用R语言进行文件系统管理

阅读导读：
1.R语言如何检查文件或目录是否存在？如何重命名一个文件？
2.R语言如何查看和修改目录的权限？
3.R语言如何删除一个文件？
4.用R语言管理一个文件系统时，都有哪些特殊的目录？
5.如何查看R软件指定包所在目录？




1. 文件系统介绍

计算机的文件系统是一种存储和组织计算机数据的方法，它使得对其访问和查找变得容易，文件系统使用文件和树形目录的抽象逻辑概念代替了硬盘和光盘等物理设备使用数据块的概念，用户使用文件系统来保存数据不必关心数据实际保存在硬盘（或者光盘）的地址为多少的数据块上，只需要记住这个文件的所属目录和文件名。在写入新数据之前，用户不必关心硬盘上的那个块地址没有被使用，硬盘上的存储空间管理（分配和释放）功能由文件系统自动完成，用户只需要记住数据被写入到了哪个文件中。

R语言和其他编程语言一样，都有对文件系统的操作，包括文件操作和目录操作，函数API都定义在base包中。

2. 目录操作

系统环境：

• Linux: Ubuntu Server 12.04.2 LTS 64bit
• R: 3.0.1 x86_64-pc-linux-gnu
  

2.1 查看目录

查看当前目录下的子目录。

# 启动R程序
~ R

# 当前的目录
> getwd()
[1] "/home/conan/R/fs"

# 查看当前目录的子目录
> list.dirs()
[1] "."     "./tmp"

查看当前目录的子目录和文件。

> dir()
[1] "readme.txt" "tmp"

<span style="background-color: rgb(255, 255, 255);"># 查看指定目录的子目录和文件。</span>

<span style="background-color: rgb(255, 255, 255);"># 只列出以字母R开头的子目录或文件</span>

查看当前目录的子目录和文件，同dir()函数。

> list.files()
[1] "readme.txt" "tmp"

> list.files(".",all.files=TRUE)
[1] "."          ".."         "readme.txt" "tmp"

查看完整的目录信息。

# 查看当前目录权限
> file.info(".")
  size isdir mode               mtime               ctime               atime  uid  gid uname grname
. 4096  TRUE  775 2013-11-14 08:40:46 2013-11-14 08:40:46 2013-11-14 08:41:57 1000 1000 conan  conan

# 查看指定目录权限
> file.info("./tmp")
      size isdir mode               mtime               ctime               atime  uid  gid uname grname
./tmp 4096  TRUE  775 2013-11-14 14:35:56 2013-11-14 14:35:56 2013-11-14 14:35:56 1000 1000 conan  conan

2.2 创建目录

# 在当前目录下，新建一个目录
> dir.create("create")
> list.dirs()
[1] "."        "./create" "./tmp"

创建一个3级子目录./a1/b2/c3

# 直接创建，出错
> dir.create(path="a1/b2/c3")
Warning message:
In dir.create(path = "a1/b2/c3") :
  cannot create dir 'a1/b2/c3', reason 'No such file or directory'

# 递归创建，成功
> dir.create(path="a1/b2/c3",recursive = TRUE)
> list.dirs()
[1] "."          "./a1"       "./a1/b2"    "./a1/b2/c3" "./create"  "./tmp"

# 通过系统命令查看目录结构
> system("tree")
.
├── a1
│   └── b2
│       └── c3
├── create
├── readme.txt
└── tmp

2.3 检查目录是否存在

# 目录存在
> file.exists(".")
[1] TRUE
> file.exists("./a1/b2")
[1] TRUE

# 目录不存在
> file.exists("./aa")
[1] FALSE

2.4 检查目录的权限

检查目录的权限

> df<-dir(full.names = TRUE)

# 检查文件或目录是否存在，mode=0
> file.access(df, 0) == 0
./a1     ./create ./readme.txt        ./tmp
TRUE         TRUE         TRUE         TRUE

# 检查文件或目录是否可执行，mode=1，目录为可以执行
> file.access(df, 1) == 0
./a1     ./create ./readme.txt        ./tmp
TRUE         TRUE        FALSE         TRUE

# 检查文件或目录是否可写，mode=2
> file.access(df, 2) == 0
./a1     ./create ./readme.txt        ./tmp
TRUE         TRUE         TRUE         TRUE

# 检查文件或目录是否可读，mode=4
> file.access(df, 4) == 0
./a1     ./create ./readme.txt        ./tmp
TRUE         TRUE         TRUE         TRUE

修改目录权限。

# 修改目录权限，所有用户只读
> Sys.chmod("./create", mode = "0555", use_umask = TRUE)

# 查看目录完整信息，mode=555
>  file.info("./create")
         size isdir mode               mtime               ctime               atime  uid  gid uname grname
./create 4096  TRUE  555 2013-11-14 08:36:28 2013-11-14 09:07:05 2013-11-14 08:36:39 1000 1000 conan  conan

# create目录不可以写
> file.access(df, 2) == 0
./a1     ./create ./readme.txt        ./tmp
TRUE        FALSE         TRUE         TRUE

2.5 对目录重名

# 对tmp目录重命名
> file.rename("tmp", "tmp2")
[1] TRUE

# 查看目录
> dir()
[1] "a1"         "create"     "readme.txt" "tmp2"

2.6 删除目录

# 删除tmp2目录
> unlink("tmp2", recursive = TRUE)

# 查看目录
> dir()
[1] "a1"         "create"     "readme.txt"

2.7 其他功能函数

拼接目录字符串

# 拼接目录字符串
> file.path("p1","p2","p3")
[1] "p1/p2/p3"

> dir(file.path("a1","b2"))
[1] "c3"

获取最底层的子目录名

# 当前目录
> getwd()
[1] "/home/conan/R/fs"

# 最底层子目录
> dirname("/home/conan/R/fs/readme.txt")
[1] "/home/conan/R/fs"

# 最底层子目录或文件名
> basename(getwd())
[1] "fs"
>  basename("/home/conan/R/fs/readme.txt")
[1] "readme.txt"

转换文件扩展路径

# 转换~为用户目录
> path.expand("~/foo")
[1] "/home/conan/foo"

标准化路径，用来转换win或linux的路径分隔符

# linux
> normalizePath(c(R.home(), tempdir()))
[1] "/usr/lib/R"      "/tmp/RtmpqNyjPD"

# win
> normalizePath(c(R.home(), tempdir()))
[1] "C:\\Program Files\\R\\R-3.0.1"
[2] "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\RtmpMtSnci"

短路径，缩减路径的显示长度，只在win中运行。

# win
> shortPathName(c(R.home(), tempdir()))
[1] "C:\\PROGRA~1\\R\\R-30~1.1"
[2] "C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp\\RTMPMT~1"

3. 文件操作

3.1 查看文件

> dir()
[1]  "create"  "readme.txt"

# 检查文件是否存在
> file.exists("readme.txt")
[1] TRUE

# 文件不存在
> file.exists("readme.txt222")
[1] FALSE

# 查看文件完整信息
> file.info("readme.txt")
           size isdir mode               mtime               ctime               atime  uid  gid uname grname
readme.txt    7 FALSE  664 2013-11-14 08:24:50 2013-11-14 08:24:50 2013-11-14 08:24:50 1000 1000 conan  conan

# 查看文件访问权限，存在
>  file.access("readme.txt",0)
readme.txt
         0
# 不可执行
>  file.access("readme.txt",1)
readme.txt
        -1
# 可写
>  file.access("readme.txt",2)
readme.txt
         0
# 可读
>  file.access("readme.txt",4)
readme.txt
         0

# 查看一个不存在的文件访问权限，不存在
> file.access("readme.txt222")
readme.txt222
           -1

判断是文件还是目录。

# 判断是否是目录
> file_test("-d", "readme.txt")
[1] FALSE
> file_test("-d", "create")
[1] TRUE

# 判断是否是文件
> file_test("-f", "readme.txt")
[1] TRUE
> file_test("-f", "create")
[1] FALSE

3.2 创建文件

# 创建一个空文件 A.txt
> file.create("A.txt")
[1] TRUE

# 创建一个有内容的文件 B.txt
> cat("file B\n", file = "B.txt")
> dir()
[1] "A.txt"      "B.txt"      "create"     "readme.txt"

# 打印A.txt
> readLines("A.txt")
character(0)

# 打印B.txt
> readLines("B.txt")
[1] "file B"

把文件B.txt的内容，合并到 A.txt。

# 合并文件
> file.append("A.txt", rep("B.txt", 10))
[1] TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE

# 查看文件内容
> readLines("A.txt")
[1] "file B" "file B" "file B" "file B" "file B" "file B" "file B" "file B" "file B" "file B"

把文件A.txt复制到文件C.txt

# 复制文件
> file.copy("A.txt", "C.txt")
[1] TRUE

# 查看文件内容
> readLines("C.txt")
[1] "file B" "file B" "file B" "file B" "file B" "file B" "file B" "file B" "file B" "file B"

3.3 修改文件权限

# 修改文件权限，创建者可读可写可执行，其他人无权限
> Sys.chmod("A.txt", mode = "0700", use_umask = TRUE)

# 查看文件信息
> file.info("A.txt")
      size isdir mode               mtime               ctime               atime  uid  gid uname grname
A.txt   70 FALSE  700 2013-11-14 12:55:18 2013-11-14 12:57:39 2013-11-14 12:55:26 1000 1000 conan  conan

3.4 文件重命名

# 给文件A.txt重命名为AA.txt
> file.rename("A.txt","AA.txt")
[1] TRUE
> dir()
[1] "AA.txt"     "B.txt"      "create"     "C.txt"      "readme.txt"

3.5 硬连接和软连接

硬连接，指通过索引节点来进行连接。在Linux的文件系统中，保存在磁盘分区中的文件不管是什么类型都给它分配一个编号，称为索引节点号(Inode Index)。在Linux中，多个文件名指向同一索引节点是存在的。一般这种连接就是硬连接。硬连接的作用是允许一个文件拥有多个有效路径名，这样用户就可以建立硬连接到重要文件，以防止“误删”的功能。其原因如上所述，因为对应该目录的索引节点有一个以上的连接。只删除一个连接并不影响索引节点本身和其它的连接，只有当最后一个连接被删除后，文件的数据块及目录的连接才会被释放。也就是说，文件真正删除的条件是与之相关的所有硬连接文件均被删除。
软连接，也叫符号连接（Symbolic Link）。软链接文件有类似于Windows的快捷方式。它实际上是一个特殊的文件。在符号连接中，文件实际上是一个文本文件，其中包含的有另一文件的位置信息。
硬连接和软连接，只在Linux系统中使用。

# 硬连接
> file.link("readme.txt", "hard_link.txt")
[1] TRUE

# 软连接
> file.symlink("readme.txt", "soft_link.txt")
[1] TRUE

# 查看文件目录
> system("ls -l")
-rwx------ 1 conan conan   70 Nov 14 12:55 AA.txt
-rw-rw-r-- 1 conan conan    7 Nov 14 12:51 B.txt
dr-xr-xr-x 2 conan conan 4096 Nov 14 08:36 create
-rw-rw-r-- 1 conan conan   70 Nov 14 12:56 C.txt
-rw-rw-r-- 2 conan conan    7 Nov 14 08:24 hard_link.txt
-rw-rw-r-- 2 conan conan    7 Nov 14 08:24 readme.txt
lrwxrwxrwx 1 conan conan   10 Nov 14 13:11 soft_link.txt -> readme.txt

文件hard_link.txt是文件readme.txt硬连接文件，文件soft_link.txt是文件readme.txt软连接文件，

3.5 删除文件
有两个函数可以使用file.remove和unlink，其中unlink函数使用同删除目录操作是一样的。

# 删除文件
> file.remove("A.txt", "B.txt", "C.txt")
[1] FALSE  TRUE  TRUE

# 删除文件
> unlink("readme.txt")

# 查看目录文件
> system("ls -l")
total 12
-rwx------ 1 conan conan   70 Nov 14 12:55 AA.txt
dr-xr-xr-x 2 conan conan 4096 Nov 14 08:36 create
-rw-rw-r-- 1 conan conan    7 Nov 14 08:24 hard_link.txt
lrwxrwxrwx 1 conan conan   10 Nov 14 13:11 soft_link.txt -> readme.txt

# 打印硬连接文件
> readLines("hard_link.txt")
[1] "file A"

# 打印软连接文件，soft_link.txt，由于原文件被删除，有错误
> readLines("soft_link.txt")
Error in file(con, "r") : cannot open the connection
In addition: Warning message:
In file(con, "r") :
  cannot open file 'soft_link.txt': No such file or directory

4. 几个特殊的目录
R.home() 查看R软件的相关目录
.Library 查看R核心包的目录
.Library.site 查看R核心包的目录和root用户安装包目录
.libPaths() 查看R所有包的存放目录
system.file() 查看指定包所在的目录
4.1 R.home() 查看R软件的相关目录

# 打印R软件安装目录
> R.home()
[1] "/usr/lib/R"

# 打印R软件bin的目录
> R.home(component="bin")
[1] "/usr/lib/R/bin"

# 打印R软件文件的目录
>  R.home(component="doc")
[1] "/usr/share/R/doc"
通过系统命令，找到R文件的位置。


# 检查系统中R文件的位置
~ whereis R
R: /usr/bin/R /etc/R /usr/lib/R /usr/bin/X11/R /usr/local/lib/R /usr/share/R /usr/share/man/man1/R.1.gz

# 打印环境变量R_HOME
~ echo $R_HOME
/usr/lib/R
通过R.home()函数，我们可以很容易的定位R软件的目录。

4.2 R软件的包目录

# 打印核心包的目录
> .Library
[1] "/usr/lib/R/library"

# 打印核心包的目录和root用户安装包目录
> .Library.site
[1] "/usr/local/lib/R/site-library" "/usr/lib/R/site-library"
[3] "/usr/lib/R/library"

# 打印所有包的存放目录
> .libPaths()
[1] "/home/conan/R/x86_64-pc-linux-gnu-library/3.0"
[2] "/usr/local/lib/R/site-library"
[3] "/usr/lib/R/site-library"
[4] "/usr/lib/R/library"

4.3 查看指定包所在的目录

# base包的存放目录
> system.file()
[1] "/usr/lib/R/library/base"

# pryr包的存放目录
>  system.file(package = "pryr")
[1] "/home/conan/R/x86_64-pc-linux-gnu-library/3.0/pryr"

其实，用R语言操作文件系统还是很方便的。但对于函数命名确实不太规范，需要我们花时间记忆。