Разработка файлового менеджера на языке Python

Актуальность: Файловый менеджер – самый удобный, на данный момент, способ взаимодействия с файлами. Он позволяет за довольно короткое время выполнить множество операций, и что самое главное, за счёт реализации графического интерфейса рядовому пользователю всё становится интуитивно понятно.

Объект исследования: Файловый менеджер.

Предмет исследования: Операционная система.

Цель: закрепление и углубление теоретических знаний в области современных операционных систем.

Задачи:

• 1)   проектирование файлового менеджера;

• 2)   разработка графического интерфейса;

• 3)   разработка ПО;

• 4)   обеспечение минимального функционала;

• 5)   добавление основного функционала;

• 6)   тестирование разработанного ПО;

• 7)   формирование отчёта.

• 1    Выполненные задания1.1    Задание 1 - Проектирование Файлового менеджера. Выбор средств разработки и среды разработки

При выполнении работы хотелось бы писать максимально лаконичный код. И Python позволяет это сделать. Это можно увидеть на сравнении кода на Python и Java (рис. 1), который открывает файл и сохраняет его содержимое в переменную:

Рис. 1 - Сравнение Java и Python кода

И так как при выполнении данной работы придется реализовывать графический интерфейс, Python будет оптимальным решением из-за относительной простоты построения этого интерфейса и намного большей легковесности, относительно библиотек из Java таких как Swing и JavaFX, которые используют достаточно большое количество ресурсов.

Поэтому я выбираю язык Python и среду разработки «PyCharm»

• 1.2    Задание 2 - Разработка графического интерфейса

На данном этапе проектирования был разработан графический интерфейс программы (рис. 2).

■ ' FlleManager File Edit Tools View Help			-   □   X
Name       Size            TyPe >  Q System                    File Folder >  □ folder!                       File Folder >  □ folder?                    File Folder >  □ folder3                     File Folder	Date Modified 09.06201914:18 09.062019 14:22 09.062019 14:22 09.062019 14:22

Рис. 2 - Графический интерфейс программы

• 1.3    Задание 3 - Разработка ПО

Создается корневая папка как среда работы Файлового менеджера. Создается папка «System», содержит все необходимые файлы для работы файлового менеджера. Так же создаются рабочие папки. Сделать основное и контекстное меню.

Были созданы каталоги System и несколько пользовательских директорий, в которых находятся, соответственно, файлы приложения и пользовательские файлы.

Были реализованы методы перехода в директорию (рис. 3), создания файла (рис. 6) и папки (рис. 5), копирования (рис. 7), удаления (рис. 9), вставки (рис. 8) и возврата в предыдущую директорию (рис. 4).

Метод перехода в директорию (рис. 3): в данном методе мы получаем индекс папки из списка, которую мы хотим перейти, получаем её путь и отображаем в TreeView эту директорию.

def open_script(self):

Рис. 3 - Метод перехода в директорию

Метод возврата в предыдущую директорию (рис. 4): в данном методе мы делим текущий путь по разделителю и удаляем последний элемент, после чего объединяем оставшиеся элементы в строку и отображаем директорию, находящуюся по этому пути, в TreeView def back_script(self): new_paths = self.current_path.split(' /')

print(self.current_path)

new_path = for i in range(len(new_paths) - 1): new_path += new_paths[i] + '/'

Рис. 4 - Метод возврата в предыдущую директорию

Метод создания папки (рис. 5): в данном методе мы получаем индекс папки, в которой мы хотим создать папку, из списка. После чего получаем её путь и добавляем к её пути название новой папки (если такая папка уже существует, то добавляется индекс по числу папок с таким именем).

def create_dir(self):

index = self.treeView.currentindex()

path_index = 0

new_j>ath = path + 1\\new_folder'

path_index += 1

return

Рис. 5 - Метод создания папки

Метод создания файла (рис. 6): в данном методе мы получаем индекс папки, в которой мы хотим создать файл, из списка. После чего получаем её путь и добавляем к её пути название нового файла (если такой файл уже существует, то добавляется индекс по числу файлов с таким именем).

def create_file(self):

new_path = path + '/new_file'

open(new_path, 'w').close()

Рис 6 - Метод создания файла

Метод копирования (рис. 7): в данном методе мы получаем индекс элемента, который мы хотим скопировать (папка или файл), из списка. После чего получаем его путь и копируем его в строку-буфер.

self.buffer_string = path return

Рис. 7 - Метод копирования

Метод вставки (рис. 8): в данном методе мы получаем индекс папки, в которую хотим вставить скопированный элемент, из списка. После чего копируем элемент из пути в строке-буфере в путь выбранной папки.

def paste_3cript(self):

Рис. 8 - Метод вставки

Метод удаления (рис. 9): в данном методе мы получаем индекс элемента, который хотим удалить (папка или файл), из списка. После чего получаем его путь и удаляем элемент по данному пути.

def delete_script(self):

if not path.__contains__('System'):

Рис. 9 - Метод удаления

Все эти методы вызываются из контекстного меню, которое было реализовано с помощью переопределённого метода EventFilter (рис. 10), который принимает ссылки на объект и событие, и обрабатывает их:

def eventFilter(self, obj, event):

if event.type() = QtCore.QEvent.ContextMenu and obj is self.treeView: menu = QtWidgets.QMenu() change_root_j>ath = QtWidgets.QAction(1 Open', menu) menu.addAction(change_root_path) create_folder = QtWidgets.QAction('Create', menu) menu.addAction(create_folder) create_file = QtWidgets.QAction('Create File1, menu) menu.addAction(create_file) copy_folder = QtWidgets.QAction('Copy', menu) menu.addAction(copy_folder) paste_folder = QtWidgets.QAction('Paste', menu) menu.addAction(paste_folder) delete_f older = QtWidgets.QAction('Delete', menu) menu.addAction(delete_folder) back_path = QtWidgets.QAction('Back', menu) menu.addAction(back_path) action = menu.exec_(event.globalPos()) if action “ create_folder:

self.create_dir()

elif action = copy_folder: self.copy_script()

elif action = paste_folder: self.paste_script()

elif action = delete_folder: self.delete_script()

elif action = change_root_path: self.open_script()

elif action = back_path: self.back_script() elif action = create_file: self.create_file()

Рис. 10 - Метод EventFilter

Пример контекстного меню (рис. 11):

• ■ FlleManager

File Edit Tools View Help

Name	Size	Type	Date Modified
System		File Folder	09.06.2019 14:18
folder!		File Folder	09.06.2019 14:22
folde *		File Folder	09.06.2019 14:22
fol de	Open	File Folder	09.06.2019 14:22

Create

Create File

Copy

Paste

Delete

Back

Рис. 11 - Контекстное меню

Создаются несколько меню с кнопками для них, к которым привязываются действия (рис. 12):

• # тели

mainMenu = self.menuBar()

fileMenu = mainMenu.addMenu('File')

open_button = QtWidgets.Qiction('Open', fileMenu)

fileMenu.addiction(open_button)

close_button = QtWidgets.Qiction('Close', fileMenu)

fileMenu.addiction(close_button)

editMenu = mainMenu.addMenu('Edit')

change_log_name_button = QtWidgets.Qiction('Change Log Name', editMenu) change_log_name_button.triggered.connect(self.open_change_log_name) editMenu.addiction(change_log_name_button)

toolsMenu = mainMenu.addMenu('Tools')

task_manager_button = QtWidgets.Qiction('Task Manager', toolsMenu)

task_manager_button.triggered.connect(self.open_task_manager)

toolsMenu.addiction(task_manager_button)

calculator_button = QtWidgets.Qiction('Calculator', toolsMenu)

calculator_button.triggered.connect(self.open_calculator)

toolsMenu.addiction(calculator_button)

paint_button = QtWidgets.Qiction('Paint', toolsMenu)

paint_button.triggered.connect(self.open_paint)

toolsMenu.addiction(paint_button)

viewMenu = mainMenu.addMenu('View')

processes_button = QtWidgets.Qiction('Processes', viewMenu)

processes_button.triggered.connect(self.print_process)

viewMenu.addiction(processes_button)

pageError_button = QtWidgets.Qiction('Page Error', viewMenu)

pageError_button.triggered.connect(self.get_errors)

viewMenu.addiction(pageError_button)

helpMenu = mainMenu.addMenu('Help')

about_button = QtWidgets.Qiction('About', helpMenu)

about_button.triggered.connect(self.open_about)

helpMenu.addiction(about_button)

Рис. 12 - Реализация основного меню

Пример основного меню (рис. 13):

■ FlleManager

File		Edit		Tools	View Help
				Task Manager
	>	Name Sy		Calculator Paint			Type File Folder	Date Modified 09.06.2019 14:18
	>	folder!					File Folder	09.06.2019 14:22
	> |	folder2					File Folder	09.06.201914:22
	>	folderS					File Folder	09.06.2019 14:22

Рис. 13 - Основное меню

• 1.4    Задание 4 - Обеспечение минимального функционала

С помощью приложения обеспечить возможность создания нового процесса (всплывающее окно), которое будет в дальнейшем отображать информацию основного функционала (или части его). Позволить через приложение запуск встроенных системных утилит ОС. Сохранение протокола запущенных в период работы Файлового менеджера процессов в текстовом файле (имя процесса и время старта). Имя файла задается пользователем.

Были реализованы такие методы как: вызов системных утилит (Диспетчер задач, калькулятор и paint), логирование процессов, запущенных во время работы приложения и окно c информацией о программе.

Метод открытия диспетчера задач (рис. 14): открываем диспетчер задач, с помощью библиотеки os.

I def open_task_manager(self):

оз.system(r'C:Windows\system32\taskmgr.exe1)

Рис. 14 - Метод открытия диспетчера задач

Метод открытия калькулятора (рис. 15): открываем калькулятор, с помощью библиотеки os.

I def open_calculator(self):

Рис. 15 - Метод открытия калькулятора

Метод открытия paint (рис. 16): открываем paint, с помощью библиотеки os.

I def open_paint(self):

Рис. 16 - Метод открытия paint

Эти 3 метода вызываются из вкладки основного меню «Tools» (рис. 17):

■ FlleManager

File	Edit	Tools	View Help
		Task Manager
>	Name Sy	Calculator Paint		Type File Folder	Date Modifii 09.06.20191-
>	Ц tolderl			File Folder	09.06.2019 1-
>	folder^			File Folder	09.06.20191-
>	fol deri			File Folder	09.06.20191-

Рис. 17 - Вкладка «Tools» основного меню

def дег_ргосезз():

process_watcher = c.Win32_Process.watch_for("creation") while run:

try:

neW—process = process_watcher()

Рис. 18 - Метод логирования процессов

Окно с информацией о программе реализовано в отдельном классе и вызывается с помощью специализированного метода в основном классе (рис. 20).

Класс окна с информацией о программе (рис. 19):

from PyQtS import QtWidgets from multiprocessing import Process, Queue from FileManager import About from multiprocessing.connection import Client from FileManager.MailslotManager import Reader class AboutClass(QtWidgets.QMainWindow, About.Ui_About):

def __init__(self, hMailslot): super ().__init__()

def 3how_text(self):

def set_text(self, handle):

def closeEvent(self, event):

Рис. 19 - Класс окна с информацией о программе

Метод вызывающий окно с информацией о программе (рис. 20): метод создаёт экземпляр класса AboutClass и запускает окно, подключая его к серверу и отправляя сообщение о запуске.

def open_about(self):

Рис. 20 - Метод вызывающий окно с информацией о программе

Пример окна с информацией о программе (рис. 21):

Рис. 21 Окно с информацией о программе

• 1.5    Задание 5 - Добавление основного функционала

Добавить новый функционал к разработанному Файловому менеджеру:

• 1)   завершение прикладного процесса, выбранного из списка;

• 2)   количество страничных ошибок.

Вывод полученных данных обеспечить с возможностью обновления в реальном времени. Возможность сохранение полученных данных в файл.

Были реализованы методы получения прикладных процессов, завершения процесса, подсчета страничных ошибок и вызова окна с информацией о страничных ошибках.

Метод получения прикладных процессов (рис. 22): с помощью библиотеки psutil мы проходимся по массиву запущенных процессов и записываем их в listWidget.

def print_process(self):

for process in psutil.process_iter():

Рис. 22 - Метод получения прикладных процессов

Вызвав метод получения прикладных процессов из вкладки основного меню «View» (рис. 23) , процессы выводятся в виджет (рис. 24).

Пример вкладки меню «View» (рис. 23):

File Folder

Processes
Page Error		зе

File Folder

File Folder

Рис 23 - Вкладка «View» основного меню

Пример списка процессов, выведенных в виджет listWidget (рис. 24):

System Idle Process                         а System svchost.exe fontdrvhost.exe lsass.exe Registry smss.exe svchost.exe StartMenuExperienceHost.exe csrss.exe RuntimeBroker.exe chrome.exe svchost.exe wininit.exe RuntimeBroker.exe services.exe svchost.exe svchost.exe svchost.exe svchost.exe svchost.exe svchost.exe svchost.exe svchost.exe svchost.exe Memory Compression svchost.exe WmiPrvSE.exe svchost.exe svchost.exe ,      ,                                                                     V m tr r> rr av s

Рис. 24 - Вывод процессов в виджет

Метод завершения прикладных процессов (рис. 25): с помощью контекстного меню выбираем процесс, который хотим завершить, из списка и получаем его индекс. После чего получаем его имя и сравниваем его с запущенными процессами, если находим совпадение, то завершаем этот процесс.

def kill_process(self):

for proc in psutil.process_iter():

self.print_process()

return

Рис. 25 - Метод завершения прикладных процессов

Пример контекстного меню для завершения процесса (рис . 26):

Рис. 26 - Контекстное меню для завершения процессов

Метод подсчета страничных ошибок (рис. 27): с помощью библиотеки psutil получаем список всех процессов и получаем информацию о них, выбрав из неё количество страничных ошибок. После чего складываем это число и отправляем через мейлслот на вывод с окно с информацией о страничных ошибках (рис. 30).

def get_errors(self):

for process in self.processes:

print(process.as_dict(attrs=['memory info']))

current_string = process.as_dict(attrs=['memory_info1]) 3tring_paths = str(current_string).split(', ')

value = string_paths[2]-split('=')[1] self-page_errors += float(value)

self.open_pageErrors()

Рис. 27 - Метод подсчета страничных ошибок

Метод вызова окна с информацией о страничных ошибках (рис. 28): метод создаёт экземпляр класса PageErrorsClass, передавая ему мейлслот и запускает окно def openjpageErrors(self):

if not self-pageErrors:

Рис. 28 - Метод вызова окна с информацией о страничных ошибках

Класс окна с информацией о страничных ошибках (рис. 29):

from PyQtS import QtWidgets from multiprocessing import Process, Queue from multiprocessing.connection import Client from FileManager import PageErrors import win32file from FileManager.MailslotManager import Writer, Reader errors_dir = os.getcwd() + os.sep + 'pageErrors' if not os.path.exists(errors_dir):

class PageErrorsClass(QtWidgets.QMainWindow, PageErrors.Ui_PageErrors): def __init__(self, hMailslot):

super () .__init__() self.setupUi(self)

self .mailslot_name = "\\\\. WmailslotWmyMailslot"

def set_text(self, handle):

data = handle[1].decode('utf-8')

self.lineEdit.setlext(data)

def closeEvent(self, event):

Рис. 29 - Класс окна с информацией о страничных ошибках

Окно с информацией о страничных ошибках (рис. 30):

Рис. 30 - Окно с информацией о страничных ошибках.

1.6 Задание 6 - Тестирование разработанного ПО

Тестовые примеры для требования

№	Что   нужно выполнить:	Ожидаемый результат:	Результат работы программы:	Примечания:
1	Нажатие   на кнопку «Open»	Переход     в выбранную директорию	Результат оправдал ожидание	-
2	Нажатие   на кнопку «Create»	Создание новой директории	Результат оправдал ожидание	-
3	Нажатие   на кнопку «Create File»	Создание нового файла	Результат оправдал ожидание	-
4	Нажатие   на кнопку «Help»	Открытие окна с информацией о программе	Результат оправдал ожидание	-
5	Нажатие   на «Copy»	Происходит запись   пути элемента    в строку-буффер	Результат оправдал ожидание	-
6	Нажатие   на «Paste»	Копируемый элемент появляется   в выбранном месте	Если  буфер обмена непустой  – результат оправдает ожидания.	-
7	Нажатие   на «Delete»	Удаление элемента.	Результат оправдал ожидание	-

8

Нажатие   на «Back»

Файловый менеджер возвращается в предыдущую директорию

Результат оправдал ожидание

-

2 Пример работы разработанного приложения

Задача: создать файл в папке folder1, создать вложенную папку в папке folder2 и скопировать в нее созданный файл, после чего удалить папку folder1.

1) нажимая на папку folder1 правой кнопкой мыши, выбираем

«Create File» (рис. 31);

£ FlleManager                                                                                           —    □ X

File Edit Tools View Help

Name Size             Type             Date Modified

• >    □ System                     File Folder       09.06.2019 14:18

• >    □ft" *                     File Folder        12.06.201919:53

• >  □ fc      ^Open         I      File Folder        12.06.2019 19:52

• >  □ fJ      ^Create        I      File Folder        09.06.2019 14:22

Create File

Copy

Paste

Delete

Back

Рис. 31 - Создание файла

ФОРУМ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ №9(37)

• 2)    нажимая на созданный файл правой кнопкой мыши, выбираем

«Copy» (рис. 32);

• ■ FlleManager                                                                                                 —     □ X

File Edit Tools View Help

Name         Size            lyPe

File Folder

File Folder

Q System folder!

Date Modified

09.06.201914:18

12.06.201919:53

12.06.201919:56

12.06.201919:52

09.06.201914:22

Рис. 32 - Копирование файла

• 3)    нажимая на папку folder2 правой кнопкой мыши, выбираем

«Create» (рис. 33);

SI FlleManager                                                                                           —    □ X

File Edit Tools View Help

Name	Size	Type	Date Modified
> Q System		File Folder	09.06201914:18
v Q folderl		File Folder	12.06201919:56
J new	_file	0 байты File	12.06201919:56
fold	Create	.      File Folder	12.06.201919:52
L fold		File Folder	09.06.2019 14:22

Create File

Copy Paste Delete Back

Рис. 33 - Создание вложенной папки

• 4)    нажимая на созданную папку правой кнопкой мыши, выбираем «Paste» (рис. 34);

■ FlleManager                                                                                                 —     □ X

File Edit Tools View Help

Name           Size            Type            Date Modified >  □ System                         File Folder       09.06.2019 14:18 V Q folder!                            File Folder        12.06.2019 19:56 П newjile            0 байты File              12.06.201919:56 V  3 folder2                         File Folder        12.06.201919:52
folder	°Pen                File Folder        09.06.2019 14:22 Create File Copy
	Paste
	Delete Back

Рис. 34 - вставка файла

• 5)    нажимая на папку folder1 правой кнопкой мыши, выбираем «Delete» (рис. 35).

  

  Рис. 35 - Удаление папки folder1

  
  

  Результат работы программы (рис. 36):

  
  

■1 FlleManager                                                                                           —    □ X

File Edit Tools View Help

Name > Д System	Size	Type File Folder	Date Modified 09.06.2019 14:18
v folder2		File Folder	12.06.2019 20:04
v |~ii new_folder ] new_file > ■ folderB	0 байты	File Folder File File Folder	12.06.2019 20:04 12.06.2019 20:05 09.06.2019 14:22

Рис. 36 Результат работы

3 Заключение

В процессе выполнения данной работы мы ознакомились с методами создания многопоточного приложения с графическим интерфейсом на языке Python и разработали файловый менеджер, который упрощает работу с файлами для пользователя.