c语言：通讯录管理系统（动态分配内存版）

luming-022023-10-07 18:04

前言： 在大多数高校内，都是通过设计一个通讯录管理系统来作为c语言课程设计，通过一个具体的系统设计将我们学习过的结构体和函数等知识糅合起来，可以很好的锻炼学生的编程思维，本文旨在为通讯录管理系统的设计提供思路和示例讲解，并且对如何动态的分配内存空间使得程序更高效的运行进行了讲解

本文是在基础的通讯录管理系统上进行改进，如果对于基础的通讯录管理系统有什么不懂的地方，可以参考笔者的上一篇文章，里面有详细的万字解读：

c语言：通讯录管理系统（增删查改）

目录

[一.基础静态版本 （改进前）](#一.基础静态版本 （改进前）)

头文件部分

函数实现部分

主函数部分

二.结构体的更改

三.扩容的设计

四.释放空间

[五.最终完整代码 （改进后）](#五.最终完整代码 （改进后）)

头文件部分

函数的实现部分

主函数部分

一.基础静态版本 （改进前）

这里我们给出基础版本的代码，然后本文后续内容都是基于此进行改进

我们分为 3 个文件来设计：

  • **Contact.h：**包含头文件的声明，对函数的声明，以及宏的申明
  • **Contact.cpp：**通讯录管理系统中具体每一个函数的实现
  • **test.cpp：**主函数，根据用户的选择进行调用相应的函数

头文件部分（Contact.h）

cpp 复制代码 
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
 
#define Name_Max 20
#define Tel_Number 12
#define Sex_Max 5
#define Address_Max 30
#define Contact_Max 100
 
//联系人结构体
typedef struct PeopleInformation
{
	char name[Name_Max];
	char telnumber[Tel_Number];
	int age;
	char sex[Sex_Max];
	char address[Address_Max];
}PeoInfor;
 
//通讯录结构体
typedef struct Contact
{
	PeoInfor data[Contact_Max];//结构体数组存放联系人结构体
	int size;//记录当前通讯录中有多少个联系人
}Contact;
 
 
//目录
void menu();
 
//初始化通讯录
void InitContact(Contact* cp);
 
//增加联系人
void AddContact(Contact* cp);
 
//删除联系人
void DelContact(Contact* cp);
 
//通过姓名进行查找联系人
int FindPeople(Contact* cp, char name[]);
 
//展示全部通讯录信息
void ShowContact(const Contact* cp);
 
//查询联系人
void SeachPeople(Contact* cp);
 
//修改联系人信息
void ModifyContact(Contact* cp);

函数实现部分（Contact.cpp）

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Contact.h"
 
void menu()
{
	printf("\n");
	printf("-----------------------------\n");
	printf("---   1.添加联系人      -----\n");
	printf("---   2.删除联系人      -----\n");
	printf("---   3.查找联系人      -----\n");
	printf("---   4.修改联系人信息  -----\n");
	printf("---   5.显示全部信息    -----\n");
	printf("---   0.退出通讯录      -----\n");
	printf("-----------------------------\n");
}
 
//初始化通讯录
void InitContact(Contact* cp)
{
	//判断非空
	assert(cp);
 
	cp->size = 0;
	memset(cp->data, 0, sizeof(cp->data));
}
 
//增加联系人
void AddContact(Contact* cp)
{
	//判断非空
	assert(cp);
 
	//判断未满
	if (cp->size == Contact_Max)
	{
		printf("通讯录已满，无法再添加新的联系人\n");
		return;
	}
 
	printf("请输入要添加的联系人的姓名：\n");
	scanf("%s", cp->data[cp->size].name);
 
	printf("请输入要添加的联系人的电话号：\n");
	scanf("%s", cp->data[cp->size].telnumber);
 
	printf("请输入要添加的联系人的年龄：\n");
	scanf("%d", &(cp->data[cp->size].age));
 
	printf("请输入要添加的联系人的性别：\n");
	scanf("%s", cp->data[cp->size].sex);
 
	printf("请输入要添加的联系人的住址：\n");
	scanf("%s", cp->data[cp->size].address);
 
	cp->size++;
	printf("添加成功\n");
}
 
//通过姓名进行查找联系人
int FindPeople(Contact* cp, char name[])
{
	assert(cp);
	for (int i = 0; i < cp->size; i++)
	{
		if (strcmp(cp->data[i].name, name) == 0)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}
 
//删除联系人
void DelContact(Contact* cp)
{
	assert(cp);
	char name[Name_Max];
	if (cp->size == 0)
	{
		printf("通讯录为空，无需删除\n");
		return;
	}
	printf("请输入选择删除的联系人的姓名：\n");
	scanf("%s", name);
	int ret = FindPeople(cp, name);
	if (ret == -1)
	{
		printf("要删除的联系人不存在\n");
		return;
	}
	for (int i = ret; i < cp->size-1 ; i++)
	{
		cp->data[i] = cp->data[i + 1];
	}
	cp->size--;
	printf("删除成功\n");
}
 
//查询联系人
void SeachPeople(Contact* cp)
{
	assert(cp);
	char name[Name_Max];
	if (cp->size == 0)
	{
		printf("通讯录为空\n");
		return;
	}
	printf("请输入选择查找的联系人的姓名：\n");
	scanf("%s", name);
	int ret = FindPeople(cp, name);
	if (ret == -1)
	{
		printf("要查找的联系人不存在\n");
		return;
	}
 
	//名字  年龄  性别    电话    地址
	//xxx   xxx    xxx    xxx     xxx
	printf("%-10s%-5s%-5s%-12s%-30s\n", "名字", "年龄", "性别", "电话", "地址");
	//打印个人的信息
	printf("%-10s%-5d%-5s%-12s%-30s\n", cp->data[ret].name, cp->data[ret].age, cp->data[ret].sex, cp->data[ret].telnumber, cp->data[ret].address);
}
 
//展示全部通讯录信息
void ShowContact(const Contact* cp)
{
	assert(cp);
	if (cp->size == 0)
	{
		printf("通讯录为空\n");
		return;
	}
	//名字  年龄  性别    电话    地址
	//xxx   xxx    xxx    xxx     xxx
	printf("%-10s%-5s%-5s%-12s%-30s\n", "名字", "年龄", "性别", "电话", "地址");
	for (int i = 0; i < cp->size; i++)
	{
		//打印每个人的信息
		printf("%-10s%-5d%-5s%-12s%-30s\n",cp->data[i].name, cp->data[i].age, cp->data[i].sex, cp->data[i].telnumber, cp->data[i].address);
	}
}
 
//修改联系人信息
void ModifyContact(Contact* cp)
{
	assert(cp);
	char name[Name_Max];
	if (cp->size == 0)
	{
		printf("通讯录为空\n");
		return;
	}
	printf("请输入选择修改的联系人的姓名：\n");
	scanf("%s", name);
	int ret = FindPeople(cp, name);
	if (ret == -1)
	{
		printf("要修改的联系人信息不存在\n");
		return;
	}
 
	printf("请输入要修改的联系人的姓名：\n");
	scanf("%s", cp->data[ret].name);
 
	printf("请输入要修改的联系人的电话号：\n");
	scanf("%s", cp->data[ret].telnumber);
 
	printf("请输入要修改的联系人的年龄：\n");
	scanf("%d", &(cp->data[ret].age));
 
	printf("请输入要修改的联系人的性别：\n");
	scanf("%s", cp->data[ret].sex);
 
	printf("请输入要修改的联系人的住址：\n");
	scanf("%s", cp->data[ret].address);
 
	printf("修改成功\n");
}

主函数部分（test.cpp）

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Contact.h"
 
//枚举，增加程序的可读性
enum options
{
	EXIT,
	ADD,
	DEL,
	SEACH,
	MODIFY,
	SHOW
};
 
int main()
{
	int input = 0;
	//创建通讯录
	Contact con;
	//初始化通讯录
	InitContact(&con);
 
	do
	{
		menu();
		printf("请输入你的选择： ");
		scanf("%d", &input);
 
		switch (input)
		{
		//增加联系人信息
		case ADD:
			AddContact(&con);
			break;
		//删除联系人信息
		case DEL:
			DelContact(&con);
			break;
		//查找某个联系人的信息
		case SEACH:
			SeachPeople(&con);
			break;
		//修改某个联系人的信息
		case MODIFY:
			ModifyContact(&con);
			break;
		//展示通讯录内的每一个联系人的信息
		case SHOW:
			ShowContact(&con);
			break;
		//退出通讯录管理系统
		case EXIT:
			printf("通讯录已退出\n");
			break;
		//预防非法输入
		default:
			printf("输入错误，请重新输入\n");
			break;
		}
	}while(input);
 
	return 0;
}

二.结构体的更改

动态的分配内存就意味着通讯录这个结构体要动态的分配内存，根据通讯录内的信息进行分配，所以我们在这里对于通讯录结构体进行更改

cpp 复制代码 
//通讯录结构体
typedef struct Contact
{
	PeoInfor* data;//结构体数组存放联系人结构体
	int size;//记录当前通讯录中有多少个联系人
	int capacity;//记录当前存放的容量
}Contact;
  • 在这里我们将data从一个结构体数组改成了结构体指针，然后后续再使用 这个指针指向我们动态开辟的内存就完成了我们的需求设计
  • 并且新增了个变量capacity用来记录当前通讯录内的最大容量，当联系人的数量和容量相同的时候，也就是通讯录满容的时候，我们再使用realloc重新分配新的内存空间

三.扩容的设计

我们封装一个函数方便我们添加新的联系人的时候进行扩容，先判断当前通讯录是否已满，如果满了就进行扩容，每一次扩容扩展 2 个联系人结构体的大小

  • 首先是判断部分，当当前通讯录的容量等于通讯录内实际存放的数据的大小的时候，我们就判定为通讯录已满，然后我们使用realloc开辟新的空间，比之前大 2 个联系人结构体的大小
  • 为了程序的健全性，我们也要判断开辟空间是否成功，如果成功就通过ptr指针指向联系人的数据部分，用data接收，如果开辟失败，我们就打印报错信息
cpp 复制代码 
void CheckContact(Contact* cp)
{
	if (cp->size == cp->capacity)
	{
		PeoInfor* ptr = (PeoInfor*)realloc(cp->data, (cp->capacity + 2) * sizeof(PeoInfor));
		if (ptr != NULL)
		{
			cp->data = ptr;
			cp->capacity += 2;
			printf("增容成功\n");
		}
		else
		{
			perror("AddContact->realloc");
			return;
		}
	}
}

四.释放空间

由程序员申请开辟的空间也应当由程序员设置进行释放，在这个通讯录管理系统中也是如此，我们需要找到合适的释放位置，也就是当用户退出通讯录的时候，我们手动进行对开辟的空间进行释放，以避免造成内存泄漏

那我们这里就封装一个释放空间的函数：

cpp 复制代码 
//销毁通讯录
void DestoryContact(Contact* cp)
{
	free(cp->data);
	cp->data = NULL;
	cp->size = 0;
	cp->capacity = 0;
}

五.最终完整代码 （改进后）

头文件部分（Contact.h：）

cpp 复制代码 
#pragma once
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>

#define Name_Max 20
#define Tel_Number 12
#define Sex_Max 5
#define Address_Max 30
#define Contact_Max 100
#define Contact_SZ 3

//联系人结构体
typedef struct PeopleInformation
{
	char name[Name_Max];
	char telnumber[Tel_Number];
	int age;
	char sex[Sex_Max];
	char address[Address_Max];
}PeoInfor;

//通讯录结构体
typedef struct Contact
{
	PeoInfor* data;//结构体数组存放联系人结构体
	int size;//记录当前通讯录中有多少个联系人
	int capacity;//记录当前存放的容量
}Contact;


//目录
void menu();

//初始化通讯录
void InitContact(Contact* cp);

//增加联系人
void AddContact(Contact* cp);

//删除联系人
void DelContact(Contact* cp);

//通过姓名进行查找联系人
int FindPeople(Contact* cp, char name[]);

//展示全部通讯录信息
void ShowContact(const Contact* cp);

//查询联系人
void SeachPeople(Contact* cp);

//修改联系人信息
void ModifyContact(Contact* cp);

//扩容
void CheckContact(Contact* cp);

//销毁通讯录
void DestoryContact(Contact* cp);

函数的实现部分 （Contact.cpp）

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Contact.h"

void menu()
{
	printf("\n");
	printf("-----------------------------\n");
	printf("---   1.添加联系人      -----\n");
	printf("---   2.删除联系人      -----\n");
	printf("---   3.查找联系人      -----\n");
	printf("---   4.修改联系人信息  -----\n");
	printf("---   5.显示全部信息    -----\n");
	printf("---   0.退出通讯录      -----\n");
	printf("-----------------------------\n");
}

//初始化通讯录
void InitContact(Contact* cp)
{
	//判断非空
	assert(cp);

	cp->size = 0;
	cp->capacity = Contact_SZ;
	cp->data =(PeoInfor*)calloc(cp->capacity, sizeof(PeoInfor));
	if (cp->data == NULL)
	{
		perror("InitContact->calloc");
		return;
	}
}

void CheckContact(Contact* cp)
{
	if (cp->size == cp->capacity)
	{
		PeoInfor* ptr = (PeoInfor*)realloc(cp->data, (cp->capacity + 2) * sizeof(PeoInfor));
		if (ptr != NULL)
		{
			cp->data = ptr;
			cp->capacity += 2;
			printf("增容成功\n");
		}
		else
		{
			perror("AddContact->realloc");
			return;
		}
	}
}

//增加联系人
void AddContact(Contact* cp)
{
	//判断非空
	assert(cp);

	//判断满后扩容
	CheckContact(cp);

	printf("请输入要添加的联系人的姓名：\n");
	scanf("%s", cp->data[cp->size].name);

	printf("请输入要添加的联系人的电话号：\n");
	scanf("%s", cp->data[cp->size].telnumber);

	printf("请输入要添加的联系人的年龄：\n");
	scanf("%d", &(cp->data[cp->size].age));

	printf("请输入要添加的联系人的性别：\n");
	scanf("%s", cp->data[cp->size].sex);

	printf("请输入要添加的联系人的住址：\n");
	scanf("%s", cp->data[cp->size].address);

	cp->size++;
	printf("添加成功\n");
}

//通过姓名进行查找联系人
int FindPeople(Contact* cp, char name[])
{
	assert(cp);
	for (int i = 0; i < cp->size; i++)
	{
		if (strcmp(cp->data[i].name, name) == 0)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

//删除联系人
void DelContact(Contact* cp)
{
	assert(cp);
	char name[Name_Max];
	if (cp->size == 0)
	{
		printf("通讯录为空，无需删除\n");
		return;
	}
	printf("请输入选择删除的联系人的姓名：\n");
	scanf("%s", name);
	int ret = FindPeople(cp, name);
	if (ret == -1)
	{
		printf("要删除的联系人不存在\n");
		return;
	}
	for (int i = ret; i < cp->size - 1; i++)
	{
		cp->data[i] = cp->data[i + 1];
	}
	cp->size--;
	printf("删除成功\n");
}

//查询联系人
void SeachPeople(Contact* cp)
{
	assert(cp);
	char name[Name_Max];
	if (cp->size == 0)
	{
		printf("通讯录为空\n");
		return;
	}
	printf("请输入选择查找的联系人的姓名：\n");
	scanf("%s", name);
	int ret = FindPeople(cp, name);
	if (ret == -1)
	{
		printf("要查找的联系人不存在\n");
		return;
	}

	//名字  年龄  性别    电话    地址
	//xxx   xxx    xxx    xxx     xxx
	printf("%-10s%-5s%-5s%-12s%-30s\n", "名字", "年龄", "性别", "电话", "地址");
	//打印个人的信息
	printf("%-10s%-5d%-5s%-12s%-30s\n", cp->data[ret].name, cp->data[ret].age, cp->data[ret].sex, cp->data[ret].telnumber, cp->data[ret].address);
}

//展示全部通讯录信息
void ShowContact(const Contact* cp)
{
	assert(cp);
	if (cp->size == 0)
	{
		printf("通讯录为空\n");
		return;
	}
	//名字  年龄  性别    电话    地址
	//xxx   xxx    xxx    xxx     xxx
	printf("%-10s%-5s%-5s%-12s%-30s\n", "名字", "年龄", "性别", "电话", "地址");
	for (int i = 0; i < cp->size; i++)
	{
		//打印每个人的信息
		printf("%-10s%-5d%-5s%-12s%-30s\n", cp->data[i].name, cp->data[i].age, cp->data[i].sex, cp->data[i].telnumber, cp->data[i].address);
	}
}

//修改联系人信息
void ModifyContact(Contact* cp)
{
	assert(cp);
	char name[Name_Max];
	if (cp->size == 0)
	{
		printf("通讯录为空\n");
		return;
	}
	printf("请输入选择修改的联系人的姓名：\n");
	scanf("%s", name);
	int ret = FindPeople(cp, name);
	if (ret == -1)
	{
		printf("要修改的联系人信息不存在\n");
		return;
	}

	printf("请输入要修改的联系人的姓名：\n");
	scanf("%s", cp->data[ret].name);

	printf("请输入要修改的联系人的电话号：\n");
	scanf("%s", cp->data[ret].telnumber);

	printf("请输入要修改的联系人的年龄：\n");
	scanf("%d", &(cp->data[ret].age));

	printf("请输入要修改的联系人的性别：\n");
	scanf("%s", cp->data[ret].sex);

	printf("请输入要修改的联系人的住址：\n");
	scanf("%s", cp->data[ret].address);

	printf("修改成功\n");
}

//销毁通讯录
void DestoryContact(Contact* cp)
{
	free(cp->data);
	cp->data = NULL;
	cp->size = 0;
	cp->capacity = 0;
}

主函数部分（test.cpp）

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Contact.h"

//枚举，增加程序的可读性
enum options
{
	EXIT,
	ADD,
	DEL,
	SEACH,
	MODIFY,
	SHOW
};

int main()
{
	int input = 0;
	//创建通讯录
	Contact con;
	//初始化通讯录
	InitContact(&con);

	do
	{
		menu();
		printf("请输入你的选择： ");
		scanf("%d", &input);

		switch (input)
		{
			//增加联系人信息
		case ADD:
			AddContact(&con);
			break;
			//删除联系人信息
		case DEL:
			DelContact(&con);
			break;
			//查找某个联系人的信息
		case SEACH:
			SeachPeople(&con);
			break;
			//修改某个联系人的信息
		case MODIFY:
			ModifyContact(&con);
			break;
			//展示通讯录内的每一个联系人的信息
		case SHOW:
			ShowContact(&con);
			break;
			//退出通讯录管理系统
		case EXIT:
			DestoryContact(&con);
			printf("通讯录已退出\n");
			break;
			//预防非法输入
		default:
			printf("输入错误，请重新输入\n");
			break;
		}
	} while (input);

	return 0;
}

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