C语言数据结构(1)顺序表专题2.顺序表的应用
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conprintf("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] = 100printf("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%sprintf("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?
完