动态内存通讯录【C语言实现】
文章目录
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
- 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。
- 其次就是统计人数，用一个变量sz作为计数器。
- 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<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
//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-1
for (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<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
//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-1
for (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。
日志
3/30/2022
Man9o
4/2/2022
Man9o
用文件操作改进通讯录
上面的代码每次使用都要重新输入一遍个人信息，现在将其优化为可保存信息的动态内存通讯录
优化(增加文件操作)
保存数据
在每次退出程序，需要保存输入的数据，这个功能封装在save_contact函数中
注意每次对文件操作都要检查剩余容量
void save_contact(Contact* con)
{
FILE* pfwrite = open("contact.txt", "wb");
if (pfwrite == NULL)//检查
{
perror("open file for writting");
return;
}
CheckContact(con);
//写入数据
for (int i = 0; i < con->sz; i++)
{
fwrite(con->data + i, sizeof(PeoInform), 1, pfwrite);
}
}
这个函数将在主程序的switch的EXIT出口中被调用
加载数据
每次运行程序，都要从文件中加载数据，注意检查容量
void load_contact(Contact* con)
{
PeoInform tmp = { 0 };//临时空间
FILE* pfRead = fopen("contact.txt", "rb");
if (pfRead == NULL)
{
perror("open file for reading");
return;
}
//加载数据
while (fread(&tmp, sizeof(PeoInform), 1, pfRead))
{
//判断其返回值决定循环
CheckContact(con);//检查容量
con->data[con->sz] = tmp;
con->sz++;
}
fclose(pfRead);
pfRead = NULL;
}
