操作系统实验——文件系统拓展实验

实验要求：

对【程序5_9】进行扩展，要求参数为目录名，且其下至少有三层目录，分别用深度遍历及广度遍历两种方法对此目录进行遍历，输出此目录下所有文件的大小及修改时间。

 

一．题目名称  

        文件系统扩展实验

二．问题描述

        分别使用深度遍历和广度遍历两种方法对目录进行遍历，然后输出在目录下的所有文件，以及他们的修改时间，切目录至少有三层。

三．问题分析

        深度遍历：就是每次搜索一个文件夹，当遇到文件夹时，继续搜索此文件夹，当一直往下到没有搜索的文件夹时，返回上一层搜索。遇到普通文件就输出文件大小和最后修改的时间，并返回上一层。

        广度遍历：每次遍历完同一层次的所有文件，遇到普通文件输出文件的大小和最后的修改时间，遍历完以后再进入下一层，全部遍历完遂结束。

四．解决方案

DFS：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <ctype.h>
#include <dirent.h>
#include <string.h>

struct stat statbuf;
struct dirent* direntp;
DIR* dirp;
char dirbuf[512];

// 递归遍历目录和文件
static void dfs(const char* filename)
{
    char tempbuf[512];
    DIR* tempdirp;

    // 复制文件名到临时缓冲区
    strcpy(tempbuf, filename);

    // 读取文件状态，若读取失败，输出错误信息
    if (stat(tempbuf, &statbuf) == -1) {
        printf("获取 %s 的状态失败：%s\n", tempbuf, strerror(errno));
        return;
    }

    // 判断是否是目录文件
    if (S_ISDIR(statbuf.st_mode)) {
        // 如果是目录文件，打开目录，并将打开的目录文件信息存储在 tempdirp 中
        if ((tempdirp = opendir(tempbuf)) == NULL) {
            // 目录打开失败，输出错误信息并退出
            printf("打开目录 %s 失败：%s\n", tempbuf, strerror(errno));
            exit(1);
        }

        char iterbuf[512]; // 用于存放子目录名

        // 读取目录中的文件和子目录
        while ((direntp = readdir(tempdirp)) != NULL) {
            // 如果是“..”或“.”需要跳过
            if (strcmp(direntp->d_name, "..") == 0 || strcmp(direntp->d_name, ".") == 0)
                continue;

            // 生成子目录路径
            memset(iterbuf, 0, sizeof(iterbuf));
            strcpy(iterbuf, tempbuf);
            strcat(iterbuf, "/");
            strcat(iterbuf, direntp->d_name);

            // 复制生成的子目录路径到全局缓冲区
            memset(dirbuf, 0, sizeof(dirbuf));
            strcpy(dirbuf, iterbuf);

            // 递归遍历子目录
            dfs(dirbuf);
        }

        closedir(tempdirp); // 关闭目录
    } else if (S_ISREG(statbuf.st_mode)) {
        // 判断是否是普通文件
        printf("%s\t 大小：%ld 字节\t修改时间：%s", tempbuf, statbuf.st_size, ctime(&statbuf.st_mtime));
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2) {
        // 输出用法信息
        printf("用法：%s 文件名\n\a", argv[0]);
        exit(1);
    }

    // 调用递归函数遍历目录和文件
    dfs(argv[1]);

    closedir(dirp); // 关闭目录
    return 0;
}

BFS：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

char path[1024];
struct dirent *direntp;
DIR *dirp;

// 获取文件大小和最后修改时间
static int get_file_size_time(const char *filename) {
    struct stat stabuf;
    // 获取filename的stat
    if (stat(filename, &stabuf) == -1) {
        printf("获取文件状态失败：%s\n", filename);
        return -1;
    }
    // 判断是否为目录文件
    if (S_ISDIR(stabuf.st_mode))
        return 1;
    // 是否为普通文件
    if (S_ISREG(stabuf.st_mode))
        printf("%s：大小 %ld 字节\t修改时间：%s", filename, stabuf.st_size, ctime(&stabuf.st_mtime));
    // 输出文件的大小和最后修改时间
    return 0;
}

// 广度优先搜索遍历文件系统
void bfs(const char *name) {
    // 初始化队列，队列保存每个目录的状态
    char queue[1000][1024];
    int front = 0, rear = 0;
    strcpy(queue[rear++], name);

    // 距离数组，记录每个目录的深度
    int depth[1000] = {0};

    while (front < rear) {
        // 取出队头
        const char *t = queue[front++];

        // 打开目录的信息放置dirp中
        if ((dirp = opendir(t)) == NULL) {
            printf("打开目录失败：%s\n", t);
            exit(1);
        }

        while ((direntp = readdir(dirp)) != NULL) {
            strcpy(path, t);
            strcat(path, "/");
            strcat(path, direntp->d_name);

            int ans = get_file_size_time(path);
            if (ans == -1) {
                break;
            } else if (ans == 1) {
                if ((strcmp(direntp->d_name, ".") != 0) && (strcmp(direntp->d_name, "..") != 0)) {
                    strcpy(queue[rear], path);
                    rear++;
                    depth[rear] = depth[front] + 1; // 更新深度
                }
            }
        }
        closedir(dirp);
    }
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "用法：%s 目标路径\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    bfs(argv[1]);

    exit(1);
}

五．实验结果

        文件结构：

---

DFS：

BFS：