В этом уроке 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 практиковать навыки работы с древовидными структурами данных.

Как работать с файловой системой

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

# Вторым параметром mkdir принимает список потомков,
# которые могут быть либо созданными mkdir директориями, либо созданными mkfile файлами
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 файлы 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.

Посмотрим на представление директории:

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

А теперь изучим представление файла:

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

У файлов и директорий есть имена — это общая часть. Свойство type определяет тип узла. С его помощью во время обработки этого дерева можно понять, что именно находится перед нами. Еще есть свойство meta — это словарь с произвольными данными, например, размером, или датой создания.

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

Об обучении на Хекслете

• Статья «Как учиться и справляться с негативными мыслями»
• Статья «Ловушки обучения»
• Статья «Сложные простые задачи по программированию»
• Вебинар «Как самостоятельно учиться»