# 5.3 目录管理

## 一、文件目录的概念

### 1.1 什么是文件目录

**文件目录**：用于标识和检索文件的数据结构，是文件控制块（FCB）的有序集合。

### 1.2 目录的功能

- **按名存取**：通过文件名找到文件
- **提高检索速度**：组织目录结构
- **文件共享**：多个用户共享文件
- **允许文件重名**：不同目录可以有同名文件

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## 二、目录结构

### 2.1 单级目录结构

**结构**：
```
根目录
├── 文件A
├── 文件B
├── 文件C
└── ...
```

**特点**：
- 整个系统只有一个目录
- 所有文件都在同一目录下

**优点**：
- 实现简单

**缺点**：
- 不允许文件重名
- 文件查找慢
- 不便于分类管理

### 2.2 两级目录结构

**结构**：
```
根目录
├── 用户1目录
│   ├── 文件A
│   └── 文件B
├── 用户2目录
│   ├── 文件A
│   └── 文件C
└── ...
```

**特点**：
- 根目录 + 用户目录
- 每个用户有自己的目录

**优点**：
- 不同用户可以重名
- 便于用户管理自己的文件

**缺点**：
- 用户不能创建子目录
- 不便于文件分类

### 2.3 树形目录结构

**结构**：
```
根目录
├── 目录A
│   ├── 子目录A1
│   │   └── 文件A1
│   └── 文件A
├── 目录B
│   └── 文件B
└── 文件C
```

**特点**：
- 多级目录
- 每个目录可以包含子目录和文件

**优点**：
- 便于文件分类管理
- 允许文件重名（不同目录）
- 便于文件共享

**缺点**：
- 查找路径较长

**路径表示**：
- **绝对路径**：从根目录开始，如 `/home/user/file.txt`
- **相对路径**：从当前目录开始，如 `./file.txt`, `../dir/file.txt`

### 2.4 无环图目录结构

**结构**：
- 在树形目录基础上，增加共享链接
- 允许目录或文件有多个父目录

**实现方式**：
- **硬链接**：多个目录项指向同一个FCB
- **符号链接**：目录项指向另一个目录项

**优点**：
- 便于文件共享

**缺点**：
- 实现复杂
- 需要处理循环引用

### 2.5 通用图目录结构

**结构**：
- 允许目录中有环

**问题**：
- 查找可能无限循环

**解决**：
- 限制访问次数
- 不允许创建环

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## 三、目录的操作

### 3.1 基本操作

**创建目录**：
- 分配磁盘空间
- 初始化目录项
- 在父目录中添加目录项

**删除目录**：
- 空目录：直接删除
- 非空目录：
  - 不删除非空目录（UNIX）
  - 递归删除（Windows）

**查找目录**：
- 按路径查找
- 从根目录或当前目录开始

**打开目录**：
- 读取目录内容

**关闭目录**：
- 释放资源

### 3.2 目录查询技术

**线性查询**：
- 顺序查找目录项
- 简单但慢

**哈希查询**：
- 使用哈希表
- 快速但需要处理冲突

**B+树查询**：
- 使用B+树索引
- 适合大目录

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## 四、目录的实现

### 4.1 线性列表

**实现**：
- 目录项线性排列
- 顺序查找

**优点**：
- 实现简单

**缺点**：
- 查找慢：O(n)

### 4.2 哈希表

**实现**：
- 使用哈希函数定位目录项

**优点**：
- 查找快：O(1)

**缺点**：
- 需要处理冲突
- 需要固定大小

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## 五、考研重点

1. **目录的功能**：按名存取、提高检索速度、文件共享、允许重名
2. **目录结构**：
   - 单级目录：特点、优缺点
   - 两级目录：特点、优缺点
   - 树形目录：特点、优缺点、路径表示
   - 无环图目录：共享链接
3. **目录的操作**：创建、删除、查找
4. **目录的实现**：线性列表、哈希表

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*下一节：5.4 文件存储空间管理*