C语言动态规划和文件操作练习——通讯录

用C语言实现一个简单通讯录功能：

• 命令端输入对应指令可执行相应操作
• 可以实现增、删、查、改、排序、显示、一键清除等功能
• 每次输入的信息保存到txt文件中
• 每次打开通讯录自动加载已有的txt文件中的信息

本文主要是针对指针、动态内存管理、以及文件读写操作的综合练习。

目录

声明结构体

构建程序框架

函数创建

InitCon初始化函数

LoadCon加载信息函数

AddCapacity扩容函数

ADD增加信息函数

DEL,CHECK,MODIFY删查改函数

SHOW显示信息函数 

DEL ALL一键删除，SaveCon保存通讯录，Distory释放内存：

---

声明结构体

//通讯录结构体
typedef struct Date
{
	char name[20];
	char sex[5];
	int age;
	char tel[20];
	char address[30];
}Date;
 
typedef struct Con
{
	Date* p;
	int count;
	int capacity;
}Con;

其中：

• 结构体Date是用来存储学生信息的
• 结构体Con嵌套了一个Date结构体
• Con中count用来计数，记录当前目录存储学生的个数
• Con中capacity用来记录当前结构体内存大小（内存不够时申请扩容）

构建程序框架

声明完结构体后，先构建程序框架

//Con.h
#include
//main.c
void menu()
{
	printf("******************************************\n");
	printf("********  1.ADD          2.DEL      ******\n");
	printf("********  3.SHOW         4.MODIFY   ******\n");
	printf("********  5.CHECK        6.DEL ALL  ******\n");
	printf("********  7.SORT         0.EXIT     ******\n");
	printf("******************************************\n");
 
}
int main()
{
	int input = 0;
	Con arr;
	do
	{
		menu();
		scanf("%d", &input);
	} while (input);
	return 0;
}

其中：

• 创建一个菜单栏
• 创建一个结构体变量arr
• do while循环至少执行一次，当intput=0时循环结束

完善框架： 

只针对于上述要求，我们需要创建以下函数：

InitCon：初始化通讯录，开辟内存

LoadCon：加载txt中的信息到内存中

ADD,DEL,CHECK,MODIFY：对应增、删、查、改

SHOW：显示全部信息

SORT：对某一项进行排序

DEL ALL：一键清除所有信息

EXIT：退出并保存

Distory：释放内存

完善后的主函数如下： 

int main()
{
	int input = 0;
	Con arr;
	InitCon(&arr);
	LoadCon(&arr);
	void (*pf[])(Con*) = {0,add,del,show,modify,check,del_all,sort};
	do
	{
		menu();
		scanf("%d", &input);
		if (input == 0)
		{
			SaveCon(&arr);
			Distory(&arr);
			printf("退出！\n");
		}
		else if (input > 0 && input < 8)
		{
 
			pf[input](&arr);
		}
		else
			printf("输入错误，请重新输入！\n");
 
	} while (input);
	return 0;
}

其中：

• void (*pf[])(Con*)为函数指针数组，其数组中存储的类型void (*)(Con*)的函数指针，关于函数指针以及函数指针数组的知识，在回调函数中对其进行了详细讲解。
• 通过调用函数指针数组的下标，从而实现调用程序的不同功能。
• 当input=0时，需要先将内存中的信息保存到txt文件中，然后再释放内存

函数创建

为了日后的维护与管理，所有函数均存入到Con.c中，与主函数分开。 

InitCon初始化函数

在程序开始时开辟指定大小的内存，在动态规划中有malloc和calloc两种方式开辟内存，这里使用calloc的形式进行开辟。

//Con.h
#include
#include
#include
 
#define INIT_NUM 3
 
//Con.c
void InitCon(Con* pc)
{
	assert(pc);
	pc->p = (Date*)calloc(INIT_NUM, sizeof(Date));
	if (pc->p == NULL)
	{
		printf("InitCon::%s", strerror(errno));
		return;
	}
	pc->count = 0;
	pc->capacity = INIT_NUM;
}

其中：

• 传入参数为结构体指针
• 需要判断结构体指针不能为空，assert需要包含头文件
• calloc使用方法：void* calloc (size_t num, size_t size);num为指定个数，size为指定大小，返回值为void*类型的指针
• 开辟完内存后，最好再对其进行检查，是否为空。
• strerror(arrno)为打印错误信息，strerror需要包含头文件,arrno需要包含头文件
• 开辟内存时，同时初始化count=0，capcity等于calloc开辟的个数

LoadCon加载信息函数

这里用到了文件指针，对文件进行操作，大致思想为：

• 如果文件中没有信息则退出
• 如果文件中存有信息，按行读取
• 每读取一行，对应的count需要+1
• 如果读取的过程中，初始开辟的内存不够了，需要对内存进行加载

void LoadCon(Con* pc)
{
	assert(pc);
	FILE* pfopen = fopen("con.txt", "r");
	if (pfopen == NULL)
	{
		perror("LoadCon");
		return;
	}
	Date tmp = { 0 };
	while (fread(&tmp, sizeof(Date), 1, pfopen)==1)
	{
		AddCapacity(pc);
		pc->p[pc->count] = tmp;
		pc->count++;
	}
	printf("加载成功！\n");
	fclose(pfopen);
	pfopen = NULL;
}

其中：

• FIEL*表示为文件指针，fopen为打开文件操作，‘r’表示以只读的方式打开
• fread为二进制读取数据（前提是文件中的数据是以二进制存储的） 
• fread的使用方法：size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
• ptr为读取输出地址，size为一次读取大小，count为读取个数，stream为文件指针，当fread读取成功时，会返回读取个数
• AddCapacity为自定义函数，检查内存是否够用，不足时扩容
• 当读取完文件后，记得关闭文件

AddCapacity扩容函数

扩容函数需要完成两个任务：

1、检查内存是否足够

2、内存不足时进行扩容，并将capacity中存储的信息更新 

void AddCapacity(Con* pc)
{
	assert(pc);
	if (pc->count == pc->capacity)
	{
		Date* str = (Date*)realloc(pc->p, sizeof(Date)*(pc->capacity+ ADD_NUM));
		if (pc->p == NULL)
		{
			printf("AddCapacity::%s", strerror(errno));
			return;
		}
		pc->p = str;
		pc->capacity += ADD_NUM;
		printf("增容成功\n");
	}
}

其中：

• 当count中的个数等于capacity容量的个数时，便需要进行扩容
• realloc函数的用法如下：void* realloc (void* ptr, size_t size);ptr为需要扩容的地址，size为扩容后新的空间总大小

ADD增加信息函数

ADD函数比较简单，只需要在每次增加前对其内存进行检查，然后格式化输入信息即可，每次增加一个联系人的信息后，其所对应的count计数也需要进行+1。

void add(Con* pc)
{
	assert(pc);
	AddCapacity(pc);
	printf("请输入名字:>\n");
	scanf("%s", pc->p[pc->count].name);
	printf("请输入性别:>\n");
	scanf("%s", pc->p[pc->count].sex);
	printf("请输入年龄:>\n");
	scanf("%d", &(pc->p[pc->count].age));
	printf("请输入电话:>\n");
	scanf("%s", pc->p[pc->count].tel);
	printf("请输入地址:>\n");
	scanf("%s", pc->p[pc->count].address);
	printf("输入成功\n");
	pc->count++;
}

DEL,CHECK,MODIFY删查改函数

以上三个函数需要用到查找函数，先假设所有人的名字不重复，根据人的姓名进行查找，返回其所属的count值。

int FindByName(const Con* pc)
{
	assert(pc);
	int i = 0;
	char input[20] = {0};
	printf("请输入名字\n");
	scanf("%s", input);
	for (i = 0; i count; i++)
	{
		if (strcmp(input, pc->p[i].name) == 0)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

其中：

• 传参时const保护结构体指针pc，不能通过解引用的方式来更改内容
• 比较两个字符串用strcmp，需要包含头文件，使用方法如下:int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );str1和str2为相比较的两个字符串，返回值分为>0,<0 =0，相等时返回0

当查找函数完成后，剩余的删查改函数就简单许多，需要注意的是：删除函数需要更改count，并且使所有人信息往前挪一位。

删除函数

//删除
void del(Con* pc)
{
	assert(pc);
	if (pc->count == 0)
	{
		printf("联系人为空\n");
		return;
	}
	int i = FindByName(pc);
	if (i != -1)
	{
		int j = 0;
		for (j = i; j < pc->count; j++)
		{
			pc->p[j] = pc->p[j + 1];
		}
		pc->count--;
		printf("删除成功！\n");
	}
	else
		printf("没有找到！\n");
}

查找并显示函数

void check(const Con* pc)
{
	assert(pc);
	int i = FindByName(pc);
	if (i != -1 )
	{
		printf("%-20s%-10s%-10s%-20s%-30s\n", "姓名", "性别", "年龄", "电话", "地址");
		printf("%-20s%-10s%-10d%-20s%-30s\n",
			pc->p[i].name,
			pc->p[i].sex,
			pc->p[i].age,
			pc->p[i].tel,
			pc->p[i].address);
	}
	else
		printf("没有找到！\n");
}

修改函数 

void modify(Con* pc)
{
	assert(pc);
	if (pc->count == 0)
	{
		printf("联系人为空\n");
		return;
	}
	int i = FindByName(pc);
	if (i != -1)
	{
		printf("请输入名字:>\n");
		scanf("%s", pc->p[i].name);
		printf("请输入性别:>\n");
		scanf("%s", pc->p[i].sex);
		printf("请输入年龄:>\n");
		scanf("%d", &(pc->p[i].age));
		printf("请输入电话:>\n");
		scanf("%s", pc->p[i].tel);
		printf("请输入地址:>\n");
		scanf("%s", pc->p[i].address);
		printf("修改成功！\n");
	}
	else
		printf("没有找到！\n");
}

SHOW显示信息函数 

从第一行开始循环打印，以联系人数量count为限制，打印时为了保持美观，最好设计一个表头。

void show(const Con* pc)
{
	assert(pc);
	if (pc->count == 0)
	{
		printf("联系人为空\n");
		return;
	}
	printf("%-20s%-10s%-10s%-20s%-30s\n", "name", "sex", "age", "tel", "address");
	int i = 0;
	for (i = 0; i < pc->count; i++)
	{
		printf("%-20s%-10s%-10d%-20s%-30s\n", 
			pc->p[i].name, 
			pc->p[i].sex, 
			pc->p[i].age,
			pc->p[i].tel, 
			pc->p[i].address);
	}
}

SORT排序函数

使用qsort函数进行排序。

int cmp_by_name(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp(((Date*)e1)->name, ((Date*)e2)->name);
}
 
void sort(Con* pc)
{
	assert(pc);
	qsort(pc->p, pc->count, sizeof(Date), cmp_by_name);
	printf("排序成功！\n");
}

其中：

sqort函数使用方法如下：

• qosrt函数需要包含头文件
• void qsort (void* base, size_t num, size_t size, int (*compar)(const void*,const void*));
• base为排序的对象，num为排序的个数，size为单个排序类型的大小，最后需要给qsort传入一个排序原则的函数，其返回值需要是个整数，根据返回值>0，<0，=0的情况进行排序。
• qsort适合所有类型的排序，所以传入给qsort的函数，其接收参数的形式必须是void*类型的。
• cmp_by_name是传入sqort的比大小函数

 

DEL ALL一键删除，SaveCon保存通讯录，Distory释放内存：

DEL ALL一键删除

将通讯录重新初始化，就可以完成一键删除的功能了。

void del_all(Con* pc)
{
	assert(pc);
	InitCon(pc);
	printf("全部删除成功！\n");
}

SaveCon保存通讯录

将内存中的数据以二进制的方式写入到txt文本中。

void SaveCon(Con* pc)
{
	assert(pc);
	FILE* pfwrite = fopen("con.txt", "w");
	if (pfwrite == NULL)
	{
		perror("SaveCon");
		return ;
	}
	int i = 0;
	for (i = 0; i < pc->count; i++)
	{
		fwrite(pc->p + i, sizeof(Date), 1, pfwrite);
	}
	printf("保存成功！\n");
	fclose(pfwrite);
	pfwrite = NULL;
}

其中：

• 先创建一个文件指针，以只写的方式打开文件
• 根据count的计数，按行依次将数据读写到txt文件中
• fwrite为二进制读写，fwrite使用方法如下：
• size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );
• ptr为起始的指针位置，size为读取类型的大小，count为读取的个数，stream为文件指针

以二进制的读写打开txt文件后，会是一堆乱码，也可以格式化输出到txt文件中。代码如下：

//格式化输出
fprintf(pfwrite, "%10s%10s%10d%10s%10s\n",
pc->p[i].name, pc->p[i].sex, pc->p[i].age, pc->p[i].tel, pc->p[i].address);

如果要使用格式化输出，在LoadCon加载函数中，信息载入的方式也需要进行修改。

Distory销毁函数

void Distory(Con* pc)
{
	assert(pc);
	free(pc->p);
	pc->p = NULL;
}

直接释放内存，并将指针置空。

在写程序时，主要思想就是：先想好大致框架，每个函数的作用、参数以及返回值，框架构建好后依次完善函数即可。在写程序中，要养成步步调试，写注释的好习惯。