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动态内存通讯录【C语言实现】

网友: 文档中心 2022-03-30 20:00:59

文章目录

  • 前言
  • 整体思路
    • 信息打包
    • 头文件/类型/宏/函数的声明(contact.h)
    • 各个功能的实现(contact.c)
      • 初始化通讯录
      • 添加信息
      • 查找函数
      • 查找信息
      • 修改信息
      • 删除信息
      • 排序信息
      • 排序函数
      • 打印信息
    • 主程序(test.c)
  • 优化（动态增加内存的通讯录）
    • 优化结构体
    • 优化初始化模块
      • 检查函数
    • 销毁动态内存
    • 优化添加信息模块
  • 整体代码
    • contact.h
    • contact.c
    • test.c
  • 总结

前言

整体思路

首先简述容量固定的通讯录的思路，后续会优化的容量可动态增长的通讯录

信息打包

  1. 通讯录，应该包含一个人的姓名/性别/年龄/电话/住址等，这需要使用一个结构PeoInform将个人信息打包。
  2. 其次就是统计人数，用一个变量sz作为计数器。
  3. 但在每次给函数传参时，不仅需要传结构体地址，而且还要传这个计数器，未免有点麻烦了。信息结构和人数计数器都是一起变化的，所以可以再用一个结构Contact将结构PeoInform和计数器sz打包。

头文件/类型/宏/函数的声明(contact.h)

这个头文件用来引用主程序所需的头文件、声明宏和各个函数

#include#include#include#include//结构体成员容量#define MAX_NAME 30#define MAX_SEX 6#define MAX_TELE 12#define MAX_ADRESS 20 #define MAX 1000#define MAX_DEFAULT 3//声明结构体typedef struct PeoInform{char name[MAX_NAME];int age;char sex[MAX_SEX];char tele[MAX_TELE];char adr[MAX_ADRESS];}PeoInform;//个人信息typedef struct Contact{PeoInform data[MAX];//存放1000人信息的数组int sz;}Contact;//将个人信息结构体和人数打包为一个结构体//switch选项enum opt{EXIT,ADD,DEL,SEARCH,MODIFY,SORT,PRINT};enum opt_Qsort{EXIT1,NAME,AGE,SEX,TELE,ADRESS};void DelContact(Contact* con);void SearchContact(const Contact* con);int Find_Name_Contact(const Contact* con, char* name);void ModifyContact(Contact* con);void SortContact(Contact* con);void PrintContact(const Contact* con);//qsort所需的比较函数int cmp_by_name(const void* e1, const void* e2);void Qsort(Contact* con);
//声明结构体typedef struct PeoInform{char name[MAX_NAME];int age;char sex[MAX_SEX];char tele[MAX_TELE];char adr[MAX_ADRESS];}PeoInform;//个人信息typedef struct Contact{PeoInform data[MAX];//存放1000人信息的数组int sz;}Contact;//将个人信息结构体和人数打包为一个结构体

各个功能的实现(contact.c)

初始化通讯录

将人数和data（存放信息的结构体数组）数组的内容设为0，清理内存中的垃圾值。这里需要使用memset。

void InitialContact(Contact* con){assert(con);con->sz = 0;memset(con->data, 0, sizeof(con->data));}

添加信息

通讯录初始化完毕后，便可输入信息
首先要判断指针变量是否为空、容量是否达上限，否则无法添加

void AddContact(Contact* con){assert(con);if (con->sz == MAX)return;else{printf("请输入名字:>");scanf("%s", con->data[con->sz].name);printf("请输入年龄:>");scanf("%d", &(con->data[con->sz].age));printf("请输入性别:>");scanf("%s", con->data[con->sz].sex);printf("请输入电话:>");scanf("%s", con->data[con->sz].tele);printf("请输入地址:>");scanf("%s", con->data[con->sz].adr);con->sz++;printf("添加成功\n");}}

查找函数

这个函数在查找、修改、删除函数中都要用到，所以单独将这个查找功能封装成一个函数，以便后续使用
在进行判断后遍历数组，找到返回下标否则返回-1
这里用名字查找，还可以用地址、电话号码查找

int Find_Name_Contact(const Contact* con, char* name){//遍历数组，找到返回下标否则返回-1for (int i = 0; i < con->sz; i++){if (strcmp(con->data[i].name, name) == 0)return i;}return -1;}

查找信息

检查通过后，提示用户输入姓名，然后用查找函数，若找到，则将对应信息打印

void SearchContact(const Contact* con){assert(con);if (con->sz == 0){printf("通讯录中无信息\n");return ;}char name[MAX_NAME] = { 0 };printf("请输入姓名\n");scanf("%s", name);int ret = Find_Name_Contact(con, name);if (ret == -1){printf("通讯录中无此人信息\n");return;}printf("%-10s %-4s %-6s %-12s %-10s\n", "姓名", "年龄", "性别", "电话", "地址");printf("%-10s %-4d %-6s %-12s %-10s\n",con->data[ret].name,con->data[ret].age,con->data[ret].sex,con->data[ret].tele,con->data[ret].adr);}

修改信息

检查通过后，提示用户输入姓名，然后用查找函数，若找到，则提示用户重新输入其信息

void ModifyContact(Contact* con){assert(con);if (con->sz == 0){printf("无信息可修改\n");return;}char name[MAX_NAME] = { 0 };printf("请输入要修改的人的姓名\n");scanf("%s", &name);int ret = Find_Name_Contact(con, name);if (ret == -1){printf("通讯录中无此人信息\n");return;}printf("请重新输入用户信息\n");printf("请输入年龄:>");scanf("%d", &(con->data[ret].age));printf("请输入性别:>");scanf("%s", con->data[ret].sex);printf("请输入电话:>");scanf("%s", con->data[ret].tele);printf("请输入地址:>");scanf("%s", con->data[ret].adr);printf("修改成功\n");}

删除信息

思路同上：检查通过后，提示用户输入姓名，然后用查找函数，若找到，则删除。删除的思路是将该元素的后面所有的元素往前走一步，注意for循环中的范围，且删除成功以后计数器sz要-1

void DelContact(Contact* con){assert(con);if (con->sz == 0){printf("通讯录中无信息\n");return;}char name[MAX_NAME] = { 0 };printf("请输入姓名\n");scanf("%s", name);int ret = Find_Name_Contact(con, name);if (ret == -1){printf("通讯录中无此人信息\n");return;}for (int i = ret; i < con->sz - 1; i++)//注意范围{con->data[i] = con->data[i + 1];//后面的内容覆盖前面的}con->sz--;printf("删除成功\n");}

排序信息

因为可以以姓名、地址、电话等排序，所以将排序功能另外封装为一个函数，见下排序函数。在此仅写了以姓名和年龄排序

void SortContact(Contact* con){assert(con);if (con->sz == 0){printf("通讯录中无信息\n");return;}Qsort(con);}

排序函数

排序函数使用了switch，提示用户以哪种方式排序，且case使用的是由联合封装的常量（见contact.h）。排序功能由库函数qsort实现，自定义比较函数写在最后。
比较函数的实现要注意返回值的强转类型，使用qsort函数也要注意传参的类型。

void Qsort(Contact* con){int input = 0;//目前只做了名字排序do{printf(" 希望如何排序？请输入序号 \n");printf("\n");printf(" 1.Name   2.Age \n");printf(" 3.Sex   4.Tele \n");printf(" 5.Adress 0.Exit      \n");printf("\n");scanf("%d", &input);switch (input){case NAME:{qsort(con->data, con->sz, sizeof(PeoInform), cmp_by_name);}break;case AGE:{qsort(con->data, con->sz, sizeof(PeoInform), cmp_by_age);}break;case EXIT1:printf("排序完毕\n");break;default:break;}} while (input);}int cmp_by_name(const void* e1, const void* e2){return strcmp((const char*)e2, (const char*)e1);//降序}int cmp_by_age(const void* e1, const void* e2){return ((PeoInform*)e2)->age - ((PeoInform*)e1)->age;//降序}

打印信息

只是单纯的遍历打印，不要忘记检查
注意打印时要对齐的格式，这里使用的是左对齐

void PrintContact(Contact* con){assert(con);if (con->sz == 0){printf("通讯录中无信息\n");return;}int i = 0;printf("%-10s %-4s %-6s %-12s %-10s\n", "姓名", "年龄", "性别", "电话", "地址");for (i = 0; i < con->sz; i++){printf("%-10s %-4d %-6s %-12s %-10s\n", con->data[i].name, con->data[i].age, con->data[i].sex, con->data[i].tele, con->data[i].adr);}}

主程序(test.c)

这里是调用一系列函数的主程序
且case使用的是由联合封装的常量，见头文件/宏的声明

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include "contact.h"void menu(){printf("*\n");printf("* 0.EXIT     *\n");printf("* 1.ADD    2.DEL    *\n");printf("* 3.SEARCH 4.MODIFY *\n");printf("* 5.SORT   6.PRINT  *\n");printf("*\n");}void test(){Contact con;//初始化通讯录，包含个人信息结构体和人数int input = 0;InitialContact(&con);do{menu();printf("请选择->");scanf("%d", &input);switch (input){case ADD:AddContact(&con);break;case DEL:DelContact(&con);break;case SEARCH:SearchContact(&con);break;case MODIFY:ModifyContact(&con);break;case SORT:SortContact(&con);break;case PRINT:PrintContact(&con);break;case EXIT:printf("退出通讯录\n");break;default:printf("请重新输入合法序号\n");break;}} while (input);}int main(){test();return 0;}

优化（动态增加内存的通讯录）

上述的通讯录在初始化时就已经决定了它的大小，如果人数很少，这浪费了内存。如果人很多，内存又不够。为了灵活使用通讯录，规定：起初就有3个位置，当人数达到上限时，自动开辟两个人的内存。进行以下优化

优化结构体

原先的结构里是一个固定大小的数组和一个计数器。现在将这个数组改为一个指针，稍后要维护动态开辟的内存。这个计数器依然用来统计人数，但仅此还不够，因为还要记录内存的使用情况，所以将内存计数器capacity作为结构Contact的新成员

//动态版本：初始化可以存放3人，当存放满以后自动添加2个人的容量typedef struct Contact{PeoInform* data;//动态内存，使用指针int sz;//人数计数器int capacity;//这里添加一个容量计数器}Contact;

优化初始化模块

起初就将内存计数器capacity初始化为3，以便稍后开辟内存。使用malloc开辟内存和使用memset初始化通讯录时注意强转的类型(PeoInform*)和对象(con->data)。
检查人数达到容量上限这一功能单独封装为一个函数CheckContact。

void InitialContact(Contact* con){assert(con);con->capacity = 3;//初始化3个人的容量con->sz = 0;//初始化0人con->data = (PeoInform*)malloc(con->capacity*sizeof(PeoInform));if (NULL == con->data){perror("InitialContact::malloc");return;}memset(con->data, 0, con->capacity*sizeof(PeoInform));//用0初始化通讯录}

检查函数

//如果人满了，需要增容2个位置void CheckContact(Contact* con){if (con->sz == con->capacity)//人数达到当前容量{PeoInform* tmp = (PeoInform*)realloc(con->data, (con->capacity + 2)*sizeof(PeoInform));//为什么要使用临时交换变量tmp？if (tmp == NULL){ perror("CheckContact::realloc");return;}con->capacity += 2;printf("增容成功\n");}}

销毁动态内存

在初始化中，使用了malloc开辟内存，但不要在该函数中将内存free掉，因为这个函数只是初始化通讯录，还没使用该内存。所以free内存应该放在退出时，顺便打印销毁成功信息。
这一功能封装在DestoryContact函数中，在主程序的switch的exit中调用

//要free掉使用过的内存void DestoryContact(Contact* con){free(con->data);con->capacity = 0;con->data = NULL;con->sz = 0;printf("销毁成功\n");}

优化添加信息模块

原先得版本是对一个固定长度的数组写入信息，现在要在一个动态数组写入信息，所以在写入信息前要检查是否有空间可写入，如果此时刚好容量不足，则开辟两个位置。
将此功能封装为函数CheckContact，见检查函数。

void AddContact(Contact* con){assert(con);CheckContact(con);//调用检查函数printf("请输入名字:>");scanf("%s", con->data[con->sz].name);printf("请输入年龄:>");scanf("%d", &(con->data[con->sz].age));printf("请输入性别:>");scanf("%s", con->data[con->sz].sex);printf("请输入电话:>");scanf("%s", con->data[con->sz].tele);printf("请输入地址:>");scanf("%s", con->data[con->sz].adr);con->sz++;printf("添加成功\n");}

整体代码

contact.h

#pragma once//包含头文件#include#include#include#include//结构体成员容量#define MAX_NAME 30#define MAX_SEX 6#define MAX_TELE 12#define MAX_ADRESS 20 #define MAX 1000//声明结构体typedef struct PeoInform{char name[MAX_NAME];int age;char sex[MAX_SEX];char tele[MAX_TELE];char adr[MAX_ADRESS];}PeoInform;//个人信息//typedef struct Contact//{//PeoInform data[MAX];//存放1000人信息的数组//int sz;//}Contact;//将个人信息结构体和人数打包为一个结构体//动态版本：初始化可以存放3人，当存放满以后自动添加2个人的容量typedef struct Contact{PeoInform* data;//动态内存，使用指针int sz;//人数计数器int capacity;//这里添加一个容量计数器}Contact;//switch选项enum opt{EXIT,ADD,DEL,SEARCH,MODIFY,SORT,PRINT};enum opt_Qsort{EXIT1,NAME,AGE,SEX,TELE,ADRESS};void DelContact(Contact* con);void SearchContact(const Contact* con);int Find_Name_Contact(const Contact* con, char* name);void ModifyContact(Contact* con);void SortContact(Contact* con);void PrintContact(const Contact* con);//qsort的比较函数int cmp_by_name(const void* e1, const void* e2);int cmp_by_age(const void* e1, const void* e2);//int cmp_by_sex(const void* e1, const void* e2);//int cmp_by_tele(const void* e1, const void* e2);//int cmp_by_adress(const void* e1, const void* e2);void Qsort(Contact* con);

contact.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include "contact.h"////void InitialContact(Contact* con)//{//assert(con);//con->sz = 0;//memset(con->data, 0, sizeof(con->data));//}void InitialContact(Contact* con){assert(con);con->capacity = 3;//初始化3个人的容量con->sz = 0;//初始化0人con->data = (PeoInform*)malloc(con->capacity*sizeof(PeoInform));if (NULL == con->data){perror("InitialContact::malloc");return;}memset(con->data, 0, con->capacity*sizeof(PeoInform));//用0初始化通讯录}//如果人满了，需要增容2个位置void CheckContact(Contact* con){if (con->sz == con->capacity)//人数达到当前容量{PeoInform* tmp = (PeoInform*)realloc(con->data, (con->capacity + 2)*sizeof(PeoInform));//为什么要使用临时交换变量tmp？if (tmp == NULL){ perror("CheckContact::realloc");return;}con->capacity += 2;printf("增容成功\n");}}//要free掉使用过的内存void DestoryContact(Contact* con){free(con->data);con->capacity = 0;con->data = NULL;con->sz = 0;printf("销毁成功\n");}void AddContact(Contact* con){assert(con);CheckContact(con);printf("请输入名字:>");scanf("%s", con->data[con->sz].name);printf("请输入年龄:>");scanf("%d", &(con->data[con->sz].age));printf("请输入性别:>");scanf("%s", con->data[con->sz].sex);printf("请输入电话:>");scanf("%s", con->data[con->sz].tele);printf("请输入地址:>");scanf("%s", con->data[con->sz].adr);con->sz++;printf("添加成功\n");}void ModifyContact(Contact* con){assert(con);if (con->sz == 0){printf("无信息可修改\n");return;}char name[MAX_NAME] = { 0 };printf("请输入要修改的人的姓名\n");scanf("%s", &name);int ret = Find_Name_Contact(con, name);if (ret == -1){printf("通讯录中无此人信息\n");return;}printf("请重新输入用户信息\n");printf("请输入年龄:>");scanf("%d", &(con->data[ret].age));printf("请输入性别:>");scanf("%s", con->data[ret].sex);printf("请输入电话:>");scanf("%s", con->data[ret].tele);printf("请输入地址:>");scanf("%s", con->data[ret].adr);printf("修改成功\n");}void SearchContact(const Contact* con){assert(con);if (con->sz == 0){printf("通讯录中无信息\n");return ;}char name[MAX_NAME] = { 0 };printf("请输入姓名\n");scanf("%s", name);int ret = Find_Name_Contact(con, name);if (ret == -1){printf("通讯录中无此人信息\n");return;}printf("%-10s %-4s %-6s %-12s %-10s\n", "姓名", "年龄", "性别", "电话", "地址");printf("%-10s %-4d %-6s %-12s %-10s\n",con->data[ret].name,con->data[ret].age,con->data[ret].sex,con->data[ret].tele,con->data[ret].adr);}int Find_Name_Contact(const Contact* con, char* name){//遍历数组，找到返回下标否则返回-1for (int i = 0; i < con->sz; i++){if (strcmp(con->data[i].name, name) == 0)return i;}return -1;}void DelContact(Contact* con){assert(con);if (con->sz == 0){printf("通讯录中无信息\n");return;}char name[MAX_NAME] = { 0 };printf("请输入姓名\n");scanf("%s", name);int ret = Find_Name_Contact(con, name);if (ret == -1){printf("通讯录中无此人信息\n");return;}for (int i = ret; i < con->sz - 1; i++)//注意范围{con->data[i] = con->data[i + 1];//后面的内容覆盖前面的}con->sz--;printf("删除成功\n");}void PrintContact(Contact* con){assert(con);if (con->sz == 0){printf("通讯录中无信息\n");return;}int i = 0;printf("%-10s %-4s %-6s %-12s %-10s\n", "姓名", "年龄", "性别", "电话", "地址");for (i = 0; i < con->sz; i++){printf("%-10s %-4d %-6s %-12s %-10s\n", con->data[i].name, con->data[i].age, con->data[i].sex, con->data[i].tele, con->data[i].adr);}}void SortContact(Contact* con){assert(con);if (con->sz == 0){printf("通讯录中无信息\n");return;}Qsort(con);}void Qsort(Contact* con){int input = 0;//只做名字和年龄排序do{printf(" 希望如何排序？请输入序号 \n");printf("\n");printf(" 1.Name   2.Age \n");printf(" 3.Sex   4.Tele \n");printf(" 5.Adress 0.Exit \n");printf("\n");scanf("%d", &input);switch (input){case NAME:{qsort(con->data, con->sz, sizeof(PeoInform), cmp_by_name);}break;case AGE:{qsort(con->data, con->sz, sizeof(PeoInform), cmp_by_age);}break;/*case SEX:{qsort(con->data, con->sz, sizeof(PeoInform), cmp_by_sex);}break;case TELE:{qsort(con->data, con->sz, sizeof(PeoInform), cmp_by_tele);}break;case ADRESS:{qsort(con->data, con->sz, sizeof(PeoInform), cmp_by_adress);}break;*/case EXIT1:printf("排序完毕\n");break;default:break;}} while (input);}int cmp_by_name(const void* e1, const void* e2){return strcmp((const char*)e2, (const char*)e1);//降序}int cmp_by_age(const void* e1, const void* e2){return ((PeoInform*)e2)->age - ((PeoInform*)e1)->age;//降序}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include "contact.h"void menu(){printf("*\n");printf("* 0.EXIT     *\n");printf("* 1.ADD    2.DEL    *\n");printf("* 3.SEARCH 4.MODIFY *\n");printf("* 5.SORT   6.PRINT  *\n");printf("*\n");}void test(){Contact con;//初始化通讯录，包含个人信息结构体和人数int input = 0;InitialContact(&con);do{menu();printf("请选择->");scanf("%d", &input);switch (input){case ADD:AddContact(&con);break;case DEL:DelContact(&con);break;case SEARCH:SearchContact(&con);break;case MODIFY:ModifyContact(&con);break;case SORT:SortContact(&con);break;case PRINT:PrintContact(&con);break;case EXIT:printf("退出通讯录\n");DestoryContact(&con);break;default:printf("请重新输入合法序号\n");break;}} while (input);}int main(){test();return 0;}

总结

通讯录的功能实现，体现了模块化的思想，即将各个功能划分开，在各个模块中找到共性，将这个共性再独立为一个模块。这种分而治之的思想能减少今后维护代码的成本，当我们在写东西时，应该把眼光放长远，为以后着想。

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