写一个基于c的文件系统，包含文件创建，打开，关闭，删除，读，写，多级目录的功能

为了实现一个基于 C 语言的文件系统，我们可以使用标准的文件操作函数（如 `fopen`、`fclose`、`fread`、`fwrite`、`fseek` 等），以及操作系统的文件系统函数（如 `mkdir`、`rmdir`、`remove` 等）。下面是一个简单的示例，实现了文件创建、打开、关闭、删除、读、写、多级目录的功能：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_PATH_LEN 256
#define MAX_FILE_SIZE 1024

typedef struct {
    char name[MAX_PATH_LEN]; // 文件名或目录名
    int is_file;             // 是否为文件
    int size;                // 文件大小（字节数）
    int offset;              // 文件在磁盘中的偏移量
} file_entry;

// 文件系统的根目录
typedef struct {
    file_entry entries[MAX_PATH_LEN];
    int num_entries;
} file_system;

// 初始化文件系统
void init_file_system(file_system *fs) {
    fs->num_entries = 0;
}

// 创建文件
int create_file(file_system *fs, char *path) {
    file_entry new_file;
    int i;

    // 检查文件是否已经存在
    for (i = 0; i < fs->num_entries; i++) {
        if (strcmp(fs->entries[i].name, path) == 0) {
            printf("Error: file already exists!\n");
            return -1;
        }
    }

    // 添加新文件
    strcpy(new_file.name, path);
    new_file.is_file = 1;
    new_file.size = 0;
    new_file.offset = fs->num_entries * MAX_FILE_SIZE;
    fs->entries[fs->num_entries] = new_file;
    fs->num_entries++;

    printf("File created: %s\n", path);
    return 0;
}

// 打开文件
int open_file(file_system *fs, char *path, FILE **fp) {
    int i;

    // 查找文件
    for (i = 0; i < fs->num_entries; i++) {
        if (strcmp(fs->entries[i].name, path) == 0) {
            // 打开文件
            *fp = fopen("file_system.dat", "rb+");
            fseek(*fp, fs->entries[i].offset, SEEK_SET);
            return 0;
        }
    }

    // 文件不存在
    printf("Error: file not found!\n");
    return -1;
}

// 关闭文件
void close_file(FILE *fp) {
    fclose(fp);
}

// 删除文件
int delete_file(file_system *fs, char *path) {
    int i;

    // 查找文件
    for (i = 0; i < fs->num_entries; i++) {
        if (strcmp(fs->entries[i].name, path) == 0) {
            // 删除文件
            memmove(&fs->entries[i], &fs->entries[i+1], (fs->num_entries-i-1)*sizeof(file_entry));
            fs->num_entries--;
            printf("File deleted: %s\n", path);
            return 0;
        }
    }

    // 文件不存在
    printf("Error: file not found!\n");
    return -1;
}

// 读文件
int read_file(FILE *fp, int size, char *buffer) {
    int bytes_read;

    bytes_read = fread(buffer, 1, size, fp);
    if (bytes_read < size) {
        printf("Warning: end of file reached!\n");
    }

    return bytes_read;
}

// 写文件
int write_file(FILE *fp, int size, char *buffer) {
    int bytes_written;

    bytes_written = fwrite(buffer, 1, size, fp);
    if (bytes_written < size) {
        printf("Error: disk full!\n");
        return -1;
    }

    return bytes_written;
}

// 创建目录
int create_directory(file_system *fs, char *path) {
    file_entry new_dir;
    int i;

    // 检查目录是否已经存在
    for (i = 0; i < fs->num_entries; i++) {
        if (strcmp(fs->entries[i].name, path) == 0) {
            printf("Error: directory already exists!\n");
            return -1;
        }
    }

    // 添加新目录
    strcpy(new_dir.name, path);
    new_dir.is_file = 0;
    new_dir.size = 0;
    new_dir.offset = fs->num_entries * MAX_FILE_SIZE;
    fs->entries[fs->num_entries] = new_dir;
    fs->num_entries++;

    printf("Directory created: %s\n", path);
    return 0;
}

// 删除目录
int delete_directory(file_system *fs, char *path) {
    int i;

    // 检查目录是否为空
    for (i = 0; i < fs->num_entries; i++) {
        if (strncmp(fs->entries[i].name, path, strlen(path)) == 0 && fs->entries[i].name[strlen(path)] == '/') {
            printf("Error: directory not empty!\n");
            return -1;
        }
    }

    // 查找目录
    for (i = 0; i < fs->num_entries; i++) {
        if (strcmp(fs->entries[i].name, path) == 0) {
            // 删除目录
            memmove(&fs->entries[i], &fs->entries[i+1], (fs->num_entries-i-1)*sizeof(file_entry));
            fs->num_entries--;
            printf("Directory deleted: %s\n", path);
            return 0;
        }
    }

    // 目录不存在
    printf("Error: directory not found!\n");
    return -1;
}

这个示例中，我们使用一个结构体 `file_entry` 来表示每个文件或目录，包括文件名、是否为文件、文件大小、以及在磁盘中的偏移量。我们还定义了一个结构体 `file_system` 来表示整个文件系统，包括所有的文件和目录。

在 `create_file` 函数中，我们遍历文件系统的所有文件和目录，如果文件名已经存在，则返回错误；否则，我们创建一个新的 `file_entry` 结构体，添加到文件系统中。

在 `open_file` 函数中，我们查找文件系统中是否有与指定路径相同的文件，如果找到，则打开 `file_system.dat` 文件，并将文件指针移动到文件在磁盘中的偏移量处。

在 `delete_file` 函数中，我们查找文件系统中是否有与指定路径相同的文件，如果找到，则删除该文件的 `file_entry` 结构体，并将后面的 `file_entry` 结构体向前移动。

在 `read_file` 和 `write_file` 函数中，我们使用标准的文件操作函数 `fread` 和 `fwrite` 来读取和写入文件的内容。

在 `create_directory` 函数中，我们遍历文件系统的所有文件和目录，如果目录名已经存在，则返回错误；否则，我们创建一个新的 `file_entry` 结构体，添加到文件系统中。

在 `delete_directory` 函数中，我们先检查目录是否为空，如果存在文件或子目录，则返回错误；否则，我们查找文件系统中是否有与指定路径相同的目录，如果找到，则删除该目录的 `file_entry` 结构体，并将后面的 `file_entry` 结构体向前移动。