Programming (COMP4008-PRG)

4th exercise

This exercise is about object oriented programming in Python. Your task is to use objects to implement a representation of a simple file system. In computer science, a file system is a data structure that the Operating System uses to control how data is stored and retrieved from a hard (or solid state) drive.  A file system could be represented as a tree, in which files and directories may be organised as a hierarchy, so that, directories may contain subdirectories. For example, a file gatos.jpg may be under Isaac directory, but that is a subdirectory of the home folder. In file systems, a directory is just a file, but it is a special kind of file that contains a list of files. Here is an example:

Figure 1: An example of a file system as a tree. Directories are represented in circles, plain files in squared boxes

We have split this coursework into a number of questions (adding up to 100 marks). Test your code with the test in test-fs.py which can be downloaded

1. Implement the following classes to represent a simple file system:

File: everything is a file

PlainFile: a plain file has a name (we are ignoring its contents) Directory: has a name and a list of files

with constructors (i.e.   __init__ methods), so that, we can define the following directory tree (i.e. file system) based on the image above:

>> root  = Directory("root",

[PlainFile("boot.exe"),

Directory("home",[

Directory("thor",

[PlainFile("hunde.jpg"),

PlainFile("quatsch.txt")]),

Directory("isaac",    [PlainFile("gatos.jpg")])])])

[10 marks]

2. Add methods that print (recursively) the entire file system tree (i.e. define appropriate __str__ methods). You don’t need to produce a pretty output - it is ok if it looks like this:

Directory(root,[PlainFile(boot.exe),Directory(home,

[Directory(thor,[PlainFile(hunde.jpg),PlainFile(

quatsch.txt)],Directory(isaac,[PlainFile(gatos.jpg)]]]

[10 marks]

3. A File may have other attributes such as owner.  If not indicated, the owner will be set to  “default”.  Implement a method chown(new_owner) that will allow you to modify the owner of a file or directory.

>>  file  =  PlainFile("boot.exe")

>>  folder  =  Directory("Downloads",[])

>>  print(f'file.owner:  {file.owner};  folder:

file.owner:  default;  folder:  default

>>  file.chown("root")

>>  folder.chown("isaac")

>>  print(f'file.owner:  {file.owner};  folder:

file.owner:  root;  folder:  isaac

{folder.owner}')

{folder.owner}')

[5 marks] 

4. Implement a method ls() that recursively prints the content of the direc- tory and all the subdirectories, using indentation to represent how deep in the tree structure the file/directory is.

#  if  we  run  ls()  on  the  previous  object  root:

>>  root.ls()

root

boot.exe

home

thor

hunde.jpg

quatsch.txt

isaac

gatos.jpg

5. Implement a new class, FileSystem , which will allow us to navigate and manipulate a file system as if it was a UNIX file system.  In particular, this class will allow us to keep track of the working directory. It should be initialised as follows:

>>  fs  = FileSystem(root)

tory.  This might be useful later when moving across directories.  It should work like this:

>>  fs.pwd()

[5 marks]

(b) Implement ls() for the FileSystem class, so that, fs.ls() would

[5 marks]

(c) Implement a method cd() that will allow you to move to a different directory (changing the working directory). It should work as follows:

#  if  you  try  to move  to  a  non  existing  directory  or  to  a  file,

#  the  method  should  complain:

>>  fs.cd("casa")

The  directory  does  not  exist!

#  But  you  can  move  to  an  existing  directory  in  the  working  directory.

>>  fs.cd("home")

#  if  we  now  do  ls(),  you  should  only  see  the  content  in  home:

>>  fs.ls()

home

thor

hunde.jpg

quatsch.txt

isaac

gatos.jpg

Note that our filesystem is case sensitive, if the user searches for “Home”, the method won’t find the folder, because “home” is a dif-

(d) Implement methods to create files create_file(name) and directo- ries mkdir(name) within the working directory. Both methods should make sure that the file or directory to be created doesn’t already ex- ist within the working directory.  Directories must be empty when creating them with mkdir(name). The method mkdir may allow you to indicate the owner when creating it, but files will share the owner of the working directory.

[5 marks]

(e) Modify the method cd() to allow us to go back to a parent directory. We will indicate the parent directory as “..”. For example:

>>  fs.cd("home")

>>  fs.pwd()

'home'

>>  fs.cd("..")

>>  fs.pwd()

'root'

Note that applying fs.cd("..") in a root node with no parent di-  rectory will have no effect, but won’t return an error.       [5 marks] (f) Implement a method rm(name) that will allow you to remove a file

from the current working directory. A directory can only be deleted if it is empty.

>>  fs.rm("home")

Sorry,  the  directory  is  not  empty

(g) Implement a method find(name) which tries to find a file name in a file system and returns the path to the first occurrence of the file if it finds it but False otherwise. For example:

>>  fs.find("gatos.jpg")

'root/home/isaac/gatos.jpg'

>>  fs.find("thor")

'root/home/thor'

>>  fs.find("unix")

False