char name[MAX_FILENAME_LENGTH];
    int size;
} File;

typedef struct {
    char name[MAX_FILENAME_LENGTH];
    int file_count;
    File files[MAX_FILE_COUNT];
} Directory;

typedef struct {
    int dir_count;
    Directory dirs[MAX_DIR_COUNT];
} FileSystem;

void print_file(File file) {
    printf('%s (%d bytes)\n', file.name, file.size);
}

void print_directory(Directory dir) {
    printf('%s:\n', dir.name);
    for (int i = 0; i < dir.file_count; i++) {
        printf('  ');
        print_file(dir.files[i]);
    }
}

void print_filesystem(FileSystem fs) {
    for (int i = 0; i < fs.dir_count; i++) {
        print_directory(fs.dirs[i]);
    }
}

int find_directory(FileSystem fs, char* name) {
    for (int i = 0; i < fs.dir_count; i++) {
        if (strcmp(fs.dirs[i].name, name) == 0) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

int find_file(Directory dir, char* name) {
    for (int i = 0; i < dir.file_count; i++) {
        if (strcmp(dir.files[i].name, name) == 0) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

void add_directory(FileSystem* fs, char* name) {
    if (fs->dir_count >= MAX_DIR_COUNT) {
        printf('Error: Maximum directory count reached.\n');
        return;
    }
    int index = find_directory(*fs, name);
    if (index != -1) {
        printf('Error: Directory already exists.\n');
        return;
    }
    Directory dir;
    strcpy(dir.name, name);
    dir.file_count = 0;
    fs->dirs[fs->dir_count] = dir;
    fs->dir_count++;
}

void add_file(FileSystem* fs, char* dir_name, char* name, int size) {
    int dir_index = find_directory(*fs, dir_name);
    if (dir_index == -1) {
        printf('Error: Directory not found.\n');
        return;
    }
    Directory* dir = &fs->dirs[dir_index];
    if (dir->file_count >= MAX_FILE_COUNT) {
        printf('Error: Maximum file count reached.\n');
        return;
    }
    int index = find_file(*dir, name);
    if (index != -1) {
        printf('Error: File already exists.\n');
        return;
    }
    File file;
    strcpy(file.name, name);
    file.size = size;
    dir->files[dir->file_count] = file;
    dir->file_count++;
}

void remove_directory(FileSystem* fs, char* name) {
    int index = find_directory(*fs, name);
    if (index == -1) {
        printf('Error: Directory not found.\n');
        return;
    }
    for (int i = index; i < fs->dir_count - 1; i++) {
        fs->dirs[i] = fs->dirs[i + 1];
    }
    fs->dir_count--;
}

void remove_file(FileSystem* fs, char* dir_name, char* name) {
    int dir_index = find_directory(*fs, dir_name);
    if (dir_index == -1) {
        printf('Error: Directory not found.\n');
        return;
    }
    Directory* dir = &fs->dirs[dir_index];
    int index = find_file(*dir, name);
    if (index == -1) {
        printf('Error: File not found.\n');
        return;
    }
    for (int i = index; i < dir->file_count - 1; i++) {
        dir->files[i] = dir->files[i + 1];
    }
    dir->file_count--;
}

int main() {
    FileSystem fs;
    fs.dir_count = 0;

    add_directory(&fs, 'Documents');
    add_directory(&fs, 'Pictures');
    add_directory(&fs, 'Music');

    add_file(&fs, 'Documents', 'report.txt', 1024);
    add_file(&fs, 'Pictures', 'vacation.jpg', 2048);
    add_file(&fs, 'Music', 'song.mp3', 4096);

    printf('Initial filesystem:\n');
    print_filesystem(fs);

    remove_file(&fs, 'Pictures', 'vacation.jpg');

    printf('Filesystem after removing vacation.jpg:\n');
    print_filesystem(fs);

    remove_directory(&fs, 'Music');

    printf('Filesystem after removing Music directory:\n');
    print_filesystem(fs);

    return 0;
}

总结

该代码示例提供了一个简单易懂的 C 语言文件系统模拟程序，可以帮助理解文件系统的基本概念和操作。你可以根据自己的需要扩展该程序，例如添加更多文件操作或实现更复杂的文件系统结构。