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动态内存通讯录【C语言实现】

2023-10-23 44
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简介： 动态内存通讯录【C语言实现】

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<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;
}


文章标签：
C语言
关键词：
C语言通讯录
内存c语言
C语言动态内存
通讯录C语言
内存通讯录
Man9Oo
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