Виртуальная файловая система — Python: Деревья

В этом курсе мы создадим виртуальную (не настоящую) файловую систему и реализуем повседневные операции для работы с ней: подсчет свободного места, поиск файлов и директорий и другие. Эта файловая система не имеет практического применения, на ней мы будем обкатывать навыки работы с древовидными структурами данных.

Обработка любых деревьев в сущности не отличается. Файловая система, каталоги товаров, адреса, родственные связи и многое другое — все эти данные можно представить в виде дерева. Подход в работе с каждым типом будет один и тот же. Научившись работать с одним деревом, вы сможете применять эти же знания в работе с другими деревьями.

Вот как выглядит создание дерева виртуальной файловой системы:

from hexlet import fs

# mkdir вторым параметром принимает список детей,
# которые могут быть либо директориями, созданными mkdir,
# либо файлами, созданными mkfile
tree = fs.mkdir('etc', [
    fs.mkfile('bashrc'),
    fs.mkdir('consul', [
        fs.mkfile('config.json'),
    ]),
])

В результате получается такая структура:

etc
├── bashrc
└── consul
    └── config.json

Вкладывая вызовы mkdir и mkfile в другие mkdir, можно получить любую файловую структуру. Корнем в этой структуре будет директория, а в листьях могут оказаться как файлы, так и пустые директории.

Эта структура виртуальная, то есть реального создания файлов и директорий не происходит. Вся информация о файловой системе находится в переменной tree. Если ее распечатать на экран, то мы увидим следующее содержимое:

{
  'name': 'etc',
  'type': 'directory',
  'meta': {},
  'children': [
    {
      'name': 'bashrc',
      'type': 'file',
      'meta': {},
    },
    {
      'name': 'consul',
      'type': 'directory',
      'meta': {},
      'children': [
        {
          'name': 'config.json',
          'type': 'file',
          'meta': {},
        }
      ],
    },
  ],
}

Это внутренняя реализация файлового дерева. Она состоит из двух типов узлов: директорий и файлов.

Представление директории:

{
  'name': 'dir_name',
  'type': 'directory',
  'children': [], # Здесь хранятся дети
  'meta': {} # Свойства директории
}

Представление файла:

{
  'name': 'file_name',
  'type': 'file',
  'meta': {}, # Свойства файла
}

У файлов и директорий есть имена, это общая часть. Свойство type определяет тип узла, и с его помощью во время обработки этого дерева можно понять, что перед нами. meta — словарь с произвольными данными, например, размером, датой создания и так далее. Свойства задаются во время создания узлов:

mkfile('.bashrc', {'size': 75})
mkdir('hexlet', [], {'owner': 'nobody'})

Метаданные понадобятся функциям, которые анализируют дерево, например, считают занятое место.

Дополнительные материалы

1. Библиотека python-immutable-fs-trees

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.