BerOS 文件系统路径归一化问题及其 Python 实现

题目背景

本文将讨论一道与操作系统路径归一化有关的问题，该问题来自 BerOS 文件系统 的设计。BerOS 是一个新型操作系统，其文件路径系统允许路径中的分隔符 / 重复出现。例如，以下路径被视为等价的：

• /usr//local//nginx/sbin/
• /usr/local/nginx///sbin

为了优化文件系统操作，我们需要将路径转化为一种标准化形式，即：

1. 重复的 / 被合并为单个 /。
2. 结尾处的多余 / 被移除（如果路径非根目录）。
3. 保留路径最小的 / 数量。

输入输出格式

输入：

• 一行路径字符串，路径仅由小写字母、字符 / 组成。
• 路径始终以字符 / 开头。
• 路径长度不超过 100 个字符。

输出：

• 标准化后的路径。

示例：

输入	输出
//usr//local//nginx/sbin	/usr/local/nginx/sbin
/usr///local//	/usr/local

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Python 实现代码

以下是该问题的 Python 实现代码，完整地解决了路径归一化的需求：

def main():# 输入路径path = input().strip()output = ""flag = False# 遍历路径中的每个字符for char in path:if char != '/' or not flag:  # 如果当前字符不是 '/' 或之前没有连续的 '/'output += charflag = (char == '/')  # 记录当前是否遇到 '/'# 去除路径末尾多余的 '/'if flag and len(output) > 1:output = output[:-1]# 输出标准化路径print(output)if __name__ == "__main__":main()

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代码解析

1. 输入读取：

   • 使用 input().strip() 读取用户输入并移除首尾多余空格。

2. 路径标准化逻辑：

   • 遍历路径字符：
     • 如果当前字符不是 / 或前一个字符不是 /，将字符加入结果字符串。
     • 使用布尔变量 flag 跟踪前一个字符是否为 /。

3. 末尾 / 处理：

   • 如果路径以 / 结尾且长度大于 1（非根路径），移除最后一个 /。

4. 输出：

   • 打印标准化后的路径。

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测试结果

运行以下输入测试，程序表现正常，输出符合预期：

输入: //usr//local//nginx/sbin
输出: /usr/local/nginx/sbin

输入: /usr///local//
输出: /usr/local

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算法复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 为路径字符串长度。程序仅遍历字符串一次。
• 空间复杂度：O(n)，结果字符串需要额外存储空间。

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总结

本文介绍了一个经典的路径归一化问题及其高效的 Python 实现。代码逻辑清晰、易于扩展，并在路径标准化领域具有实际应用价值。如果你对本文感兴趣，欢迎分享和讨论！