基于Go語言實現(xiàn)類似tree命令的小程序

更新時間：2022年10月27日 14:10:32 作者：用戶7841456085940

tree?命令是一個小型的跨平臺命令行程序，用于遞歸地以樹狀格式列出或顯示目錄的內容。本文將通過Go語言實現(xiàn)類似tree命令的小程序，需要的可以參考一下

需求

寫一個簡版類似于unix tree命令的go語言小程序，如下參數(shù)仿照于tree命令的文檔

該小程序支持的功能如下：

mtree命令默認打印以層級結構打印所有目錄和文件，默認以字母排序，支持以下參數(shù)

mtree [-adfLopugshDtr]

列出相關參數(shù)

-d 僅列出目錄

-L 指定需要打印目錄結構的層數(shù)

-o filename 將結果輸出到指定文件

文件相關參數(shù)

-f 打印每個文件基于當前位置的全路徑

-p 打印每個文件的權限

-u 打印屬主名稱

-g 打印屬組名稱

-s 打印文件大小

-h 打印文件大小，以更加人性化的方式，會帶上單位，比如 K、M、G、T

-D 打印文件最后的修改時間

排序相關參數(shù)

-t 以最后修改時間排序輸出

eg:

命令： ./main -u -g -p -D -s -o tmp.txt

tmp.txt文件內容如下

.
├── [-rwxr-xr-x root    root        2138809    Oct 26 2022] main
├── [-rw-r--r-- root    root        2009    Oct 25 2022] tmp.txt
└── [drwxr-xr-x root    root        4096    Mar 14 2022] workspace
    ├── [drwxr-xr-x root    root        4096    Mar 14 2022] cppProj
    │   ├── [drwxr-xr-x root    root        4096    Mar 14 2022] dockerExecDemo
    │   ├── [-rw-r--r-- root    root        398    Mar 14 2022] exec.cpp
    │   └── [-rwxr-xr-x root    root        16872    Mar 14 2022] set_ns
    ├── [drwxr-xr-x root    root        4096    Mar 16 2022] k8s
    │   ├── [drwxr-xr-x root    root        4096    Mar 17 2022] _05
    │   │   ├── [drwxr-xr-x root    root        4096    Mar 16 2022] _15
    │   │   │   ├── [-rw-r--r-- root    root        10    Mar 16 2022] password.txt
    │   │   │   ├── [-rw-r--r-- root    root        405    Mar 16 2022] test_projected_volumn.yml
    │   │   │   └── [-rw-r--r-- root    root        7    Mar 16 2022] username.txt
    │   │   ├── [drwxr-xr-x root    root        4096    Mar 17 2022] _17
    │   │   │   └── [-rw-r--r-- root    root        340    Mar 16 2022] nginx-deployment.yaml
    │   │   └── [drwxr-xr-x root    root        4096    Mar 17 2022] _18
    │   │       ├── [-rw-r--r-- root    root        165    Mar 17 2022] srv.yml
    │   │       └── [-rw-r--r-- root    root        346    Mar 17 2022] statefulset.yaml
    │   ├── [-rwxrwxrwx root    root        313    Jan 26 2022] nginx.yaml
    │   ├── [-rw-r--r-- root    root        197    Mar 16 2022] nginx2.yml
    │   └── [-rw-r--r-- root    root        188    Jan 26 2022] nginx_service.yaml
    └── [drwxr-xr-x root    root        4096    Jan 28 2022] podDemo
        └── [-rw-r--r-- root    root        201    Jan 28 2022] nginx.yaml

目的

在個人mac電腦上，想在終端里面看看目錄結構，奈何網絡條件不好，tree命令沒有安裝成功，于是動手自己寫一個tree命令的想法油然而生；同時又可以熟悉go語言標準庫，提高編碼能力，本程序主要涉及go pkg有：flag、os、fs、path、filepath等

需求分析

針對上面的輸出顯示，可以把每一行的信息分為

文件路徑，文件名稱，文件的相對路徑， eg: ./workspace/k8s/_05/_15/password.txt
文件屬性，權限，屬主，屬組，大小，時間 eg: [root root 10]
前綴 eg： │ │ │ └──

代碼思路：針對程序當前執(zhí)行路徑，遍歷子目錄節(jié)點，如果子節(jié)點同樣是目錄的話，則遞歸遍歷；在遞歸遍歷的過程中，獲取每一個文件的相關屬性信息；同時，對于程序指定的參數(shù)，可以分為屬性類參數(shù)和控制類參數(shù)

屬性類參數(shù)有: -u -g -f -p -s -h
控制類參數(shù)有: -L -o -d -D -t

對于屬性類的參數(shù)，定義不同的filter，在遍歷的過程中，每一個文件節(jié)點，都經過過濾器過濾，用于填充對應的屬性信息；對于控制類的參數(shù)，則貫穿于程序過程中，用于控制不同的行為

這里重點分析下如何輸出前綴的這種層級關系的前綴，以下述目錄結構進行舉例說明：

目錄結構

.
└── workspace
    ├── cppProj
    │   └── dockerExecDemo
    ├── k8s
    │   └── _05
    │       ├── _15
    │       ├── _17
    │       └── _18
    └── podDemo

眾所周知，unix文件系統(tǒng)是樹狀結構；因此，這里首先就目錄結構抽象成樹結構，如下圖，左上角是對應的目錄結構，右邊是抽象的樹狀結構：

圖豎著看可能還不夠清晰，把該樹結構橫過來，這樣就可以很好的用該樹結構和目錄的層級關系進行一一類比了

下面重點分析下如何輸出每一層目錄的前綴，先看└── 和├── 是如何確定的，如上目錄結構所示， _18節(jié)點屬于目錄_05的最后一個節(jié)點，因此_18節(jié)點前面為字符串└── ; 一個目錄中，除了最后一個節(jié)點前面的字符串為└──，其他節(jié)點前面的字符串都是├── ，這里的前綴字符串很容易就可以總結得出；但是對于節(jié)點dockerExecDemo前面的字符串 │ ，和_18節(jié)點前面的字符串 │ ，該如何打印呢？通過分析我們的樹狀結構可以總結得出，如果一個節(jié)點的父親沒有右兄弟，則添加前綴 , 否則添加前綴│ ，每一個節(jié)點都以這樣的方式追隨到根結點，就可以得出該節(jié)點的前綴關系；這里已_15節(jié)點來完整的舉例說明：

_15 節(jié)點屬于第一個節(jié)點，因此首先添加前綴 "├──"; 前綴結果為: "├──"
_15 節(jié)點的父親_05沒有右兄弟，因此繼續(xù)添加前綴 " "; 前綴結果為：" ├──"
_05 節(jié)點的父親k8s有右兄弟，因此繼續(xù)添加前綴 "│ "; 前綴結果為："│ ├──"
k8s 節(jié)點的父親workspace沒有右兄弟，因此繼續(xù)添加前綴 " "; 前綴結果為：" │ ├──"
最終_15 節(jié)點的整體前綴為 " │ ├── "

上面所述的樹結構，go語言的定義如下：

type MFileNode struct {
	Level     int
	ModTime   time.Time
	UserName  string
	Size      int64
	GroupName string
	FileName  string
	IsDir     bool

	Children  []*MFileNode
	Parent    *MFileNode
	Left      *MFileNode
	Right     *MFileNode

	Prefix strings.Builder
	Attr   strings.Builder
	Path   strings.Builder
}

核心遍歷目錄樹的代碼如下，

// Walk 文件結構遍歷目錄樹，構造MTree，同時每一文件節(jié)點，都經過參數(shù)過濾器進行格式化輸出
func Walk(parentMFile *MFileNode, parent, base string, filters *MFilter) error {
	if parentMFile.Level >= level {
		return nil
	}
	dirEntries, err := os.ReadDir(filepath.Join(parent, base))
	if err != nil {
		return err
	}

	if len(dirEntries) == 0 {
		return nil
	}
	parentMFile.Children = make([]*MFileNode, 0, len(dirEntries))
	var pre *MFileNode = nil
	for _, dir := range dirEntries {
		if onlyDir && !dir.IsDir() {
			continue
		}
		childMFile := &MFileNode{
			Level:    parentMFile.Level + 1,
			Children: nil,
			FileName: dir.Name(),
			Parent:   parentMFile,
			Left:     pre,
			IsDir:    dir.IsDir(),
		}
        // 維護左右兄弟節(jié)點關系
		if pre != nil {
			pre.Right = childMFile
		}
		pre = childMFile
		info, err := dir.Info()
		if err != nil {
			return err
		}
		// 參數(shù)過濾器
		filters.Exec(childMFile, info)
		parentMFile.Children = append(parentMFile.Children, childMFile)
		if dir.IsDir() {
			err1 := Walk(childMFile, filepath.Join(parent, base), dir.Name(), filters)
			if err1 != nil {
				return err1
			}
		}
	}
	return nil
}

最終程序實現(xiàn)的輸出和 unix tree命令輸出對比如下圖所示，幾乎完整的實現(xiàn)了自己的目的：