【数据结构】顺序表实现通讯录

拉普达的城2023-10-22 20:07

前言

在上一节中我们实现了顺序表，现在我们将使用顺序表完成通讯录的实现。（注：本人水平有限，"小屎山"有些许bug，代码冗余且语无伦次，望谅解！😅）

文章目录

一、数据结构设计

首先，定义一个结构体Contact来存储单个联系人的信息，包括姓名、性别、年龄和手机号。

c 复制代码 
typedef struct Contact {
	char name[NAME_MAX]; //姓名
	char sex[SEX_MAX];   //性别
	int age;             //年龄
	char phone[PHONE_MAX];//手机号
}Contact;

然后，定义一个结构体SeqList（序列表）用于存储所有联系人信息。该结构体包含一个指向Contact结构体数组的指针data，以及两个整数，size表示当前有效数据个数，capacity表示当前数组容量。

c 复制代码 
typedef struct SeqList {
	Contact* data; //通讯录信息
	int size;  //有效数据个数
	int capacity;  //通讯录总容量
}ConList;

二、初始化和内存管理

初始化

在程序开始之前，我们需要进行初始化操作，即为SeqList中的data分配内存，并设置初始值。

c 复制代码 
int ContactInit(ConList* list) {   
    assert(list);
	Contact* tmp = (Contact*)malloc(sizeof(Contact));
    if (tmp==NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return -1;
    }
    list->data = tmp;
	list->size = 0;
	list->capacity = 1;
    return 0;
}

动态扩容

如果SeqList中的data数组已满，我们需要进行扩容。

c 复制代码 
int resizeConList(ConList* list) {
    assert(list);
    int newCapacity = list->capacity * 2;
    Contact* newData = (Contact*)realloc(list->data, sizeof(Contact) * newCapacity);
    if (newData == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return -1;
    }
    list->data = newData;
    list->capacity = newCapacity;
    return 0;
}

三、基础功能实现：增删改查

添加联系人

添加联系人时，需要先检查是否有足够的空间，如果没有则扩容。然后，通过标准输入获取联系人信息。

c 复制代码 
int ContactAdd(ConList* list) {
    assert(list);

    char sign = 'N';
    do {
        if (list->size >= list->capacity) {
            int ret = resizeConList(list);
            if (ret == -1) {
                printf("通讯录扩大失败\n");
                return -1;
            }
        }

        printf("请输入姓名:>");
        scanf(" %20s", list->data[list->size].name); // 限制输入长度

        printf("请输入性别:>");
        scanf(" %7s", list->data[list->size].sex); // 限制输入长度

        printf("请输入年龄:>");
        if (scanf("%d", &(list->data[list->size].age)) != 1) {
            printf("无效的年龄输入\n");
            return -1;
        }

        printf("请输入手机号:>");
        scanf(" %20s", list->data[list->size].phone); // 限制输入长度

        list->size++;

        ContactShow(list);

        printf("Y 继续添加   N 结束   请输入:>");
        scanf(" %c", &sign); // 注意空格，用于吸收前一个输入后可能残留的换行符
        printf("***********************************\n");
    } while (sign == 'Y' || sign == 'y');

    return 0;
}

删除联系人

删除联系人时，需要输入要删除的联系人的序号。

c 复制代码 
int ContactDel(ConList* list) {
    assert(list);

    ContactShow(list);
    int input = 0;//要删除联系人序号
    char sign = 0;
    do {
        printf("\n");
        printf("选择要删除的联系人的序号:>");
        scanf("%d", &input);
        for (int i = input; i < list->size; i++) {
            list->data[i - 1] = list->data[i];
        }
        list->size--;

        ContactShow(list);

        printf("Y 继续删除  N 结束  请输入:>");
        scanf(" %c", &sign);
    } while (sign=='Y'||sign=='y');
    return 0;
}

修改联系人

修改联系人与添加联系人类似，但需要先定位到要修改的联系人。

c 复制代码 
int ContactModify(ConList* list) {
    assert(list);

    ContactShow(list);
    int input = 0;//要修改的联系人序号
    char sign = 0;
    do {
        printf("\n");
        printf("选择要修改的联系人序号:>");
        scanf("%d", &input);

        //联系人信息修改
        printf("请输入姓名:>");
        scanf(" %20s", list->data[input-1].name); 

        printf("请输入性别:>");
        scanf(" %7s", list->data[input - 1].sex);

        printf("请输入年龄:>");
        if (scanf("%d", &(list->data[input - 1].age)) != 1) {
            printf("无效的年龄输入\n");
            return -1;
        }

        printf("请输入手机号:>");
        scanf(" %20s", list->data[input - 1].phone); 

        ContactShow(list);

        printf("Y 继续修改  N 结束  请输入:>");
        scanf(" %c",&sign);
    } while (sign == 'Y' || sign == 'y');

    return 0;
}

查找联系人

可以通过姓名或手机号进行查找。

c 复制代码 
int ContactFind(ConList* list) {
    assert(list);

    int input = 0;
    char keyword[21] = {0};//联系人关键字
    int sign = 0;//联系人是否找到判断
    do {
        sign = 0;
        printf("选择查找联系人方式  1 姓名查找  2 手机号查找  0 退出查找:>");
        scanf("%d", &input);

        if (!input) return 0;//退出查找

        printf("请输入查找关键字:>");
        scanf(" %20s", keyword);  // 限制输入长度
        switch (input) {
        case 1:      // 按姓名查找
            for (int i = 0; i < list->size; i++) {
                if (strcmp(list->data[i].name, keyword) == 0) {
                    printf("找到联系人：%d\n", i + 1);
                    sign = 1;
                    break;
                }
            }
            break;
        case 2:       // 按手机号查找
            for (int i = 0; i < list->size; i++) {
                if (strcmp(list->data[i].phone, keyword) == 0) {
                    printf("找到联系人的序号：%d\n", i + 1);
                    sign = 1;
                    break;
                }
            }
            break;
        default:
            printf("无效的选项\n");
            break;
      }
    } while (input);
    
    if (!sign) {
        printf("未找到联系人\n");
    }

    return 0;
}

显示通讯录

c 复制代码 
int ContactShow(ConList* list) {
    assert(list);

    int count = 1;//序号
    printf("--------------------------------------------------------------\n");
    printf("|序号|        姓名        |  性别  |年龄|       手机号       |\n");
    while (count <= list->size) {
        printf("--------------------------------------------------------------\n");
        printf("|%-4d|%-20s|%-8s|%-4d|%-20s|\n",count,list->data[count - 1].name, 
            list->data[count - 1].sex, list->data[count - 1].age,list->data[count - 1].phone);
        count++;
    }
    printf("--------------------------------------------------------------\n");
    return 0;
}

四、文件操作

保存至文件

使用二进制模式将所有联系人信息保存到文件。

c 复制代码 
int ContactSave(ConList* list) {
    assert(list);

    FILE* file = fopen("contact.dat", "wb");
    if (file == NULL) {
        printf("无法创建或打开文件\n");
        return -1;
    }

    // 写入通讯录的大小（元素数量）
    fwrite(&(list->size), sizeof(int), 1, file);

    // 写入通讯录的数据
    fwrite(list->data, sizeof(Contact), list->size, file);

    fclose(file);
    file=NULL;
    return 0;
}

从文件读取

与保存操作相反，从文件中读取所有联系人信息。

c 复制代码 
int ContactLoad(ConList* list) {
    assert(list);

    FILE* file = fopen("contact.dat", "rb+");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return -1;
    }

    // 读取通讯录的大小（元素数量）
    fread(&(list->size), sizeof(int), 1, file);

    // 根据读取到的大小动态分配内存
    if (list->size) {
        Contact* tmp = (Contact*)realloc(list->data, sizeof(Contact) * list->size);
        if (tmp == NULL) {
            printf("内存分配失败\n");

            fclose(file);
            return -1;
        }

        list->data = tmp;

        // 读取通讯录的数据
        fread(list->data, sizeof(Contact), list->size, file);

        list->capacity = list->size; // 在这个简单示例中，将容量设置为大小
   }
    
    fclose(file);
    return 0;
}

五、所有代码

contact.h

c 复制代码 
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>

#define NAME_MAX 20 
#define SEX_MAX 7   
#define PHONE_MAX 20

typedef struct Contact {
	char name[NAME_MAX]; //姓名
	char sex[SEX_MAX];   //性别
	int age;             //年龄
	char phone[PHONE_MAX];//手机号
}Contact;

typedef struct SeqList {
	Contact* data; //通讯录信息
	int size;  //有效数据个数
	int capacity;  //通讯录总容量
}ConList;


//添加联系人
int ContactAdd(ConList* list);
//删除联系人
int ContactDel(ConList* list);
//修改联系人
int ContactModify(ConList* list);
//查找指定联系人
int ContactFind(ConList* list);

//通讯录的初始化
int ContactInit(ConList* list);
//通讯录扩容
int resizeConList(ConList* list);
//通讯录销毁
void ContactDestroy(ConList* list);
//查看通讯录
int ContactShow(ConList* list);

//检测contact.dat存不存在，如果不存在就创建一个
int checkAndCreateFile(const char* filename);
//保存通讯录到文件
int ContactSave(ConList* list);
//从文件中读取通讯录
int ContactLoad(ConList* list);

contact.c

c 复制代码 
#include"contact.h"

int ContactInit(ConList* list) {   
    assert(list);

	Contact* tmp = (Contact*)malloc(sizeof(Contact));
    if (tmp==NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return -1;
    }
    list->data = tmp;
	list->size = 0;
	list->capacity = 1;
    return 0;
}

int resizeConList(ConList* list) {
    assert(list);

    int newCapacity = list->capacity * 2;
    Contact* newData = (Contact*)realloc(list->data, sizeof(Contact) * newCapacity);//通常扩容选择1.5倍或者2倍进行扩容

    if (newData == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");

        return -1;
    }

    list->data = newData;
    list->capacity = newCapacity;
    return 0;
}

int ContactAdd(ConList* list) {
    assert(list);

    char sign = 'N';
    do {
        if (list->size >= list->capacity) {
            int ret = resizeConList(list);
            if (ret == -1) {
                printf("通讯录扩大失败\n");
                return -1;
            }
        }

        printf("请输入姓名:>");
        scanf(" %20s", list->data[list->size].name); // 限制输入长度

        printf("请输入性别:>");
        scanf(" %7s", list->data[list->size].sex); // 限制输入长度

        printf("请输入年龄:>");
        if (scanf("%d", &(list->data[list->size].age)) != 1) {
            printf("无效的年龄输入\n");
            return -1;
        }

        printf("请输入手机号:>");
        scanf(" %20s", list->data[list->size].phone); // 限制输入长度

        list->size++;

        ContactShow(list);

        printf("Y 继续添加   N 结束   请输入:>");
        scanf(" %c", &sign); // 注意空格，用于吸收前一个输入后可能残留的换行符
        printf("***********************************\n");
    } while (sign == 'Y' || sign == 'y');

    return 0;
}

int ContactShow(ConList* list) {
    assert(list);

    int count = 1;//序号
    printf("--------------------------------------------------------------\n");
    printf("|序号|        姓名        |  性别  |年龄|       手机号       |\n");
    while (count <= list->size) {
        printf("--------------------------------------------------------------\n");
        printf("|%-4d|%-20s|%-8s|%-4d|%-20s|\n",count,list->data[count - 1].name, 
            list->data[count - 1].sex, list->data[count - 1].age,list->data[count - 1].phone);
        count++;
    }
    printf("--------------------------------------------------------------\n");
    return 0;
}

int ContactDel(ConList* list) {
    assert(list);

    ContactShow(list);
    int input = 0;//要删除联系人序号
    char sign = 0;
    do {
        printf("\n");
        printf("选择要删除的联系人的序号:>");
        scanf("%d", &input);
        for (int i = input; i < list->size; i++) {
            list->data[i - 1] = list->data[i];
        }
        list->size--;

        ContactShow(list);

        printf("Y 继续删除  N 结束  请输入:>");
        scanf(" %c", &sign);
    } while (sign=='Y'||sign=='y');
    return 0;
}

int ContactModify(ConList* list) {
    assert(list);

    ContactShow(list);
    int input = 0;//要修改的联系人序号
    char sign = 0;
    do {
        printf("\n");
        printf("选择要修改的联系人序号:>");
        scanf("%d", &input);

        //联系人信息修改
        printf("请输入姓名:>");
        scanf(" %20s", list->data[input-1].name); 

        printf("请输入性别:>");
        scanf(" %7s", list->data[input - 1].sex);

        printf("请输入年龄:>");
        if (scanf("%d", &(list->data[input - 1].age)) != 1) {
            printf("无效的年龄输入\n");
            return -1;
        }

        printf("请输入手机号:>");
        scanf(" %20s", list->data[input - 1].phone); 

        ContactShow(list);

        printf("Y 继续修改  N 结束  请输入:>");
        scanf(" %c",&sign);
    } while (sign == 'Y' || sign == 'y');

    return 0;
}

int ContactFind(ConList* list) {
    assert(list);

    int input = 0;
    char keyword[21] = {0};//联系人关键字
    int sign = 0;//联系人是否找到判断
    do {
        sign = 0;
        printf("选择查找联系人方式  1 姓名查找  2 手机号查找  0 退出查找:>");
        scanf("%d", &input);

        if (!input) return 0;//退出查找

        printf("请输入查找关键字:>");
        scanf(" %20s", keyword);  // 限制输入长度
        switch (input) {
        case 1:      // 按姓名查找
            for (int i = 0; i < list->size; i++) {
                if (strcmp(list->data[i].name, keyword) == 0) {
                    printf("找到联系人：%d\n", i + 1);
                    sign = 1;
                    break;
                }
            }
            break;
        case 2:       // 按手机号查找
            for (int i = 0; i < list->size; i++) {
                if (strcmp(list->data[i].phone, keyword) == 0) {
                    printf("找到联系人的序号：%d\n", i + 1);
                    sign = 1;
                    break;
                }
            }
            break;
        default:
            printf("无效的选项\n");
            break;
      }
    } while (input);
    
    if (!sign) {
        printf("未找到联系人\n");
    }

    return 0;
}

void ContactDestroy(ConList* list) {
    assert(list);

    // 释放动态分配的数组内存
    if (list->data != NULL) {
        free(list->data);
    }

    // 将各成员变量设置为初始状态
    list->data = NULL;
    list->size = 0;
    list->capacity = 0;
}

int ContactSave(ConList* list) {
    assert(list);

    FILE* file = fopen("contact.dat", "wb");
    if (file == NULL) {
        printf("无法创建或打开文件\n");
        return -1;
    }

    // 写入通讯录的大小（元素数量）
    fwrite(&(list->size), sizeof(int), 1, file);

    // 写入通讯录的数据
    fwrite(list->data, sizeof(Contact), list->size, file);

    fclose(file);
    file=NULL;
    return 0;
}


int ContactLoad(ConList* list) {
    assert(list);

    FILE* file = fopen("contact.dat", "rb+");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return -1;
    }

    // 读取通讯录的大小（元素数量）
    fread(&(list->size), sizeof(int), 1, file);

    // 根据读取到的大小动态分配内存
    if (list->size) {
        Contact* tmp = (Contact*)realloc(list->data, sizeof(Contact) * list->size);
        if (tmp == NULL) {
            printf("内存分配失败\n");

            fclose(file);
            return -1;
        }

        list->data = tmp;

        // 读取通讯录的数据
        fread(list->data, sizeof(Contact), list->size, file);

        list->capacity = list->size; // 在这个简单示例中，将容量设置为大小
   }
    
    fclose(file);
    return 0;
}

int checkAndCreateFile(const char* filename) {
    FILE* file;

    // 尝试以读模式打开文件
    file = fopen(filename, "r");

    // 检查文件是否已经存在
    if (file != NULL) {
        // 文件存在，关闭文件
        fclose(file);
        printf("contact.dat存在\n");
        return 0;  // 返回0表示文件已存在，无需创建
    }
    else {
        // 文件不存在，以写模式创建一个新文件
        file = fopen(filename, "w");
        if (file != NULL) {
            fclose(file);
            printf("文件创建成功\n");
            return 1;  // 返回1表示文件成功创建
        }
        else {
            // 文件创建失败，可能是因为权限或磁盘空间不足等原因
            printf("文件创建失败\n");
            return -1;  // 返回-1表示文件创建失败
        }
    }
}

main.c

c 复制代码 
#include"contact.h"

void menu() {
	printf("-------------------------------------\n");
	printf("-----1 添加联系人   2 删除联系人-----\n");
	printf("-----3 修改联系人   4 查找联系人-----\n");
	printf("-------------0 退出通讯录------------\n");
	printf("-------------------------------------\n");
 
}

int main() {
	ConList list;
	ContactInit(&list);//通讯录初始化

	checkAndCreateFile("contact.dat");//检测contact.dat存不存在，如果不存在就创建一个

	//从文件中读取通讯录
	ContactLoad(&list);
	int input = 0;
	do {
		menu();
		printf("\n");
		printf("选择操作:>");
		scanf("%d",&input);
		switch(input){
		case 1:
			ContactAdd(&list);
			break;
		case 2:
			ContactDel(&list);
			break;
		case 3:
			ContactModify(&list);
			break;
		case 4:
			ContactFind(&list);
			break;
		default:
			break;
		}
	} while (input);

	ContactSave(&list);//保存通讯录到文件
	ContactDestroy(&list);//通讯录销毁
	return 0;
}


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