C语言数据结构(1)顺序表专题2.顺序表的应用

发布于:2025-07-31 ⋅ 阅读:(33) ⋅ 点赞:(0)

1. 基于动态顺序表实现通讯录

C语言基础要求:结构体、动态内存管理、顺序表、文件操作

1.1 功能要求

1)至少能够存储100个人的通讯信息

2)能够保存用户信息:名字、性别、年龄、电话、地址等

3)增加联系人信息

4)删除指定联系人

5)查找制定联系人

6)修改指定联系人

7)显示联系人信息

存储联系人数据。

管理联系人数据。(增、删、查、改)

显示联系人数据。 

普通顺序表:内置类型的数组。

通讯录:结构体数组。

1.2 代码实现

【思考1】用静态顺序表和动态顺序表分别如何实现?

【思考2】如何保证程序结束后,历史通讯录信息不会丢失

(1)顺序表的头文件

顺序表的头文件要包含通讯录的头文件——会使用到通讯录的用户数据结构体类型,而它被声明在通讯录头文件中。

//SeqList.h
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include"contact.h"

//数据类型为PersonInfo
typedef struct PersonInfo SQDataType;    //要使用这个结构体类型,需要包含它所在的头文件,里面有它的定义
//typedef int SQDataType;

//动态顺序表
typedef struct SeqList {
    SQDataType* a;
    int size;//保存有效数据个数
    int capacity;//空间的⼤⼩
}SLT;

//初始化与销毁
void SeqListInit(SLT* psl);
void SeqListDesTroy(SLT* psl);
//打印与扩容
void SeqListPrint(SLT sl);
void CheckCapacity(SLT* psl);
// 头部插⼊删除 / 尾部插⼊删除
void SeqListPushBack(SLT* psl, SQDataType x);
void SeqListPushFront(SLT* psl, SQDataType x);
void SeqListPopBack(SLT* psl);
void SeqListPopFront(SLT* psl);
//查找
int SeqListFind(SLT* psl, SQDataType x);
// 在指定位置之前插⼊/删除
//void SeqListInsert(SLT* psl, int pos, SQDataType x);
void SeqListInsert(SLT* psl, size_t pos, SQDataType x);
void SeqListErase(SLT* psl, size_t pos);
//元素个数
size_t SeqListSize(SLT* psl);
//修改指定位置的值
void SeqListAt(SLT* psl, size_t pos, SQDataType x);

(2)通讯录的头文件(通讯录向外提供的接口)

//contact.h
#pragma once

#define NAME_MAX 100     //姓名字符串长度
#define SEX_MAX 10       //性别字符串长度
//#define TEL_MAX 11     //电话号码字符串长度      
#define TEL_MAX 12       //电话号码字符串长度——需要为\0预留出空间      
#define ADDR_MAX 100     //地址字符串长度

//类型重定义——将顺序表的名称重命名为通讯录(通用数据结构的特异性重定义)
//使用顺序表的前置声明
struct SeqList;
typedef struct SeqList contact;
//SeqList定义在contact后面,因为SeqList.h在一开始包含了contact.h
//在本文件中没有这一个类型。
//但是contact这里需要使用到SeqList,就可以在它前面加上前置声明

//用户数据
typedef struct PersonInfo
{
    char name[NAME_MAX];    //姓名
    char sex[SEX_MAX];      //性别
    int age;                //年龄
    char tel[TEL_MAX];      //电话
    char addr[ADDR_MAX];    //住址
}PeoInfo;

//初始化通讯录
void InitContact(contact* con);    //实际上就是初始化顺序表,可直接复用代码
//添加通讯录数据
void AddContact(contact* con);
//删除通讯录数据
void DelContact(contact* con);
//展示通讯录数据
void ShowContact(contact* con);
//查找通讯录数据
void FindContact(contact* con);
//修改通讯录数据
void ModifyContact(contact* con);
//销毁通讯录数据
void DestroyContact(contact* con); //实际上就是销毁顺序表,可直接复用代码

头文件包含的嵌套问题。

类比。

(3)顺序表的源文件

同之前的实现。

(4)通讯录的源文件(接口的具体实现)

//contact.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"contact.h"    //SeqList.h中包含了这一头文件,所以这一头文件可以不用包含了
#include"SeqList.h"

//从文件中读取通讯录的数据——不希望被外界调用,只在本文件使用,就不用在头文件中声明
void LoadContact(contact* con) {
    FILE* pf = fopen("contact.txt", "rb");
    if (pf == NULL) {
        perror("fopen error!\n");
        return;
    }
    //循环读取文件数据
    PeoInfo info;
    while (fread(&info,sizeof(PeoInfo),1,pf))
    {
        SeqListPushBack(con, info);
    }
    printf("历史数据导⼊通讯录成功!\n");    //操作完成后,给到提示信息,让用户知道操作成功了
}

//通讯录的初始化——直接调用顺序表的初始化函数(代码复用)
void InitContact(contact* con) {
    SeqListInit(con);
    LoadContact(con);    //有bug,如果一开始没有这个文件,程序直接perror("fopen error!\n");
}

//添加联系人
void AddContact(contact* con) 
{    
    //创建一个联系人对象,用于临时存储用户输入的联系人信息
    PeoInfo info;
    printf("请输⼊姓名:\n");
    scanf("%s", info.name);
    printf("请输⼊性别:\n");
    scanf("%s", info.sex);
    printf("请输⼊年龄:\n");
    scanf("%d", &info.age);        //只有年龄需要&,其余都是数组名,不需要取地址
    printf("请输⼊联系电话:\n");
    scanf("%s", info.tel);
    printf("请输⼊地址:\n");
    scanf("%s", info.addr);        //只有年龄是%d,其余都是%s

    //顺序表尾插
    SeqListPushBack(con, info);    //保存联系人info数据到通讯录con
    printf("插⼊成功!\n");         //操作完成后,给到提示信息,让用户知道操作成功了
}

//按名字查找——不希望被外界调用,只在本文件使用,就不用在头文件中声明
int FindByName(contact* con, char name[]) 
{
    //遍历比较
    for (int i = 0; i < con->size; i++)
    {
        if (0 == strcmp(con->a[i].name, name)) {
            return i;            //找到了,返回下标
        }
    }
    return -1;                   //找不到,返回非下标
}

//删除联系人
void DelContact(contact* con)
{
    //1.按名字查找待删除的联系人是否存在
    char name[NAME_MAX];                //宏定义符号常量的便捷性、高可读性
    printf("请输⼊要删除的用户姓名:\n");
    scanf("%s", name);

    int pos = FindByName(con, name); 
    if (pos < 0) {
        printf("要删除的用户不存在,删除失败!\n");
        return;
    }

    //2.找到了,可以删除
    SeqListErase(con, pos);
    printf("删除成功!\n");              //操作完成后,给到提示信息,让用户知道操作成功了
}

//打印通讯录
void ShowContact(contact* con)
{
    //以表格的形式打印——先打印表头
    printf("%-10s %-4s %-4s %15s %-20s\n", "姓名", "性别", "年龄", "联系电话","地址")
    for (int i = 0; i < con->size; i++)
    {
        //打印顺序表仅打印int,打印通讯录需要打印结构体
        printf("%-10s %-4s %-4d %15s %-20s\n",    
        con->a[i].name,
        con->a[i].sex,
        con->a[i].age,
        con->a[i].tel,
        con->a[i].addr);
    }
}

//按名字查找
void FindContact(contact* con)
{
    char name[NAME_MAX];
    printf("请输入要查找的用户姓名:\n");
    scanf("%s", name);

    int pos = FindByName(con, name);
    if (pos < 0) {
        printf("要查找的用户不存在,查找失败!\n");
        return;
    }

    //找到了,打印一下找到的联系人信息
    printf("查找成功!\n");                  //操作完成后,给到提示信息,让用户知道操作成功了
    
    printf("%-10s %-4s %-4s %15s %-20s\n", "姓名", "性别", "年龄", "联系电话","地址")
    printf("%-10s %-4s %-4d %15s %-20s\n",
    con->a[pos].name,
    con->a[pos].sex,
    con->a[pos].age,
    con->a[pos].tel,
    con->a[pos].addr);
}

//修改联系人数据
void ModifyContact(contact* con) 
{
    //1.按名字查找待修改的联系人是否存在
    char name[NAME_MAX];
    printf("请输⼊要修改的用户名称:\n");
    scanf("%s", name);

    int pos = FindByName(con, name);
    if (pos < 0) {
        printf("要修改的用户不存在,修改失败!\n");
        return;
    }

    //2.找到了,再修改
    //int arr[10]   int arr[findIndex] = 100
    printf("请输⼊要修改的姓名:\n");
    scanf("%s", con->a[pos].name);
    printf("请输⼊要修改的性别:\n");
    scanf("%s", con->a[pos].sex);
    printf("请输⼊要修改的年龄:\n");
    scanf("%d", &con->a[pos].age);        //年龄要取地址,其他是数组名,不用取地址
    printf("请输⼊要修改的联系电话:\n");
    scanf("%s", con->a[pos].tel);
    printf("请输⼊要修改的地址:\n");
    scanf("%s", con->a[pos].addr);        //只有年龄是%d,其余都是%s
    printf("修改成功!\n");                //操作完成后,给到提示信息,让用户知道操作成功了
}

//将通讯录数据保存到文件中——不希望被外界调用,只在本文件使用,就不用在头文件中声明
void SaveContact(contact* con) {
    FILE* pf = fopen("contact.txt", "wb");
    if (pf == NULL) {
        perror("fopen error!\n");
        return;
    }
    //将通讯录数据写⼊⽂件
    for (int i = 0; i < con->size; i++)
    {
        fwrite(con->a + i, sizeof(PeoInfo), 1, pf);
    }
    printf("通讯录数据保存成功!\n");        //操作完成后,给到提示信息,让用户知道操作成功了
}

//通讯录的销毁
void DestroyContact(contact* con) {
    SaveContact(con);
    SeqListDesTroy(con);
}

(5)通讯录的测试文件

各功能函数的测试。

//测试通讯录
int main() {
	Contact con;
	ContactInit(&con);
	ContactAdd(&con);
	ContactAdd(&con);
	ContactAdd(&con);
	ContactDesTroy(&con);
    //……
	return 0;
}

整体功能的测试。

//test.c
#include"SeqList.h"
#include"contact.h"        //SeqList.h中包含了这一头文件,所以这一头文件可以不用包含了

void menu() {
    //实例化出一个通讯录对象
    contact con;
    //通讯录初始化
    InitContact(&con);
    int op = -1;
    do 
    {
        printf("********************************\n");
        printf("********      通讯录      ******\n");
        printf("********************************\n");
        printf("*****1、添加用户 2、删除用户*****\n");
        printf("*****3、查找用户 4、修改用户*****\n");
        printf("*****5、展示用户 0、退出 *****\n");
        printf("********************************\n");
        printf("请选择您的操作:\n");
        scanf("%d", &op);
        switch (op)
        {
        case 1:
            AddContact(&con);
            break;
        case 2:
            DelContact(&con);
            break;
        case 3:
            FindContact(&con);
            break;
        case 4:
            ModifyContact(&con);
            break;
        case 5:
            ShowContact(&con);
            break;
        case 0:
            printf("通讯录已退出……\n");
            break;
        default:
            printf("输⼊有误,请重新输⼊\n");
            break;
        }
    } while (op!=0);

    //销毁通讯录——在通讯录完全退出之后
    DestroyContact(&con);
}

课后练习:静态顺序表实现通讯录。

2. 顺序表经典算法

经典算法OJ题1: 移除元素

经典算法OJ题2: 合并两个有序数组

3. 顺序表的问题及思考

1. 中间/头部的插入删除,时间复杂度为O(N)

2. 增容需要申请新空间,拷贝数据,释放旧空间。会有不小的消耗。

3. 增容一般是呈2倍的增长,势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100,满了以后增容到 200,我们再继续插入了5个数据,后面没有数据插入了,那么就浪费了95个数据空间。

思考:如何解决以上问题呢?



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