C++实现含权限保护的二级文件系统：从设计到代码全解析

为了实现上述需求，我们可以设计一个简单的文件系统。以下是C++代码实现： ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <string> #include <unordered_map> // 文件保护码 enum Protection { READ = 1 << 2, // 0100 WRITE = 1 << 1, // 0010 EXECUTE = 1 << 0 // 0001 }; // 文件结构体 struct File { std::string name; int protectionCode; int length; int readPointer; int writePointer; File(std::string name, int protectionCode, int length) : name(name), protectionCode(protectionCode), length(length), readPointer(0), writePointer(0) {} }; // 用户文件目录 (UFD) struct UserFileDirectory { std::string username; std::vector<File> files; UserFileDirectory(std::string username) : username(username) {} }; // 主文件目录 (MFD) class MasterFileDirectory { private: std::unordered_map<std::string, UserFileDirectory*> mfd; public: void createUser(const std::string& username) { if (mfd.find(username) == mfd.end()) { mfd[username] = new UserFileDirectory(username); } else { std::cout << "User already exists." << std::endl; } } UserFileDirectory* getUser(const std::string& username) { if (mfd.find(username) != mfd.end()) { return mfd[username]; } else { std::cout << "User not found." << std::endl; return nullptr; } } void createFile(const std::string& username, const std::string& filename, int protectionCode, int length) { UserFileDirectory* ufd = getUser(username); if (ufd) { ufd->files.push_back(File(filename, protectionCode, length)); } } void deleteFile(const std::string& username, const std::string& filename) { UserFileDirectory* ufd = getUser(username); if (ufd) { for (auto it = ufd->files.begin(); it != ufd->files.end(); ++it) { if (it->name == filename) { ufd->files.erase(it); return; } } std::cout << "File not found." << std::endl; } } ~MasterFileDirectory() { for (auto& pair : mfd) { delete pair.second; } } }; // 打开文件目录 (AFD) class ActiveFileDirectory { private: File* currentFile; public: ActiveFileDirectory() : currentFile(nullptr) {} bool openFile(UserFileDirectory* ufd, const std::string& filename) { if (currentFile) { std::cout << "A file is already open. Close it first." << std::endl; return false; } for (auto& file : ufd->files) { if (file.name == filename) { currentFile = &file; return true; } } std::cout << "File not found." << std::endl; return false; } void closeFile() { currentFile = nullptr; } bool hasPermission(int permission) { if (currentFile) { return (currentFile->protectionCode & permission) == permission; } return false; } void readFile(int bytes) { if (!hasPermission(READ)) { std::cout << "Read permission denied." << std::endl; return; } if (currentFile->readPointer + bytes > currentFile->length) { bytes = currentFile->length - currentFile->readPointer; } std::cout << "Reading " << bytes << " bytes from " << currentFile->name << std::endl; currentFile->readPointer += bytes; } void writeFile(int bytes) { if (!hasPermission(WRITE)) { std::cout << "Write permission denied." << std::endl; return; } if (currentFile->writePointer + bytes > currentFile->length) { bytes = currentFile->length - currentFile->writePointer; } std::cout << "Writing " << bytes << " bytes to " << currentFile->name << std::endl; currentFile->writePointer += bytes; } }; int main() { MasterFileDirectory mfd; ActiveFileDirectory afd; mfd.createUser("user1"); mfd.createFile("user1", "file1", READ | WRITE, 100); mfd.createFile("user1", "file2", READ, 200); UserFileDirectory* ufd = mfd.getUser("user1"); if (afd.openFile(ufd, "file1")) { afd.readFile(50); afd.writeFile(30); afd.closeFile(); } if (afd.openFile(ufd, "file2")) { afd.readFile(50); afd.writeFile(30); // This should be denied afd.closeFile(); } mfd.deleteFile("user1", "file1"); return 0; } ``` 代码说明 1. 文件保护码：使用枚举 `Protection` 定义了读、写、执行的权限。 2. 文件结构体：定义了文件的基本属性，包括名称、保护码、长度以及读写指针。 3. 用户文件目录 (UFD)：存储了用户的文件列表。 4. 主文件目录 (MFD)：管理所有用户的文件目录，提供了创建用户、创建文件、删除文件等操作。 5. 打开文件目录 (AFD)：管理当前打开的文件，提供了打开、关闭、读取、写入等操作，并检查权限。 功能说明 - 创建用户：通过 `createUser` 方法创建新用户。 - 创建文件：通过 `createFile` 方法为指定用户创建文件。 - 删除文件：通过 `deleteFile` 方法删除指定用户的文件。 - 打开文件：通过 `openFile` 方法打开文件，检查是否已经有文件打开。 - 关闭文件：通过 `closeFile` 方法关闭当前打开的文件。 - 读取文件：通过 `readFile` 方法读取文件内容，检查读权限。 - 写入文件：通过 `writeFile` 方法写入文件内容，检查写权限。 运行示例 1. 创建用户 `user1`。 2. 为 `user1` 创建两个文件 `file1` 和 `file2`，其中 `file1` 有读写权限，`file2` 只有读权限。 3. 打开 `file1`，读取 50 字节，写入 30 字节，然后关闭。 4. 打开 `file2`，读取 50 字节，尝试写入 30 字节（应被拒绝），然后关闭。 5. 删除 `file1`。 通过这个示例，你可以看到文件系统的创建、文件的创建与删除、文件的打开与关闭、文件的读写操作以及权限检查的完整流程。 ######[AI写代码神器 | 1602点数解答 | 2024-10-28 14:42:23]