python--文件管理系统

文件系统管理项目说明文档

项目说明

  • 基本任务

    • 在内存中开辟一个空间作为文件存储器,在其上实现一个简单的文件系统
    • 退出这个文件系统时,需要该文件系统的内容保存到磁盘上,以便下次可以将其回复到内存中来
  • 具体要求

    • 文件存储空间管理可采取链接结构(如FAT文件系统中的显式链接等)或者其他学过的方法
    • 空闲空间管理可采用位图或者其他方法
    • 文件目录采用多级目录结构,目录项目中应包含:文件名、物理地址、长度等信息
    • 需提供格式化,创建子目录,删除子目录,显示目录,更改当前目录,创建文件,打开文件,关闭文件,写文件,读文件,删除文件等操作

功能实现

各部分组件说明

  • 顶部菜单栏,提供了所有文件操作,包括格式化,保存,增加/删除/重命名和关于,教程

    python--文件管理系统_第1张图片

  • 上方地址栏显示当前选中文件/文件夹绝对路径

python--文件管理系统_第2张图片

  • 左侧文件目录,以树状结构展示文件架构

    python--文件管理系统_第3张图片

  • 右侧文本编辑框,实时显示选中文件的内容,修改后点击下方SAVE按钮可保存

python--文件管理系统_第4张图片

  • 下方脚注显示当前选中文件/文件夹的信息

在这里插入图片描述

  • 右键显示菜单

python--文件管理系统_第5张图片

实现原理

  1. 构建一个FileSystem类(见file_system_components.py,可以模拟文件系统的各种操作,其中:

    • 文件块用FCB类表示,存储其名称、长度、创建时间、修改时间
    • 磁盘存储用Disk类表示
    • 文件组织方式采用链接方式中的FAT方法。代码中构建了一个FAT类,以存储文件的链表存储结构。
    • 空闲区间用位图存储,以FreeSpace类表示
    • 多级目录用FileTree表示,其中:
      • FileTreeNode为多级目录中的文件夹结点
      • 多级目录中的文件结点直接为FCB,且一定为叶节点
  2. 增加文件时,增加FCB块,并加入到FileTree中;写入时,额外写入到磁盘Disk中,同时将FreeSpace中对应位置赋值0:

    cur_index = FAT_END
    
    while data != "":
        next_index = self.find_free_index()
        if next_index == -1:
            raise AssertionError("don't have enough space!!")
            if cur_index == FAT_END:
                fcb.start_address = next_index
                else:
                    self.fat.table[cur_index] = next_index
    
                    self.disk[next_index] = data[:BLOCK_SIZE]
                    data = data[BLOCK_SIZE:]
                    self.free_space.bitmap[next_index] = SPACE_OCCUPY
    
                    cur_index = next_index
                    self.fat.table[cur_index] = FAT_END
    

    删除文件同理:

    cursor = fcb.start_address
    if cursor is not None:
        while cursor != FAT_END:
            self.disk[cursor] = ""
            self.free_space.bitmap[cursor] = SPACE_FREE
    
            next_position = self.fat.table[cursor]
            self.fat.table[cursor] = SPACE_FREE
    
            cursor = next_position
    
  3. 构建对应的UI,并用PyQt中的QTreeView模拟左侧的树结构,每次操作后更新QTreeView中的model

运行方法

  • 直接运行
    已经通过pyinstaller生成了Windows上的可执行文件。
    在Windows系统上点击file_system_main.exe,即可运行程序

  • 编译运行

    • Python version:3.8

    • 安装PyQt5和qt-material(用来应用本程序所需的UI样式)和bitarray(用位图表示剩余空间)

      pip install PyQt5
      pip install qt-material
      pip install bitarray
      
    • 运行源码

      python file_system_main.py
      

运行截图

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python--文件管理系统_第8张图片

项目总结

项目亮点

  • 采用PyQt5进行图形化开发,并应用qt-material,增加较多图标,较为美观
  • 提供了菜单栏工具和右键选择菜单两种操作方式

改进方向

  • 未来可以尝试采用别的文件管理策略

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