基于Go语言实现类似tree命令的小程序

亲爱的编程学习爱好者，如果你点开了这篇文章，说明你对《基于Go语言实现类似tree命令的小程序》很感兴趣。本篇文章就来给大家详细解析一下，主要介绍一下语言tree、命令，希望所有认真读完的童鞋们，都有实质性的提高。

需求

写一个简版类似于unix tree命令的go语言小程序，如下参数仿照于tree命令的文档

该小程序支持的功能如下：

mtree命令默认打印以层级结构打印所有目录和文件，默认以字母排序，支持以下参数

mtree [-adfLopugshDtr]

列出相关参数

-d  仅列出目录

-L  指定需要打印目录结构的层数

-o filename 将结果输出到指定文件

文件相关参数

-f  打印每个文件基于当前位置的全路径

-p 打印每个文件的权限

-u 打印属主名称

-g 打印属组名称

-s 打印文件大小

-h 打印文件大小，以更加人性化的方式，会带上单位，比如 K、M、G、T

-D 打印文件最后的修改时间

排序相关参数

-t 以最后修改时间排序输出

eg:

命令： ./main -u -g -p -D  -s -o tmp.txt

tmp.txt文件内容如下

.
├── [-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

在个人mac电脑上，想在终端里面看看目录结构，奈何网络条件不好，tree命令没有安装成功，于是动手自己写一个tree命令的想法油然而生； 同时又可以熟悉go语言标准库，提高编码能力，本程序主要涉及go pkg有：flag、os、fs、path、filepath等

需求分析

针对上面的输出显示，可以把每一行的信息分为

• 文件路径，文件名称，文件的相对路径， eg: ./workspace/k8s/_05/_15/password.txt
• 文件属性，权限，属主，属组，大小，时间 eg: [root root 10]
• 前缀 eg： │ │ │ └──

代码思路：针对程序当前执行路径，遍历子目录节点，如果子节点同样是目录的话，则递归遍历；在递归遍历的过程中，获取每一个文件的相关属性信息； 同时，对于程序指定的参数，可以分为属性类参数和控制类参数

• 属性类参数有: -u -g -f -p -s -h
• 控制类参数有: -L -o -d -D -t

对于属性类的参数，定义不同的filter，在遍历的过程中，每一个文件节点，都经过过滤器过滤，用于填充对应的属性信息； 对于控制类的参数，则贯穿于程序过程中，用于控制不同的行为

这里重点分析下如何输出前缀的这种层级关系的前缀，以下述目录结构进行举例说明：

目录结构

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

众所周知，unix文件系统是树状结构；因此，这里首先就目录结构抽象成树结构，如下图，左上角是对应的目录结构，右边是抽象的树状结构：

图竖着看可能还不够清晰，把该树结构横过来，这样就可以很好的用该树结构和目录的层级关系进行一一类比了

下面重点分析下如何输出每一层目录的前缀，先看└── 和├── 是如何确定的，如上目录结构所示， _18节点属于目录_05的最后一个节点，因此_18节点前面为字符串└── ; 一个目录中，除了最后一个节点前面的字符串为└──，其他节点前面的字符串都是├── ，这里的前缀字符串很容易就可以总结得出； 但是对于节点dockerExecDemo前面的字符串 │ ， 和_18节点前面的字符串 │ ，该如何打印呢？ 通过分析我们的树状结构可以总结得出，如果一个节点的父亲没有右兄弟，则添加前缀 , 否则添加前缀│ ， 每一个节点都以这样的方式追随到根结点，就可以得出该节点的前缀关系；这里已_15节点来完整的举例说明：

• _15 节点属于第一个节点，因此首先添加前缀 "├──"; 前缀结果为: "├──"
• _15 节点的父亲_05没有右兄弟，因此继续添加前缀 " "; 前缀结果为：" ├──"
• _05 节点的父亲k8s有右兄弟，因此继续添加前缀 "│ "; 前缀结果为："│ ├──"
• k8s 节点的父亲workspace没有右兄弟，因此继续添加前缀 " "; 前缀结果为：" │ ├──"
• 最终_15 节点的整体前缀为 " │ ├── "

上面所述的树结构，go语言的定义如下：

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
}

核心遍历目录树的代码如下，

// Walk 文件结构遍历目录树，构造MTree，同时每一文件节点，都经过参数过滤器进行格式化输出
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(),
		}
        // 维护左右兄弟节点关系
		if pre != nil {
			pre.Right = childMFile
		}
		pre = childMFile
		info, err := dir.Info()
		if err != nil {
			return err
		}
		// 参数过滤器
		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
}

最终程序实现的输出和 unix tree命令输出对比如下图所示，几乎完整的实现了自己的目的：

今天关于《基于Go语言实现类似tree命令的小程序》的内容介绍就到此结束，如果有什么疑问或者建议，可以在golang学习网公众号下多多回复交流；文中若有不正之处，也希望回复留言以告知！