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C语言手撕通讯录（静态、动态双版本）——万字实战详解

2022-04-15 120
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简介： 正片开始👀这里为了方便对照，我搬出整个程序的前后修改版本，并分别作为静态和动态版本，实际差距并不大，提供出来只供君参考🤔🤔动机🤔🤔为什么要写一个通讯录？

正片开始👀

这里为了方便对照，我搬出整个程序的前后修改版本，并分别作为静态和动态版本，实际差距并不大，提供出来只供君参考


🤔🤔动机🤔🤔


为什么要写一个通讯录？

1.当然是一部分原因是看了b站上的资源自己比较感兴趣


2.其次就是在C语言实际应用上可以深化和巩固，其实都看得出来我中间断更了好久的数据结构与算法的博客，主要想法还是想把C语言从里到外不遗余力的杀穿，又走了一遍底层原理，不过我相信费时是值得的


3.在学习数据结构和算法这板块，需要C语言基础高度的掌握，所以这部分算对前边理论部分的一个实战项目，数据结构数据结构，无非就是数据的增删查改，这里我们提前热身一下也不错。


静态版本👏

头文件（ phonebook.h）

我们这里依旧使用之前写扫雷的分装思想，将这个通讯录分为 头文件，接口，功能三个部分。


首先我们写出头文件，就是我们需要用到什么，给他整出来，我们简单粗暴给命名为“ phonebook.h ”，展示为下面三个部分：

#pragma once
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
# include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>

#define max 1000
#define x 30
#define y 30
#define z 20
typedef struct num
{
  char name[x];
  int age;
  char sex[y];
  char addr[y];
  char num[z];
}num;
typedef struct book
{
  num data[max];
  int count;
}book;
enum conmenu
{
  退出,
  增添,
  删减,
  查找,
  修改,
  排序,
  全览,
};

void start(book* p); //初始化通讯录
void add(book* p);//增添信息
void show(const book* p);//展示信息
void delete(book* p);//删除信息
int search(book* p,char name[]);//库中搜寻要查找信息
void find(book* p);//查找信息
void modify(book* p);//修改信息
void sort(book* p);//排序信息

整个一坨掰成三瓣就是为了方便理解，从上到下分别是菜单（展示必要），自定义类型变量（结构体，枚举类型），需要实现的功能函数名。


为什么结构体变量有两个，book结构体是我们整个通讯录的骨骼，包含count（成员数量）和data（成员数据），这里就相当于模拟了一个数组出来，更方便管理； num 结构体则是存放各个成员数据的细节成分（姓名，年龄，性别……）。


接口（test.c）

设置接口的目的就相当于是设置了一个大门，就是一个统揽全局的作用，我们把菜单，和功能模块在这里作展示作用，代码的实现我们会放在功能板块实现。

#include"phonebook.h"
void menu()
{
  printf("-----------------------------\n");
  printf("----    欢迎使用通讯录   ----\n");
  printf("-----------------------------\n");
  printf("----- 1.增添  |   2.删减-----\n");
  printf("----- 3.查找  |   4.修改-----\n");
  printf("----- 5.排序  |   6.全览-----\n");
  printf("-----       0.退出      -----\n");
  printf("-----------------------------\n");
}
int main()
{
  int input;
  book con;
  start(&con);
  do
  { 
    menu();
    printf("请选择：\n");
    scanf("%d", &input);
    switch (input)
    {
    case 增添:
      add(&con);
      break;
    case 删减:
      delete(&con);
      break;
    case 查找:
      find(&con);
      break;
    case 修改:
      modify(&con);
      break;
    case 排序:
      sort(&con);
      break;
    case 全览:
      show(&con);
      break;
    case 退出:
      break;
    default:
      printf("錯誤输入!\n");
      return 0;
    }
  } while (input);
  return 0;
}

抛开菜单部分，do-while 语句就是对应了菜单给出的功能遥控器，需要什么点什么。


为什么我们需要一个枚举类型，其原因就是为了对应上面菜单中的功能（枚举类型成员在未赋值情况下，第一个成员默认值为 0 ，其下依次递增，从而实现一一对应），我们作为设计者，主要是为了方便我们自己写代码，switch-case 语句中，case 条件我们一眼瞄过去如果是 1,2,3 的数字，我们在完善时就可能云里雾里，还要去查目录，就很麻烦，所以我们用枚举类型来避免这种小尴尬。


功能板块（phonebook.c）

我们在通讯录中需要达到的目的有基本的增删查改，以及作为称得上完美通讯录的全览，排序和退出，下面我们 一 一 实现：


1. 初始化：

void start(book* p)
{
  assert(p);
  p->count = 0;
  memset(p->data, 0, sizeof(p->data));
}

初识化首先就要避免空指针和随机数，所以这里安排一手 assert 和 置0 就够了。

2. 增添：

void add(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == max)
  {
    printf("已满，请先进行删除\n");
    return;
  }
  else
  {
    printf("请输入姓名:");
    scanf("%s", p->data[p->count].name);
    printf("请输入年龄:");
    scanf("%d", &(p->data[p->count].age));
    printf("请输入性别（F\\M):");
    scanf("%s", p->data[p->count].sex);
    printf("请输入地址:");
    scanf("%s", p->data[p->count].addr);
    printf("请输入电话:");
    scanf("%s", p->data[p->count].num);
    p->count++;
    printf("\n增添成功!\n");
  }
}

增添数据我们要对应好结构体中的类型，因为年龄比较特殊，它是 %d 的形式，输入类型不是字符串，所以我们要进行取地址操作

3.查找

void find(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == 0)
    printf("\n目录为空!\n");
  else
  {
    char name[max] = { 0 };
    printf("请输入查找对象:\n");
    scanf("%s", &name);
    int i = search(p, name);
    if (i != -1)
    {
      printf("联系人存在，在第%d位\n", i + 1);
    }
    else
    {
      printf("联系人不存在！\n");
    }
  }
}

注意在开始要判断一下现在通讯录状态是否为空，空就无法查找，注意要在库中寻找我们的查找对象，我们还要需要一个对信息进行筛选比对的函数来找出该对象，因此我们引入 search 函数：

int search(book* p, char name[])
{
  for (int i = 0; i < p->count; i++)
  {
    if (strcmp(name , p->data[i].name)==0)
    {
      return i;
    }
    else
    {
      return -1;
    }
  }
}

4.删除

void delete(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == 0)
  {
    printf("\n为空，无法删除！\n");
    return;
  }
  else
  {
    printf("请输入删除对象：\n");
    char name[max] = {0};
    scanf("%s", &name);
    int f = search(p,name);
    if (f == -1)
    {
      printf("该对象不存在！\n");
    }
    else
    {
      for (int j = f; j < p->count-1; j++)
      {
        p->data[j] = p->data[j + 1];
      }
      p->count--;
      printf("\n删除成功！\n");
    }
  }
}

注意在开始要判断一下现在通讯录状态是否为空，空就无法删除；确定不为空再找到删除对象，我们所谓的删除本质就是用后面的数据进行依次覆盖，最后让数组大小 count -1 即可。

5.修改

void modify(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == 0)
  {
    printf("为空，无法删除！\n");
    return;
  }
  else
  {
    printf("请输入对象姓名：\n");
    char name[max] = { 0 };
    scanf("%s", &name);
    int i = search(p,name);
    if(i!=-1)
    {
      printf("该对象存在\n");
      printf("请输入修改内容：\n");
      printf("请输入姓名:\n");
      scanf("%s", p->data[i].name);
      printf("请输入年龄:\n");
      scanf("%d", &(p->data[p->count].age));
      printf("请输入性别（F\M）:\n");
      scanf("%c", &(p->data[p->count].sex));
      printf("请输入地址:\n");
      scanf("%s", p->data[p->count].addr);
      printf("请输入电话:\n");
      scanf("%s", p->data[p->count].num);
      printf("\n修改成功！\n");
    }
    else
    {
      printf("该对象不存在！\n");
      return 0;
    }
  }
}

6.排序


int compare(const void* a, const void* b)
{
  return strcmp(((book*)a)->data->name , ((book*)b)->data->name);
}
int compare2(const void* a, const void* b)
{
  return strcmp(((book*)b)->data->name, ((book*)a)->data->name);
}
void sort(book* p)
{
  printf("请选择：\n");
  printf("-----------------------------\n");
  printf("----- 1.顺序  |   2.逆序-----\n");
  printf("-----------------------------\n");
  int in;
  scanf("%d", &in);
  switch (in)
  {
  case 1:
    qsort(p->data, p->count, sizeof(p->data[0]), compare);
  case 2:
    qsort(p->data, p->count, sizeof(p->data[0]), compare2);
  }
  printf("\n 排序完成！\n");
}

排序我细分为了顺序和逆序两种，基本思想就是 qsort 函数一步到胃，不再赘述。

7.全览

void show(book* p)
{
  assert(p);
  int i = 0;
  printf("%10s %5s %5s %10s %13s\n","姓名","年龄","性别","地址","电话");
  for (i = 0; i < p->count; i++)
  {
    printf("%10s %5d %5s %10s %13s\n", p->data[i].name, p->data[i].age, p->data[i].sex, p->data[i].addr, p->data[i].num);
  }
}

就是全部打印出来即可，注意信息之间的间隔调整，读者可自主更改其大小。

到这里我们所有功能就算实现完了，来康康实际效果如何（仅展示其中几个）：

image.png

image.png

静态版全部代码

为了方便读者查看与创作，我把三个部分的代码全部贴出来：

test.c（接口）

#include"phonebook.h"
void menu()
{
  printf("-----------------------------\n");
  printf("----    欢迎使用通讯录   ----\n");
  printf("-----------------------------\n");
  printf("----- 1.增添  |   2.删减-----\n");
  printf("----- 3.查找  |   4.修改-----\n");
  printf("----- 5.排序  |   6.全览-----\n");
  printf("-----       0.退出      -----\n");
  printf("-----------------------------\n");
}
int main()
{
  int input;
  book con;
  start(&con);
  do
  { 
    menu();
    printf("请选择：\n");
    scanf("%d", &input);
    switch (input)
    {
    case 增添:
      add(&con);
      break;
    case 删减:
      delete(&con);
      break;
    case 查找:
      find(&con);
      break;
    case 修改:
      fix(&con);
      break;
    case 排序:
      sort(&con);
      break;
    case 全览:
      show(&con);
      break;
    case 退出:
      break;
    default:
      printf("錯誤输入!\n");
      return 0;
    }
  } while (input);
  return 0;
}

phonebook.h（头文件）

#pragma once
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
# include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#define max 1000
#define x 30
#define y 30
#define z 20
typedef struct num
{
  char name[x];
  int age;
  char sex[y];
  char addr[y];
  char num[z];
}num;
typedef struct book
{
  num data[max];
  int count;
  int capacity;
}book;
enum conmenu
{
  退出,
  增添,
  删减,
  查找,
  修改,
  排序,
  全览,
};
void start(book* p);
void add(book* p);
void show(const book* p);
void delete(book* p);
int search(book* p,char name[]);
void find(book* p);
void fix(book* p);
void sort(book* p);

phonebook.c（功能）

# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include"phonebook.h"
void start(book* p)
{
  assert(p);
  p->count = 0;
  memset(p->data, 0, sizeof(p->data));
}
void add(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == max)
  {
    printf("已满，请先进行删除\n");
    return;
  }
  else
  {
    printf("请输入姓名:");
    scanf("%s", p->data[p->count].name);
    printf("请输入年龄:");
    scanf("%d", &(p->data[p->count].age));
    printf("请输入性别（F\\M):");
    scanf("%s", p->data[p->count].sex);
    printf("请输入地址:");
    scanf("%s", p->data[p->count].addr);
    printf("请输入电话:");
    scanf("%s", p->data[p->count].num);
    p->count++;
    printf("\n增添成功!\n");
  }
}
void show(book* p)
{
  assert(p);
  int i = 0;
  printf("%10s %5s %5s %10s %13s\n","姓名","年龄","性别","地址","电话");
  for (i = 0; i < p->count; i++)
  {
    printf("%10s %5d %5s %10s %13s\n", p->data[i].name, p->data[i].age, p->data[i].sex, p->data[i].addr, p->data[i].num);
  }
}
int search(book* p, char name[])
{
  for (int i = 0; i < p->count; i++)
  {
    if (strcmp(name , p->data[i].name)==0)
    {
      return i;
    }
    else
    {
      return -1;
    }
  }
}
void delete(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == 0)
  {
    printf("\n为空，无法删除！\n");
    return;
  }
  else
  {
    printf("请输入删除对象：\n");
    char name[max] = {0};
    scanf("%s", &name);
    int f = search(p,name);
    if (f == -1)
    {
      printf("该对象不存在！\n");
    }
    else
    {
      for (int j = f; j < p->count-1; j++)
      {
        p->data[j] = p->data[j + 1];
      }
      p->count--;
      printf("\n删除成功！\n");
    }
  }
}
void find(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == 0)
    printf("\n目录为空!\n");
  else
  {
    char name[max] = { 0 };
    printf("请输入查找对象:\n");
    scanf("%s", &name);
    int i = search(p, name);
    if (i != -1)
    {
      printf("联系人存在，在第%d位\n", i + 1);
    }
    else
    {
      printf("联系人不存在！\n");
    }
  }
}
void fix(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == 0)
  {
    printf("为空，无法删除！\n");
    return;
  }
  else
  {
    printf("请输入对象姓名：\n");
    char name[max] = { 0 };
    scanf("%s", &name);
    int i = search(p,name);
    if(i!=-1)
    {
      printf("该对象存在\n");
      printf("请输入修改内容：\n");
      printf("请输入姓名:\n");
      scanf("%s", p->data[i].name);
      printf("请输入年龄:\n");
      scanf("%d", &(p->data[p->count].age));
      printf("请输入性别（F\M）:\n");
      scanf("%c", &(p->data[p->count].sex));
      printf("请输入地址:\n");
      scanf("%s", p->data[p->count].addr);
      printf("请输入电话:\n");
      scanf("%s", p->data[p->count].num);
      printf("\n修改成功！\n");
    }
    else
    {
      printf("该对象不存在！\n");
      return 0;
    }
  }
}
int compare(const void* a, const void* b)
{
  return strcmp(((book*)a)->data->name , ((book*)b)->data->name);
}
int compare2(const void* a, const void* b)
{
  return strcmp(((book*)b)->data->name, ((book*)a)->data->name);
}
void sort(book* p)
{
  printf("请选择：\n");
  printf("-----------------------------\n");
  printf("----- 1.顺序  |   2.逆序-----\n");
  printf("-----------------------------\n");
  int in;
  scanf("%d", &in);
  switch (in)
  {
  case 1:
    qsort(p->data, p->count, sizeof(p->data[0]), compare);
  case 2:
    qsort(p->data, p->count, sizeof(p->data[0]), compare2);
  }
  printf("\n 排序完成！\n");
}

动态版😎

动态版的区别就在于他的内存是活的，按需索取，要多少拿多少，绝不少给也绝不浪费空间，在空间上做出了质的优化，原理就是动态内存分配。

typedef struct book
{
  num data[max];
  int count;
  int capacity;
}book;

首先我们在 book 定义的结构体中引入一个 capacity 变量，意为容量，它就相当于一个空间使用的指标变量。

动态初始化：

void start(book* p)
{
  assert(p);
  num* container = (num*)malloc(DEFAULT * sizeof(num));
  if (container != NULL)
  {
    p->data = container;
    p->count = 0;
    p->capacity = DEFAULT;
  }
  else
  { 
    printf("%s\n", strerror(errno));
    return;
  }
}

重点是这里不再使用死板的数组，改用 malloc 函数先开辟一块默认大小，这个大小我们随意设置但避免浪费我们要尽量往小了设置。注意空指针，我们后面设置一个查看错误类型方便排空(注意引<errno.h>头文件) 。

扩容函数

则扩容的关键就在于我们的 capa_city 函数：

void capa_city(book* p)
{
  num* container = (num*)realloc(p->data, sizeof(book) * (p->capacity + 2));
  if (container != NULL)
  {
    p->data = container;
    p->capacity += 2 ;
    printf("增容成功！\n");
  }
  else
  {
    printf("%s\n", strerror(errno));
    return;
  }
}

我们为了体现空间利用的得当，我们每次扩容控制在 +2 数据空间即可。

接下来不用变动即可实现动态版本了，我直接上代码：

动态版全部代码

test.c

#include"phonebook.h"
void menu()
{
  printf("-----------------------------\n");
  printf("----    欢迎使用通讯录   ----\n");
  printf("-----------------------------\n");
  printf("----- 1.增添  |   2.删减-----\n");
  printf("----- 3.查找  |   4.修改-----\n");
  printf("----- 5.排序  |   6.全览-----\n");
  printf("-----       0.退出      -----\n");
  printf("-----------------------------\n");
}
int main()
{
  int input;
  book con;
  start(&con);
  do
  { 
    menu();
    printf("请选择：\n");
    scanf("%d", &input);
    switch (input)
    {
    case 增添:
      add(&con);
      break;
    case 删减:
      delete(&con);
      break;
    case 查找:
      find(&con);
      break;
    case 修改:
      fix(&con);
      break;
    case 排序:
      sort(&con);
      break;
    case 全览:
      show(&con);
      break;
    case 退出:
      break;
    default:
      printf("錯誤输入!\n");
      return 0;
    }
  } while (input);
  return 0;
}

phonebook.h

#pragma once
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
# include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#define max 1000
#define x 30
#define DEFAULT 50
#define z 20
typedef struct num
{
  char name[x];
  int age;
  char sex[x];
  char addr[x];
  char num[z];
}num;
typedef struct book
{
  num* data;
  int count;
  int capacity;
}book;
enum conmenu
{
  退出,
  增添,
  删减,
  查找,
  修改,
  排序,
  全览,
};
void start(book* p);
void add(book* p);
void show(const book* p);
void delete(book* p);
int search(book* p,char name[]);
void find(book* p);
void fix(book* p);
void sort(book* p);
void capa_city(book* p);

phonebook.c

# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include"phonebook.h"
void capa_city(book* p)
{
  num* container = (num*)realloc(p->data, sizeof(book) * (p->capacity + 2));
  if (container != NULL)
  {
    p->data = container;
    p->capacity += 2 ;
    printf("增容成功！\n");
  }
  else
  {
    printf("%s\n", strerror(errno));
    return;
  }
}
void start(book* p)
{
  assert(p);
  num* container = (num*)malloc(DEFAULT * sizeof(num));
  if (container != NULL)
  {
    p->data = container;
    p->count = 0;
    p->capacity = DEFAULT;
  }
  else
  { 
    printf("%s\n", strerror(errno));
    return;
  }
}
void add(book* p)
{
  if (p->capacity == p->count)
  {
    capa_city(p);
  }
  assert(p);
  if (p->count == max)
  {
    printf("已满，请先进行删除\n");
    return;
  }
  else
  {
    printf("请输入姓名:");
    scanf("%s", p->data[p->count].name);
    printf("请输入年龄:");
    scanf("%d", &(p->data[p->count].age));
    printf("请输入性别（F\\M):");
    scanf("%s", p->data[p->count].sex);
    printf("请输入地址:");
    scanf("%s", p->data[p->count].addr);
    printf("请输入电话:");
    scanf("%s", p->data[p->count].num);
    p->count++;
    printf("\n增添成功!\n");
  }
}
void show(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->capacity == p->count)
  {
    capa_city(p);
  }
  int i = 0;
  printf("%10s %5s %5s %10s %13s\n","姓名","年龄","性别","地址","电话");
  for (i = 0; i < p->count; i++)
  {
    printf("%10s %5d %5s %10s %13s\n", p->data[i].name, p->data[i].age, p->data[i].sex, p->data[i].addr, p->data[i].num);
  }
}
int search(book* p, char name[])
{
  for (int i = 0; i < p->count; i++)
  {
    if (strcmp(name , p->data[i].name)==0)
    {
      return i;
    }
    else
    {
      return -1;
    }
  }
}
void delete(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == 0)
  {
    printf("\n为空，无法删除！\n");
    return;
  }
  else
  {
    printf("请输入删除对象：\n");
    char name[max] = {0};
    scanf("%s", &name);
    int f = search(p,name);
    if (f == -1)
    {
      printf("该对象不存在！\n");
    }
    else
    {
      for (int j = f; j < p->count-1; j++)
      {
        p->data[j] = p->data[j + 1];
      }
      p->count--;
      printf("\n删除成功！\n");
    }
  }
}
void find(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == 0)
    printf("\n目录为空!\n");
  else
  {
    char name[max] = { 0 };
    printf("请输入查找对象:\n");
    scanf("%s", &name);
    int i = search(p, name);
    if (i != -1)
    {
      printf("联系人存在，在第%d位\n", i + 1);
    }
    else
    {
      printf("联系人不存在！\n");
    }
  }
}
void fix(book* p)
{
  assert(p);
  if (p->count == 0)
  {
    printf("为空，无法删除！\n");
    return;
  }
  else
  {
    printf("请输入对象姓名：\n");
    char name[max] = { 0 };
    scanf("%s", &name);
    int i = search(p,name);
    if(i!=-1)
    {
      printf("该对象存在\n");
      printf("请输入修改内容：\n");
      printf("请输入姓名:\n");
      scanf("%s", p->data[i].name);
      printf("请输入年龄:\n");
      scanf("%d", &(p->data[p->count].age));
      printf("请输入性别（F\M）:\n");
      scanf("%c", &(p->data[p->count].sex));
      printf("请输入地址:\n");
      scanf("%s", p->data[p->count].addr);
      printf("请输入电话:\n");
      scanf("%s", p->data[p->count].num);
      printf("\n修改成功！\n");
    }
    else
    {
      printf("该对象不存在！\n");
      return 0;
    }
  }
}
int compare(const void* a, const void* b)
{
  return strcmp(((book*)a)->data->name , ((book*)b)->data->name);
}
int compare2(const void* a, const void* b)
{
  return strcmp(((book*)b)->data->name, ((book*)a)->data->name);
}
void sort(book* p)
{
  printf("请选择：\n");
  printf("-----------------------------\n");
  printf("----- 1.顺序  |   2.逆序-----\n");
  printf("-----------------------------\n");
  int in;
  scanf("%d", &in);
  switch (in)
  {
  case 1:
    qsort(p->data, p->count, sizeof(p->data[0]), compare);
  case 2:
    qsort(p->data, p->count, sizeof(p->data[0]), compare2);
  }
  printf("\n 排序完成！\n");
}
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