C語言鏈表案例學習之通訊錄的實現(xiàn)
一、通訊錄需要實現(xiàn)的功能
1，通訊錄可以存儲編號，聯(lián)系人的姓名，電話號碼和家庭住址。
2，通訊錄最基本的功能是添加聯(lián)系人，用戶可以隨時添加聯(lián)系人。
3，通訊錄可以展示已經(jīng)添加的所有聯(lián)系人。
4，通訊錄中用戶可以根據(jù)聯(lián)系人的姓名刪除對應(yīng)通訊錄中的信息。
5，通訊錄中姓名可以重復，所以為了刪除準確的信息，需要實現(xiàn)按位置刪除的功能。
6，通訊錄中用戶可以根據(jù)聯(lián)系人的姓名找到聯(lián)系人在通訊錄中的信息，因為聯(lián)系人可以重名，所以如果有重名的聯(lián)系人的時候就需要返回兩個或兩個以上的聯(lián)系人信息到一個查找表單中。
7，通訊錄中用戶可以根據(jù)通訊錄的位置修改該位置的聯(lián)系人信息，而修改這樣的功能就只需要按照位置來進行修改，不需要再按照姓名進行修改，因為存在重名的情況，并且可以根據(jù)返回的表單看到具體的聯(lián)系人位置，所以就不需要再 設(shè)計像按照名字進行修改這樣冗余的功能了。
8，通訊錄可以按照位置插入聯(lián)系人
二、項目目的
制作本項目是為了將所學到的鏈表的知識進行鞏固學習，做到學以致用，并通過做這樣的小項目來增強理解開發(fā)，算法和C語言的指針，結(jié)構(gòu)體等知識，同時收獲開發(fā)經(jīng)驗，項目重點是能夠使用鏈表的知識做出的小項目，所以該項目不會考慮到實現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化的操作和GUI編程，只是基于DOS的命令行程序。
三、項目開發(fā)
開發(fā)IDE：Visual Studio 2019
IDE注意：
1，在該IDE中不能夠直接使用scanf()函數(shù)，因為它可能會存在一些不安全的因素，所以在該IDE中使用的是scanf_s()函數(shù)，但是scanf和scanf_s函數(shù)具有本質(zhì)的區(qū)別，并且scanf_s函數(shù)只能在該IDE中使用，不廣泛，所以還是推薦使用scanf()函數(shù)，為了能正常使用scanf()函數(shù)，需要將聲明#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS放在項目的最頂部。
2，為了更方便的開發(fā)該項目，所以使用了一些c++的庫函數(shù)，所以為了能夠正確運行程序，建議將后綴改為.cpp，其實c++是c的升級版本，解決了c不能面向?qū)ο箝_發(fā)的模式，它的編譯器既可以運行.c的程序也可以運行.cpp的程序，但是.c的編譯器是不能夠運行.cpp的程序的，它并不能識別一些.cpp的源碼。
首先，根據(jù)需求，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這里選擇的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈表為主體，采用帶有頭結(jié)點的單鏈表的形式，通過傳入指向頭結(jié)點的指針進行添加結(jié)點，遍歷結(jié)點，刪除結(jié)點，插入結(jié)點等對結(jié)點的操作，這樣每次對鏈表進行操作就只需要傳入指向頭結(jié)點的指針就可以了，可以這樣理解：
當程序運行在內(nèi)存中的時候，首先先使用一個指針指向一個頭結(jié)點
將該指針傳入到添加結(jié)點的函數(shù)中，在該函數(shù)中通過指針從頭結(jié)點開始遍歷，使用頭插法或尾插法，將生成的結(jié)點插入到頭結(jié)點之后
然后再次傳入指向頭結(jié)點的指針到添加結(jié)點的函數(shù)，此時該鏈表已經(jīng)有兩個結(jié)點，頭結(jié)點和一個結(jié)點，內(nèi)部函數(shù)使用指針進行遍歷，然后添加結(jié)點，形成頭結(jié)點為起點的后面帶有兩個結(jié)點的單向鏈表
依次如此....
理解這里最重要的是對于指針的理解
然后我們根據(jù)需要在通訊錄中的內(nèi)容可以存儲編號，聯(lián)系人的姓名，電話號碼和家庭住址定義一個結(jié)構(gòu)體，如下：
typedef struct Node {
Number num;//編號
Name name[23];//聯(lián)系人姓名
Phone phone[33];//聯(lián)系人電話
Addr addr[50];//聯(lián)系人地址
struct Node* next;//next指針
}LNode;在這里需要考慮到的問題是對于編號的實現(xiàn)，編號可以在程序中由程序自主的實現(xiàn)，也就是在程序中可以定義一個全局變量number，并且賦初值為0，當調(diào)用添加結(jié)點的函數(shù)時，number自增并將number的值的賦給結(jié)構(gòu)體成員num，但是它只能夠不斷的自增，當調(diào)用刪除功能時，它的序號就會變得混亂，比如，現(xiàn)在已經(jīng)添加了5個聯(lián)系人，編號分別為1,2,3,4,5，如果刪除編號為3的聯(lián)系人的話，那么此時通訊錄中的編號只剩下1,2,4,5，這樣就會造成編號無序的情況，就沒有意義也不便于管理操作。
如果編號在添加結(jié)點的時候由用戶輸入實現(xiàn)的話，對于用戶來說可能會增加操作的負擔，同時也不便于管理，可能它會無序甚至是重復。
所以最后可以解決的方式就是將編號不作為結(jié)構(gòu)體成員的變量而是作為功能函數(shù)體中的一部分，也就是說我們傳入頭結(jié)點之后添加結(jié)點形成的單鏈表，如果要將信息輸出到屏幕上時，可以定義一個指針指向單鏈表的首元結(jié)點并定義一個num為1的計數(shù)器，指針遍歷到的個數(shù)就是計數(shù)器上的數(shù)字，這樣如果刪除了某個結(jié)點，它都會重新遍歷一次，這樣編號就是有序的，也就是說在打印聯(lián)系人名單的函數(shù)中每次傳入頭結(jié)點都需要重新遍歷一下，編號由函數(shù)中的num給出，所以此時重新修改結(jié)構(gòu)體為：
typedef struct Node {
Name name[23];//聯(lián)系人姓名
Phone phone[33];//聯(lián)系人電話
Addr addr[50];//聯(lián)系人地址
struct Node* next;//next指針
}LNode;然后定義函數(shù)printNode(Node* head)用來打印通訊錄的名單，這里可以更好的理解如何解決編號的問題
void printNode(Node* head)
{
Node* move;
move = head->next;
int num = 1;
printf("================================通訊錄頁面=============================\n");
while (move)
{
printf("++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n");
printf("編號：%d 姓名：%s 電話：%s 住址：%s\n", num, move->name, move->phone, move->addr);
printf("++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n");
move = move->next;
num++;
}
printf("================================通訊錄頁面=============================\n");
}接下來，我們來定義完整的鏈表實現(xiàn)：
首先，可以定義一個函數(shù)Node* initList()用來初始化鏈表，也就是創(chuàng)建一個頭結(jié)點并讓它的指針域指向NULL，定義一個指針函數(shù)，該指針函數(shù)返回一個指向頭結(jié)點的指針。
Node* initList()
{
Node* head;
head = (Node*)malloc(sizeof(Node));
head->next = NULL;
return head;
}然后，定義一個函數(shù)用來添加聯(lián)系人也就是創(chuàng)建結(jié)點并使用頭插法添加到單向鏈表中，此時我們需要傳入指向頭結(jié)點的指針。
void addListNode(Node* head)
{
Node* node;
node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
printf("請輸入聯(lián)系人信息:\n");
printf("姓名：");
scanf("%s", &node->name);
printf("電話號碼:");
scanf("%s", &node->phone);
printf("家庭地址:");
scanf("%s", &node->addr);
//使用頭插法將結(jié)點鏈接到頭結(jié)點之后
node->next = head->next;
head->next = node;
if (head->next != NULL) {
printf("添加聯(lián)系人成功\n");
}
else {
printf("添加聯(lián)系人失敗\n");
}
}此時，可以在主方法中進行測試，此時已經(jīng)能夠打印出三個聯(lián)系人了
int main()
{
Node* head;
head=initList();
addListNode(head);
addListNode(head);
printNode(head);
return 0;
}我們已經(jīng)實現(xiàn)了通訊錄的存儲要求，添加聯(lián)系人和打印出通訊錄的聯(lián)系人信息了。
此時我們會考慮到如果該通訊錄為空的話，我們直接進行打印可能會造成nullptr，所以需要實現(xiàn)一個判斷表空的函數(shù)，該函數(shù)返回bool值便于調(diào)用判斷布爾類型。
bool isempty(Node* head)
{
if (head->next == NULL) {
return false;
}
else {
return true;
}
}此時在打印聯(lián)系人目錄的函數(shù)中使用該函數(shù)在函數(shù)的最開始進行判斷，并在main中進行測試
if (!isempty(head)) {
printf("檢測到通訊錄為空，請先添加聯(lián)系人再進行操作\n");
return;
}
接下來需要實現(xiàn)的是通訊錄的其他功能。
首先實現(xiàn)用戶可以根據(jù)聯(lián)系人的姓名刪除對應(yīng)通訊錄中的信息，根據(jù)聯(lián)系人的姓名刪除對應(yīng)通訊錄中的信息，我們可以想到，聯(lián)系人的姓名是可以重復的，所以在刪除時需要判斷是否有重名的情況，所以可以先實現(xiàn)第6個需求，也就是通訊錄中用戶可以根據(jù)聯(lián)系人的姓名找到聯(lián)系人在通訊錄中的信息，因為聯(lián)系人可以重名，所以如果有重名的聯(lián)系人的時候就需要返回兩個或兩個以上的聯(lián)系人信息到一個查找表單中。
首先我們知道該功能是通過用戶輸入聯(lián)系人的姓名也就是字符串然后在鏈表中找到相應(yīng)字符串的位置進行返回，那么我們就需要實現(xiàn)一個字符串匹配的函數(shù)，它應(yīng)當返回一個bool類型的值，當指針在鏈表中不斷遍歷并取出聯(lián)系人的姓名進行比較直到找到這個聯(lián)系人為止也就是該函數(shù)返回false的時候循環(huán)結(jié)束，所以可以定義一個字符匹配函數(shù)bool isBatch(Name n1[], Name n2[])；它的具體實現(xiàn)如下：
bool isBatch(Name n1[], Name n2[])
{
Name* n11, * n22;//定義兩個char類型的指針
n11 = n1;//讓n11指向字符串n1的首地址
n22 = n2;//讓n22指向字符串n2的首地址
int num1 = 1;//定義長度器用來計量n1的長度
int num2 = 1;//定義長度器用來計量n2的長度
//定義兩個長度器的原因是如果是n1:NUM,n2:NUM2的話，沒有計數(shù)器的情況下當跳出循環(huán)后它依然是返回true的
while (1)
{
if (*n11 == *n22)
{
n11++;
n22++;
num1++;
num2++;
if (*n11 == '\0' && *n22 == '\0') {
break;
}
}
else {
return false;
}
}
if (num1 != num2) {
return false;
}
return true;
}然后我們需要返回聯(lián)系人在鏈表中的位置通過再打印查找單的函數(shù)中遍歷打印出信息，聯(lián)系人可能重名，所以位置可能會返回多個，一個或者是無聯(lián)系人的情況，因此這個返回位置的函數(shù)可以想到使用返回一個int數(shù)組的方式來操作，在C語言中如果想要返回數(shù)組的話需要返回的是指向這個數(shù)組的指針，也就是說C語言不能夠直接就返回一個數(shù)組類型的數(shù)據(jù)，所以可以定義一個函數(shù)int* lookupByname(Node* head, Name name[]);傳入頭結(jié)點和輸入的名字，它的具體實現(xiàn)如下：
int* lookupByname(Node* head, Name name[])
{
Node* target;//定義一個目標指針，該目標指針是用來獲取每一個結(jié)點中的name并與輸入的name進行比較
target = head->next;//讓其指向第一個結(jié)點
int* summary = NULL;//定義一個指向返回數(shù)組的指針
summary = (int*)calloc(NUM, sizeof(int));//該指針指向一片大小為NUM的int類型的數(shù)組，該數(shù)組中所有值為0
int loc = 1;//獲取位置從1開始，放在所申請的數(shù)組中
int numd = 0;//數(shù)組的下標
while (target)//遍歷完整個鏈表
{
if (isBatch(target->name, name))//如果匹配
{
summary[numd] = loc;//位置放入數(shù)組
numd++;//只要放入numd就會加1，所以只要有一個聯(lián)系人numd是1不是0
}
target = target->next;
loc++;
}
if (numd == 0) {//如果最后遍歷完整個鏈表numd還是0就說明沒有這個人
loc = -1;//讓位置為-1
summary[0] = loc;
}
return summary;//返回指向整型數(shù)組的指針
}最后，我們來實現(xiàn)遍歷打印出查找單的函數(shù)void printsMenu(Node* head, int* loc)；傳入鏈表的頭結(jié)點和指向整型數(shù)組的指針，它的具體實現(xiàn)如下：
void printsMenu(Node* head, int* loc) {
if (!isempty(head)) {
printf("檢測到通訊錄為空，請先添加聯(lián)系人再進行操作\n");
return;
}
Node* ptr;//定義一個指針用來獲取位置并打印信息
ptr = head->next;
int num = 1;//定義位置尋找器用來找到指定的位置
printf("================================查找人匯總=============================\n");
for (int i = 0; i < NUM; i++)//遍歷返回的數(shù)組，數(shù)組最大值為NUM其實不必要遍歷到NUM，找到0的時候就可以跳出循環(huán)
{
if (loc[i] == -1) {//如果位置返回的是-1的話就表明無此人
printf(" 未查詢到此人\n");
break;
}
while (num!=loc[i]) {//指針指到相應(yīng)位置的結(jié)點
num++;
ptr = ptr->next;
}
//打印信息
printf("++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n");
printf("編號：%d 姓名：%s 電話：%s 住址：%s\n", num, ptr->name, ptr->phone, ptr->addr);
printf("++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n");
if (ptr->next == NULL) {//如果指針指到結(jié)尾就結(jié)束方法
return;
}
}
return;
}此時我們可以來測試一下這個功能，在main方法中：
int main()
{
Node* head;
Name name[23]="李白";
//添加兩個李白，一個李白，沒有李白和一個叫李白一個叫李白1進行測試
head=initList();
addListNode(head);
addListNode(head);
addListNode(head);
addListNode(head);
int* loc;
loc=lookupByname(head,name);
printsMenu(head, loc)
return 0;
}
接下來，既然現(xiàn)在已經(jīng)能夠按照姓名查到位置并輸出了，那么實現(xiàn)用戶可以根據(jù)聯(lián)系人的姓名刪除對應(yīng)通訊錄中的信息，這里可以考慮到姓名重名的話我們可以再設(shè)計一個按照位置刪除聯(lián)系人的函數(shù)，這樣在按姓名刪除的函數(shù)中需要通過返回的數(shù)組的大小提醒用戶是否有重名的聯(lián)系人，并提供建議如果有則建議結(jié)束函數(shù)然后采用按位置刪除聯(lián)系人的方式解決，沒有就可以直接刪除還有就是沒有此聯(lián)系人的情況，所以定義函數(shù)void deleteByname(Node* head, Name name[])，依然傳入頭結(jié)點和要刪除的名字
void deleteByname(Node* head, Name name[])
{
if (!isempty(head)) {
printf("檢測到通訊錄為空，請先添加聯(lián)系人再進行操作\n");
return;
}
Node* p, * q;//定義兩個指針，p指針指向的是頭結(jié)點，q指針指向的是首元結(jié)點
p = head;
q = head->next;
//當q查詢到名字時就將q所指結(jié)點進行釋放，然后將p所指結(jié)點也就是q所指結(jié)點的前一個結(jié)點連接到q所指結(jié)點的后一個結(jié)點
while (q)
{
if (q->next == NULL && !isBatch(q->name, name)) {//當遍歷完整個鏈表并且最后一個結(jié)點的名字與輸入的名字不符合的情況下結(jié)束遍歷
printf("刪除失敗，未找到該聯(lián)系人\n");
return;
}
if (isBatch(q->name, name))//如果遍歷的過程中找到與輸入的名字相對于的名字時
{
int* ptr = lookupByname(head, name);//調(diào)用查找名字位置的函數(shù)用于查找該名稱是否有重名的情況
int li=1;//定義計數(shù)器記錄有無重名的情況
for (int i = 0; i < NUM; i++) {
if (ptr[i] == 0) {
break;
}
li++;
}
if (li-1 == 1) {//計數(shù)器為1，也就是說只有一個名字無重名
printf("沒有重名的聯(lián)系人\n");
}
else {
printf("有%d個重名的聯(lián)系人，建議查詢后使用位置刪除\n",li-1);
printf("按1選擇繼續(xù)刪除，按2選擇結(jié)束本次刪除：");
int input;
scanf("%d", &input);
if (input == 1) {
goto loop;
}
else {
return;
}
}
break;
}
p = p->next;
q = q->next;
}
loop:
//刪除結(jié)點的過程
p->next = q->next;
q->next = NULL;
free(q);
printf("刪除聯(lián)系人成功\n");
}然后在main方法寫測試的用例：
int main()
{
Node* head;
Name deletename[23]="李白";
//添加兩個李白，一個李白，沒有李白和一個叫李白一個叫李白1進行測試
head=initList();
addListNode(head);
addListNode(head);
addListNode(head);
addListNode(head);
deleteByName(head,deletename);
return 0;
}添加兩個李白的情況：
添加一個李白的情況：
沒有李白的情況：
接下來，既然能夠按照聯(lián)系人的名稱進行刪除了，那么在重名的情況下，還需要一種刪除的方法，也就是按照位置的刪除方法，所以可以定義函數(shù)void deleteByLoc(Node* head, int loc)，按照位置刪除聯(lián)系人，它的具體實現(xiàn)如下：
void deleteByLoc(Node* head, int loc)
{
if (!isempty(head)) {
printf("檢測到通訊錄為空，請先添加聯(lián)系人再進行操作\n");
return;
}
Node* move,*q,*choic;
choic = head->next;//choic指向首元結(jié)點，用來判斷鏈表中結(jié)點的數(shù)量，避免程序出現(xiàn)nullptr
//刪除操作的兩個指針
q = head;
move = head->next;
int num = 1;//位置計數(shù)器，一直自增到對應(yīng)的位置loc
int t = 1;//鏈表數(shù)量器，用來遍歷獲取鏈表的結(jié)點數(shù)量
while (choic) {//獲取鏈表的實際長度
if (choic->next == NULL) {
break;
}
choic = choic->next;
t++;
}
while (num!=loc&&move) {//尋找到要刪除的位置
q = q->next;
move = move->next;
num++;
}
if (num >= t) {//如果要刪除的位置比鏈表的長度都長就說明刪除錯誤
printf("查詢錯誤，已經(jīng)超出已有人數(shù)上限，會造成程序異常\n");
return;
}
else {
q->next = move->next;
move->next = NULL;
free(move);
printf("刪除成功\n");
}
}再次使用main方法進行測試：
int main()
{
Node* head;
int loc=1;
head=initList();
addListNode(head);
deleteByLoc(head,1);
return 0;
}
到目前位置，整個通訊錄的功能已經(jīng)完成了，接下來完成修改聯(lián)系人的信息和插入新的聯(lián)系人的功能，先完成修改聯(lián)系人信息的功能，既然可以查找到重名的聯(lián)系人，所以此時需要按照位置修改聯(lián)系人信息，所以定義函數(shù)void modifyByName(Node* head, int loc)，闖入頭結(jié)點和需要修改的位置，在修改的時候，我們希望可以展示修改人原先的信息，有些算法的思想和按位刪除聯(lián)系人的思想一致，具體實現(xiàn)如下：
void modifyByName(Node* head, int loc)
{
if (!isempty(head)) {
printf("檢測到通訊錄為空，請先添加聯(lián)系人再進行操作\n");
return;
}
Node* move, * choic;
choic = head->next;
move = head->next;
int num = 1;
int t = 1;
while (choic) {
choic = choic->next;
t++;
if (choic->next == NULL) {
break;
}
}
while (num != loc && move) {
move = move->next;
num++;
}
if (num > t) {
printf("位置錯誤，已經(jīng)超出已有人數(shù)上限，會造成程序異常\n");
return;
}
else {
printf("找到聯(lián)系人信息\n");
printf("正在檢測聯(lián)系人信息...........\n");
printf("++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n");
printf("編號：%d 姓名：%s 電話：%s 住址：%s\n", num, move->name, move->phone, move->addr);
printf("++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n");
printf("按1鍵更改聯(lián)系人信息，按2鍵不更改聯(lián)系人信息并結(jié)束:");
int inputs;
scanf("%d", &inputs);
if (inputs==1)
{
int istrue;
do {
printf("請輸入聯(lián)系人信息:\n");
printf("姓名：");
scanf("%s", &move->name);
printf("電話號碼:");
scanf("%s", &move->phone);
printf("家庭地址:");
scanf("%s", &move->addr);
printf("按1鍵確認更改，按2鍵重新更改:");
scanf("%d", &istrue);
} while (istrue!=1);
printf("修改聯(lián)系人信息成功\n");
}
else {
printf("ERROR");
return;
}
}
}同樣在main函數(shù)中進行測試
最后完成最后一個功能，按位置插入聯(lián)系人，這個函數(shù)的意義不大，但是為了鞏固鏈表的插入而設(shè)計的，定義一個函數(shù)void insertNodeByLoc(Node* head, int loc)算法的實現(xiàn)思路與按位刪除的一致，只是找到后是將新的結(jié)點插入而已，具體實現(xiàn)如下：
void insertNodeByLoc(Node* head, int loc)
{
if (!isempty(head)) {
printf("檢測到通訊錄為空，請先添加聯(lián)系人再進行操作\n");
return;
}
Node* p, * q,*m;
m = head->next;
p = head->next;
q = head;
int num=1;
int i=1;
while (m)
{
i++;
if (m->next == NULL) {
break;
}
}
while (num!=loc&&p) {
p = p->next;
q = q->next;
num++;
}
if (num >= i) {
printf("插入位置錯誤，已經(jīng)超出已有數(shù)量上限，會造成程序異常\n");
return;
}
else {
Node* node;
node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
printf("請輸入聯(lián)系人信息:\n");
printf("姓名：");
scanf("%s", &node->name);
printf("電話號碼:");
scanf("%s", &node->phone);
printf("家庭地址:");
scanf("%s", &node->addr);
node->next = p->next;
p->next = node;
printf("插入成功\n");
}
}同樣進行測試：
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