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一．程序概述

完成的任务

1.mypwd列出当前目录的名称。

2.mychdir改变当前目录。

3.mymkdir新建一个目录

4.myrmdir删除文件夹

5.exit退出命令解释器。

6.myrename将文件或文件夹重命名。

7.mycp复制当前已存在的文件。

8.myfind在指定的目录查找指定的文件或文件夹，并输出绝对路径。

9.mylist列出目录名中全部的目录和文件。

10.mydate显示与设置系统的日期和时间。

11.mycd切换目录

遇到的困难及解决的问题

1.安装的虚拟机不是中文的，我先是在终端输入“sudo apt -y install fcitx fcitx-bin fcitx-table fcitx-table-all”，再输入“sudo apt -y install fcitx-config-gtk”安装可视化配置界面；然后用火狐下载安装搜狗输入法（linux版64位），并在ubuntu软件中心安装，再将输入法框架改为fcitx，并下载“language support”中的chinese包，再切换输入法，设置为搜狗

2.无法实现像学校一样可以从桌面拖入拖进文件的功能，我先是下了VMware TOOL，然后将压缩包放桌面，再进入终端，“sudo su”进入超级用户模式，再一步一步cd访问安装，最后重启实现

3.date功能在网上看了很多，但不知道为什么结构图添加就报错

二．概念原理

本次操作系统课程设计使用的语言为C++，包含的头文件大多是Linux下c的函数库。通过调用相关的函数库来实现模拟shell命令操作。下面是对一些概念原理的说明：

源程序包含的部分头文件

#include<sys/time.h>//gettimeoftime/settimeofday的函数
#include<time.h>//包含获取/转换时间的函数
#include<iostream>//主要用于一些标准输入输出：cin,cout操作
#include<cstring>//标准C++函数库，主要用于字符串处理
#include<sys/types.h>//基本系统数据类型
#include<sys/stat.h>//文件状态
#include<dirent.h>//文件操作函数
#include<fcntl.h>//文件控制
#include<ftw.h>//文件树漫游
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>

以上是整个源程序涉及到的一些函数头文件

函数概念说明

以下是对程序调用Linux c函数库的方法说明：

(1).调用getcwd()函数

函数原型：char * getcwd(char * buf,size_t size);

函数说明：getcwd()会将当前的工作目录绝对路径复制到参数buf所指的内存空间，参数size为buf的空间大小。在调用此函数时，buf所指的内存空间要足够大，若工作目录绝对路径的字符串长度超过参数size大小，则回值NULL，errno的值则为ERANGE。倘若参数buf为NULL，getcwd()会依参数size的大小自动配置内存(使用malloc())，如果参数size也为0，则getcwd()会依工作目录绝对路径的字符串程度来决定所配置的内存大小，进程可以在使用完此字符串后利用free()来释放此空间。

返回值：执行成功则将结果复制到参数buf所指的内存空间，或是返回自动配置的字符串指针。失败返回NULL，错误代码存于errno。

(2).调用opendir()函数

函数原型：DIR * opendir(const char * name);

函数说明：opendir()用来打开参数name指定的目录，并返回DIR形态的目录流，和open()类似，接下来对目录的读取和搜索都要使用此返回值。

返回值：成功则返回DIR 型态的目录流，打开失败则返回NULL。

(3).调用readdir()函数

函数原型：struct dirent * readdir(DIR * dir);

函数说明：readdir()返回参数dir目录流的下个目录进入点。

结构dirent定义如下

struct dirent
ino_t d_ino;
ff_t d_off;
signed short int d_reclen;
unsigned char d_type;
har d_name[256;

d_off 目录文件开头至此目录进入点的位移

d_reclen _name的长度，不包含NULL字符

d_type d_name 所指的文件类型

d_name 文件名

返回值：成功则返回下个目录进入点。有错误发生或读取到目录文件尾则返回NULL。

附加说明：EBADF参数dir为无效的目录流。

(4).调用closedir()函数

函数原型：*int closedir(DIR dir);

函数说明：closedir()关闭参数dir所指的目录流。

返回值：关闭成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno 中。

(5).调用chdir()函数

函数原型：int chdir(const char * path);

函数说明：chdir()用来将当前的工作目录改变成以参数path所指的目录。

返回值：执行成功返回0，失败返回-1；

(6).调用mkdir()函数

函数原型：*int mkdir(const char pathname, mode_t mode);

函数说明：mkdir()函数以mode方式创建一个以参数pathname命名的目录，mode定义新创建目录的权限。

返回值：若目录创建成功，则返回0，否则返回-1；

(7).调用rmdir()函数

函数原型：*int _rmdir(const char dirname);

函数说明：rmdir（）函数删除以参数dirname为命名的目录。

返回值：若目录删除成功，则返回0，否则返回-1；

(8).调用rename()函数

函数原型：int rename(const char * oldpath,const char * newpath);

函数说明：rename()会将参数oldpath 所指定的文件名称改为参数newpath所指的文件名称。若newpath所指定的文件已存在，则会被删除。

返回值：执行成功则返回0，失败返回-1。

(9).调用ftw()函数

表头文件：#include <ftw.h>

函数原型：int ftw(const char *dir, int (*fn) (const file, const struct stat sb, int flag), int depth)

函数说明：ftw() 会从参数dir指定的目录开始，往下一层层地递归式遍历子目录。ftw()会传三个参数给fn(), 第一个参数file指向当时所在的目录路径，第二个参数是sb, 为stat结构指针，第三个参数为旗标，有下面几种可能值:

FTW_DNR 不可读取的目录，此目录以下将不被遍历

FTW_SL 符号连接

FTW_NS 无法取得stat结构数据，有可能是权限问题

最后一个参数depth代表ftw（）在进行遍历目录时同时打开的文件数。ftw()在遍历时每一层目录至少需要一个文件描述词，如果遍历时用完了depth所给予的限制数目，整个遍历将因不断地关文件和开文件操作而显得缓慢.

如果要结束ftw()的遍历，fn()只需返回一非零值即可，此值同时也会是ftw()的返回值。否则ftw()会试着走完所有的目录，然后返回0.

返回值：遍历中断则返回fn()函数的返回值，全部遍历则返回0，若有错误发生则返回-1

三．详细设计

菜单：在列举菜单之前先把控制台用clear命令清除内容，再进行显示，以保证界面美观，在菜单之后直接调用pwd()函数显示当前工作目录，方便用户查看当前工作目录。

system("clear");
   cout<<"~~~~~~~~~欢迎来到lotay的命令解释器~~~~~~~~~~"<<endl;
(省略。。。。)
cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;
pwd();
cout<<endl;

显示当前所在目录的路径名：这个功能写在pwd()函数中，使用getcwd()函数获取当前目录存进path数组中并且打印在控制台。

char path[100];
    getcwd(path,100);//Get path
cout<<"current directory: "<<path<<endl;

列举指定目录中的所有目录及文件：此功能写在list()函数中，通过传入的目录，用opendir()函数打开目录，获取目录流，并且用readdir()函数读取每一个目录节点，打印出信息，最后closedir()关闭该目录。


DIR* d = opendir(dir.c_str());
    if(d==NULL) {
        return false;
    } else {
    struct dirent *dirent;
        while(dirent=readdir(d)) {
        cout<<" "<<dirent->d_name；
    closedir(d);
cout<<endl;
        return true;

改变当前目录：使用chdir()函数改变当前打开的工作目录，返回0时，改变成功，chdir()函数返回true，否则返回false。

if(chdir(path.c_str())==0) {
        return true;
    } else {
        return false;

新建目录：在函数makedir()中调用系统的mkdir函数创建指定目录名的目录，当返回0时创建成功，makedir ()函数返回true，否则返回false，创建的目录一般具有所有权限。

if(mkdir(dir.c_str(), S_IRWXU | S_IRWXG | S_IROTH | S_IXOTH)==0) {
        return true;
    } else {
        return false;

删除目录：在deldir()中调用rmdir函数删除指定目录，返回0时删除成功，deldir ()函数返回true，否则返回false。

if(rmdir(dir.c_str())==0) {
        return true;
    } else {
        return false;

重命名：在rename()函数中调用C中的标准函数rename，将旧的目录或文件名改为新的目录或文件名，当返回0时，重命名成功，rename()函数返回true，否则返回false。

if(rename(lastname.c_str(),newname.c_str())==0) {
        return true;
    } else {
        return false;

复制文件：先判断文件是否存在，若存在则判断目标文件是否存在，假如已经存在那么便在原来的文件名字后缀加上(1)再复制，加入不存在则直接复制，复制的方式是先调用read()函数从源文件读出内容存进buf数组，接着调用write()函数将内容写进目标文件。

int fo1,fo2;
    char buf[1024];
    fo1=open(existname.c_str(),O_RDONLY);
    if(fo1==-1) {
          return false;
    } else {
    fo2=open(newname.c_str(),O_RDONLY);
    if(fo2!=-1) {
            int i;
        cout<<"Overwrite original file??"<<endl;
        cout<<"----1 is yes,not 1 is no.";
        cin>>i;
        if(i!=1) {
        newname+="(1)";
         close(fo2);
        fo2=open(newname.c_str(),O_WRONLY|O_CREAT,S_IRWXU);
    int size = read(fo1,buf,sizeof(buf));
    write(fo2,buf,size);
    close(fo1);
    close(fo2);
    return true;

查找指定文件和目录：通过调用ftw函数回调遍历指定目录中的文件，fn是回调函数，每一次遍历到一个节点，ftw函数都会把节点路径和节点信息以及类型传入fn函数中，同时，把需要查找的文件名字作为全局变量，在fn中判断是否存在并且输出。

ftw(dir.c_str(),fn,500);
int fn(const char *fpath, const struct stat *st, int typeflag) {
    for(int i=strlen(fpath)-1,j=file.length()-1;;i--,j--) {
    if(j==-1&&fpath[i]=='/') {
        cout<<"  "<<fpath;
        if(typeflag==FTW_F) cout<<"   FILE"<<endl;
        else if(typeflag==FTW_D) cout<<"  DIRECTORY"<<endl;
        num++;
        break;
    if(fpath[i]=='/') break;
    if(j==-1) break;
    if(fpath[i]!=file[j]) {
        break;
    return 0;

退出：直接在main函数中返回0。

四．完成情况

完成了整个操作系统课程设计的命令行功能基本要求：

1.mypwd列出当前目录的名称。

2.mychdir改变当前目录。

3.mymkdir新建一个目录

4.myrmdir删除文件夹

5.exit退出命令解释器。

6.mycp复制当前已存在的文件。

7.mylist列出目录名中全部的目录和文件。

8.mydate显示与设置系统的日期和时间。

9.mycd切换目录

基本完成了以下几个扩展命令的要求：

1.myrename将文件或文件夹重命名。

2.myfind在指定的目录查找指定的文件或文件夹，并输出绝对路径。

通过测试，以上所有命令都运行正常。整个程序，代码实现简单清晰，没有太复杂的算法。基本上就是对函数的调用实现。运行结果又较好的提示信息，无论是成功错误都提示相应的信息。源代码的注释内容也非常清晰，方便查看理解函数调用的功能。

五．使用情况

首先进入命令解释权界面

在进入程序会有菜单可供选择，一共有11个功能，并且在菜单下面会有当前工作目录显示在界面上，如下图：

上面是存在该目录的情况，下面是不存在该目录的情况

退出命令解释器（命令5）

将文件重命名（命令6）

复制已经存在的文件（命令7）

查找文件

六．设计总结

经验教训

一开始还是应该好好把vmtools装好的，这样可以节约很多试错代码的时间，其实我对c语言和c++有点混淆，不过好在平时上机也经常有用c++做，只要有思路大概就可以做出来，csdn真是个很好的学习网站，对Linux我还挺感兴趣，他的界面UI简单美观，操作方便，还可以学习一些命令代码，感觉敲代码的过程很享受，不过经常一遇见Bug就无从下手了，并且网上的资料也比较零碎，我应该去图书馆系统的看看馆藏讲解linux的书籍的。回顾整个课设，主要是date那里花了很多时间，不知道为什么结构体加进去报错，我下去再看看，希望进一步提升自己的能力。难的地方是如果去理解Linux c函数库的调用。需要花时间去理解每一个函数的作用和相关参数的作用。刚开始做的时候，也是不知道怎么开始，之前把问题想得复杂化了，后来通过一步一步实现每个指令，才慢慢找到解决的办法。

实践感受

总的来说，整个课程设计还算比较顺利，因为对Linux操作系统接触得并不多，对一些命令行的实现还不怎么清楚，后来通过查阅资料，发现Linux确实非常简洁好用，我非常喜欢这样的系统。历时两天的时间，把程序设计出来了，也认真写了下这次的文档。感觉通过一段时间的学习，自己的编程能力确实变强了，但还是有许多不足。在程序设计过程中，要学会查看文档，因为很多文档都是英文，这就需要英文好一点。我也在克服查看英文文档的障碍，努力提升自己的英文阅读能力。通过这次课程设计，也让自己捡起了C++这门语言，熟悉了Linux环境下的一些命令操作，并且让我有了极大兴趣去研究Linux，我在接下来的时间里也会使用和学习Linux程序设计。总的来说，感觉不错。

七．参考文献

[1]《教材名称》，主编，出版社，出版时间（教材）

[2] 作者.文献题名[J].刊名,年,卷(期):起止页码. （期刊论文）

[3] 作者.文献题名[D].出版地:出版单位,出版年:起止页码（学位论文）

[4] [文献类型/载体类型标识]：[J/OL]网上期刊、[EB/OL]网上电子公告（电子文献）

[5] 《Linux 程序设计第4版》

[6] 《The GUN C Library Manual》

代码详情：

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<cstring>
#include<dirent.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/types.h>
#include<dirent.h>
#include<fcntl.h>
#include<ftw.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<sys/time.h>//gettimeoftime/settimeofday的函数
#include<time.h>//包含获取/转换时间的函数
using namespace std;
//struct tm
//  int tm_sec;//秒
//  int tm_year;//年
//  int tm_mon;//月
//  int tm_mday;//日
//  int tm_hour;//时
//  int tm_min;//分
//  int tm_sec;//秒
//struct timeval
//  _time_t tv_sec;
//  _suseconds_t tv_usec;
//struct timezone
//  int tz_minuteswest;
//  int tz_dsttime;
void pwd()
    char path[100];
    getcwd(path,100);
    cout<<"当前目录"<<path<<endl;
bool list(string dir)
    DIR* d=opendir(dir.c_str());
    if(d==NULL)
        return false;
        struct dirent *dirent;
        while(dirent=readdir(d))
            cout<<" "<<dirent->d_name;
//文件名，文件类型，文件名长
        closedir(d);
        cout<<endl;
        return true;
bool changedir(string path)
    if(chdir(path.c_str())==0)
        return true;
        return false;
bool makedir(string dir)
    if(mkdir(dir.c_str(),S_IRWXU|S_IRWXG|S_IROTH|S_IXOTH)==0)
        return true;
        return false;
bool deldir(string dir)
    if(rmdir(dir.c_str())==0)
        return true;
        return false;
bool rename(string lastname,string newname){
    if(rename(lastname.c_str(),newname.c_str())==0)
        return true;
        return false;
bool copy(string existname,string newname){
    int fo1,fo2;
    char buf[1024];
    fo1=open(existname.c_str(),O_RDONLY);
    if(fo1==-1)
        return false;
        fo2=open(newname.c_str(),O_RDONLY);
        if(fo2!=-1)
            int i;
            cout<<"是否重新书写原目录 ?"<<endl;
            cout<<"-----1 是,not 1 不是."<<endl;
            cin>>i;
            if(i!=1)
                newname+="(1)";
            close(fo2);
        fo2=open(newname.c_str(),O_WRONLY|O_CREAT,S_IRWXU);
        int size=read(fo1,buf,sizeof(buf));
        write(fo2,buf,size);
        close(fo1);
        close(fo2);
        return true;
int num=0;
string file;
int fn(const char *fpath,const struct stat *st,int typeflag)
    for(int i=strlen(fpath)-1,j=file.length()-1;;i--,j--)
        if(j==-1&&fpath[i]=='/')
            cout<<" "<<fpath;
            if(typeflag==FTW_F)cout<<" FILE"<<endl;
            else if(typeflag==FTW_D)cout<<" DIRECTORY"<<endl;
            num++;
            break;
        if(fpath[i]=='/')break;
        if(j==-1)break;
        if(fpath[i]!=file[i])
            break;
    return 0;
bool find(string dir,string filename)
    file=filename;
    ftw(dir.c_str(),fn,500);
    if(num==0)
        return false;
        return true;
void cd()
    //char buffer[1024];
    //FILE *in,*out;
    //int len;
    //if((in=fopen(dirname1,"r"))==NULL)
    //  cout<<"这个文件无法打开"<<endl;
    //  exit(1);
    //if((out=fopen(dirname2,"w"))==NULL)
    //  cout<<"这个新文件无法打开"<<endl;
    //  exit(1);
    //while((len=fread(buffer,1,1024,in))>0)
    //  fwrite(buffer,1,len,out);
    //  memset(buffer,0,1024);
    //fclose(out);
    //fclose(in);
   char dirname[20];  
   cin>>dirname;
   if(chdir(dirname) == -1)  
      cout<<"这个文件不存在!"<<endl;  
      cout<<"切换文件成功!!!"<<endl;  
//int alllist(char *dirPath)
    //DIR *dir=opendir(dirPath);
    //if(dir==NULL)
    //  cout<<strerror(errno)<<endl;
    //  return;
    //chdir(dirPath);
    //struct dirent *ent;
    //while((ent=readdir(dir))!=NULL)
    //  if(strcmp(ent->d_name,".")==0||strcmp(ent->d_name,"..")==0)
    //  {
    //      continue;
    //  }
    //  struct stat st;
    //  stat(ent->d_name,&st);
    //  if(S_ISDIR(st.st_mode))
    //  {
    //      getFileName(ent->d_name);
    //  }
    //  else
    //  {
    //      cout<<ent->d_name<<endl;
    //  }
    //  closedir(dir);
    //  chdir("..");
long gettimesec(void)
    long cursec=0;
    struct timeval curtimesec;
    gettimeofday(&curtimesec,NULL);
    cursec=curtimesec.tv_sec;
    return cursec;
void TimeSet(int year,int month,int day,int hour,int min,int sec)
    struct tm tptr;
    struct timeval tv;
    tptr.tm_year=year+1900;
    tptr.tm_mon=month+1;
    tptr.tm_mday=day;
    tptr.tm_hour=hour;
    tptr.tm_min=min;
    tptr.tm_sec=sec;
    tv.tv_sec=mktime(&tptr);
    tv.tv_usec=0;
    settimeofday(&tv,NULL);
void time()
    time_t now;
    //struct tm *timenow;
    time(&now);
    //timenow=localtime(&now);
    //cout<<"本地时间是："<<asctime(timenow)<<endl;
string datetime(){
//    time_t now = time(0);// 基于当前系统的当前日期/时间
//    tm *ltm = localtime(&now);
//    char iyear[50],imonth[50],iday[50],ihour[50],imin[50],isec[50];
//    sprintf(iyear, "%d",1900 + ltm->tm_year );
//    sprintf(imonth, "%02d", 1 + ltm->tm_mon );
//    sprintf(iday, "%02d", ltm->tm_mday );
//    sprintf(ihour, "%02d", ltm->tm_hour );
//    sprintf(imin, "%02d",  ltm->tm_min);
//    sprintf(isec, "%02d",  ltm->tm_sec);
//    vector<string> sDate{iyear, imonth, iday};
//    vector<string> sTime{ihour, imin, isec};
//    string myDate = boost::algorithm::join(sDate, "-") ;
//    string myTime = boost::algorithm::join(sTime, ":") ;
//    vector<string> sDateTime{myDate, myTime};
//    string myDateTime = boost::algorithm::join(sDateTime, " ") ;
//    return myDateTime;
    time_t timep;//time_t表示的时间转换为没有经过时区转换的UTC时间，是一个struct tm结构指针
    time (&timep);//调用time()方法获取time_t类型的当前时间
    char tmp[64];
    strftime(tmp, sizeof(tmp), "%Y-%m-%d %H:%M:%S",localtime(&timep) );
    //调用strftime()函数格式化localtime(&timep)并把它存在tmp中
    //localtime()函数将timep的指分解成tm结构，并用本地时区表示
    puts(tmp);
void menu(){
    system("clear");
    cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~欢迎来到lotay的命令解释器~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;
    cout<<"1.{mypwd}列出当前目录的名称。"<<endl;
    cout<<"2.{mychdir}改变当前目录。"<<endl;
    cout<<"3.{mymkdir}新建一个目录。"<<endl;
    cout<<"4.{myrmdir}删除文件夹。"<<endl;
    cout<<"5.{exit}退出命令解释器。"<<endl;
    cout<<"6.{myrename}将文件或文件夹重命名。"<<endl;
    cout<<"7.{mycp}复制当前已存在的文件。"<<endl;
    cout<<"8.{myfind}在指定的目录查找指定的文件或文件夹，并输出绝对路径。"<<endl;
    cout<<"9.{mylist}列出目录名中全部的目录和文件。"<<endl;
    cout<<"10.{mydate}显示与设置系统的日期和时间。"<<endl;
    cout<<"11.{mycd}切换目录。"<<endl;
    cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;
    pwd();
    cout<<endl;
int main()
//struct tm;
system("data");//未修改前时间
TimeSet(2020,12,11,1,30,8);
system("data");//修改后时间
menu();
string s;
while(1){
cout<<"请输入菜单数字:"<<endl;
cin>>s;
if(s=="1")
//列出当前目录名
    menu();
    cout<<"请输入当前目录:"<<endl;
    string dir;
    cin>>dir;
        if(!list(dir))
            cout<<"打开失败/没有该目录!"<<endl;
else if(s=="2")
//改变当前目录
    menu();
    cout<<"请输入指定的文件名或目录名:"<<endl;
    string path;
    cin>>path;
    if(!changedir(path))
        cout<<"打开失败/该目录中不存在!"<<endl;
        cout<<"当前文件已更改"<<path<<endl;
else if(s=="3")
    cout<<"请输入一个新的文件名:"<<endl;
    string dir;
    cin>>dir;
    if(!makedir(dir))
        cout<<"创建文件失败!"<<endl;
        cout<<"文件创建成功啦~"<<endl;

一． 程序概述

二． 概念原理

三． 详细设计

四． 完成情况

五． 使用情况

六． 设计总结

七． 参考文献