基于C語言打造高效通訊錄的示例代碼

更新時間：2023年05月05日 09:41:36 作者：努力學習游泳的魚

本文主要介紹了如何使用C語言實現一個通訊錄。實現通訊錄的過程中，會大量用到C語言的知識點，包括但不限于：函數、自定義類型、指針、動態(tài)內存管理、文件操作，感興趣的可以了解一下

本篇博客會講解如何使用C語言實現一個通訊錄。實現通訊錄的過程中，會大量用到C語言的知識點，包括但不限于：函數、自定義類型、指針、動態(tài)內存管理、文件操作，這些知識點在我的其他博客中都有講解過，歡迎大家閱讀，這里就不進行系統(tǒng)的復習了。

先來梳理下需求：

1.通訊錄能夠存儲的聯系人的信息有：姓名、年齡、性別、電話、住址。

2.這個通訊錄不能是“靜態(tài)的”，而應該是“動態(tài)的”，也就是說，需要用到動態(tài)內存管理的知識。這是因為，靜態(tài)的通訊錄的容量是固定的，空間太大可能浪費，太小了又不夠存。

3.由于當程序開始運行后，通訊錄的數據是存儲在內存中的，一旦程序運行結束，執(zhí)行完main函數的return 0;后，空間就被操作系統(tǒng)回收了，相當于數據就丟了。為了能夠實現“永久保存”的效果，我們要在程序退出前，把數據保存到文件中，這又涉及到文件操作的相關知識點。

4.類似順序表這種數據結構的基本操作，通訊錄要能做到：增刪查改+排序+打印，即增加聯系人、刪除聯系人、查找聯系人、修改聯系人、排序聯系人、打印聯系人等等。

下面我們開始吧！

準備工作

以下是菜單里的一些選項，聲明成枚舉類型是比較合適的。

// 菜單里的不同選項
enum Option
{
    EXIT,   // 退出
    ADD,    // 增加聯系人
    DEL,    // 刪除聯系人
    SEARCH, // 查找聯系人
    MODIFY, // 修改聯系人
    SHOW,   // 顯示聯系人
    SORT    // 排序
};

由于聯系人的姓名、性別、電話和住址都是字符串，要存儲在字符數組中，最好先聲明它們的容量。

// 各信息的存儲容量
#define MAX_NAME 20 // 名字
#define MAX_SEX 5   // 性別
#define MAX_TELE 12 // 電話
#define MAX_ADDR 30 // 住址

我們后面在進行動態(tài)內存管理時，需要知道初始的容量和每次擴容的容量，也聲明一下：

// 動態(tài)內存默認存儲的數據
#define DEFAULT_SZ 3
// 若不夠存，每次擴容的數量
#define INC_SZ 2

再聲明一個結構體，表示一個人的信息，包括姓名、年齡、性別、電話、住址。

// 表示一個人的信息
typedef struct PeoInfo
{
    char name[MAX_NAME]; // 姓名
    int age;             // 年齡
    char sex[MAX_SEX];   // 性別
    char tele[MAX_TELE]; // 電話
    char addr[MAX_ADDR]; // 住址
}PeoInfo;

類似數據結構中的“順序表”的結構，定義一個結構體，用于存儲通訊錄中的信息，包括一個動態(tài)開辟的數組，數組中有效數據的個數，以及數組當前動態(tài)開辟的容量。

// 通訊錄
typedef struct Contact
{
    PeoInfo* data; // data指向了存放數據的空間
    int sz;        // 記錄通訊錄中的有效信息個數
    int capacity;  // 通訊錄當前的容量
}Contact;

下面我們開始實現程序的主體邏輯。先從主函數寫起，把主要的功能都封裝成函數：

// 打印菜單
void menu()
{
	printf("************************************\n");
	printf("*****    1. add     2. del       ***\n");
	printf("*****    3. search  4. modify    ***\n");
	printf("*****    5. show    6. sort      ***\n");
	printf("*****    0. exit                 ***\n");
	printf("************************************\n");
}
int main()
{
	int input = 0; // 存儲用戶輸入的數據
	Contact con; // 通訊錄
	// 初始化通訊錄
	// 加載文件的信息到通訊錄中
	InitContact(&con);
	do
	{
		menu(); // 菜單
		printf("請選擇:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case ADD: // 添加聯系人
			AddContact(&con);
			break;
		case DEL: // 刪除聯系人
			DelContact(&con);
			break;
		case SEARCH: // 查找指定聯系人
			SearchContact(&con);
			break;
		case MODIFY: // 修改指定聯系人的信息
			ModifyContact(&con);
			break;
		case SHOW: // 展示聯系人信息
			ShowContact(&con);
			break;
		case SORT: // 排序
			SortContact(&con);
			break;
		case EXIT: // 退出通訊錄
			// 保存通訊錄到文件中
			SaveContact(&con);
			// 銷毀通訊錄
			DestroyConact(&con);
			printf("退出通訊錄\n");
			break;
		default:
			printf("選擇錯誤\n");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

初始化通訊錄

先定義一個函數InitContact，它的作用是初始化通訊錄。函數的參數是一個指向Contact結構體的指針。函數的具體實現如下：

函數的第一行使用assert宏檢查指針是否有效，如果無效則程序會中止運行。
接下來，函數使用malloc函數開辟了一塊內存空間，用于存儲PeoInfo結構體數組。這個數組的大小是DEFAULT_SZ，即默認容量。如果開辟空間失敗，則會輸出錯誤信息并返回。
如果開辟空間成功，則將通訊錄的大小sz和容量capacity都設置為DEFAULT_SZ，并調用LoadContact函數將文件中的信息加載到通訊錄中。

void InitContact(Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	// 先開辟默認的容量
	pc->data = (PeoInfo*)malloc(DEFAULT_SZ * sizeof(PeoInfo));
	// 檢查開辟空間是否成功
	if (pc->data == NULL)
	{
		// 開辟空間失敗
		printf("通訊錄初始化失敗:%s\n", strerror(errno));
		return;
	}
	// 開辟空間成功
	pc->sz = 0;
	pc->capacity = DEFAULT_SZ;
	//加載文件的信息到通訊錄
	LoadContact(pc);
}

從文件中加載信息

再定義一個函數LoadContact，用于從文件中讀取聯系人信息并存儲到內存中。函數的參數是一個指向Contact結構體的指針，表示要將讀取到的聯系人信息存儲到哪個數據結構中。函數的具體實現如下：

首先使用assert函數檢查傳入的指針是否有效，如果無效則直接返回。
然后使用fopen函數打開名為"contact.dat"的二進制文件，如果打開失敗則說明可能是第一次運行通訊錄，沒有數據文件，直接返回。
接著使用一個while循環(huán)，每次讀取一個PeoInfo結構體大小的數據，即一個聯系人的信息，存儲到臨時變量tmp中。
調用CheckCapacity函數檢查當前動態(tài)數組的容量是否足夠存儲讀取到的聯系人信息，如果不夠則進行擴容。
將讀取到的聯系人信息存儲到動態(tài)數組中，即將tmp變量中的數據存儲到data數組的末尾，并將sz變量加一。
循環(huán)結束后，關閉文件并將文件指針置為 NULL。

void LoadContact(Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	// 打開文件
	FILE* pf = fopen("contact.dat", "rb");
	// 檢查打開文件是否成功
	if (pf == NULL)
	{
		// 打開文件失敗，可能是第一次運行通訊錄，并沒有數據文件
		//perror("LoadContact::fopen");
		return;
	}
	// 讀文件
	PeoInfo tmp = { 0 }; // 存儲讀取到的數據
	// 每次讀一個數據
	while (fread(&tmp, sizeof(PeoInfo), 1, pf))
	{
		// 檢查容量，不夠的話要擴容
		CheckCapacity(pc);
		// 存儲從文件讀取到的數據
		pc->data[pc->sz] = tmp;
		pc->sz++;
	}
	// 關閉文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
}

檢查容量

再定義一個函數CheckCapacity，用于檢查并擴容動態(tài)數組。函數的參數是一個指向Contact結構體的指針。函數的具體實現如下：

函數首先使用assert宏檢查傳入的指針是否有效。然后，它檢查當前數組是否需要擴容。如果數組的大小已經等于容量，就需要擴容。
在需要擴容的情況下，函數使用realloc函數重新分配內存。realloc函數會嘗試將原來分配的內存塊擴大到指定的大小。如果擴容成功，realloc函數會返回一個指向新內存塊的指針，否則返回NULL。
如果realloc函數返回NULL，說明擴容失敗，函數會輸出錯誤信息并返回0。如果realloc函數返回非空指針，說明擴容成功，函數會更新數組的起始位置和容量，并輸出擴容成功的信息。最后，函數返回1，表示擴容成功或者不需要擴容。

// 擴容失敗，返回0
// 擴容成功，不需要擴容，返回1
static int CheckCapacity(Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	// 檢查是否需要擴容
	if (pc->sz == pc->capacity)
	{
		// 需要擴容
		PeoInfo* ptr = (PeoInfo*)realloc(pc->data, (pc->capacity + INC_SZ) * sizeof(PeoInfo));
		// 檢查是否擴容成功
		if (ptr == NULL)
		{
			// 擴容失敗
			printf("CheckCapacity:%s\n", strerror(errno));
			return 0;
		}
		else
		{
			// 擴容成功
			// 更新數組的起始位置
			pc->data = ptr;
			// 更新容量
			pc->capacity += INC_SZ;
			printf("增容成功，當前容量：%d\n", pc->capacity);
		}
	}
	return 1;
}

銷毀通訊錄

再定義一個函數DestroyContact，用來銷毀通訊錄。函數的參數是一個指向Contact結構體的指針。函數的具體實現如下：

先使用assert宏檢查指針的有效性。
釋放動態(tài)數組占用的內存空間。
把結構體的變量置空。

void DestroyConact(Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	// 釋放內存空間
	free(pc->data);
	pc->data = NULL;
	pc->capacity = 0;
	pc->sz = 0;
	printf("釋放內存.....\n");
}

添加聯系人

接著定義一個函數AddContact，參數仍然是一個指向Contact結構體的指針，實現向通訊錄中添加聯系人的功能。具體實現如下：

首先檢查傳入的指針是否有效，如果無效則使用assert宏觸發(fā)斷言，程序終止。
調用CheckCapacity函數檢查通訊錄是否需要擴容，如果需要則進行擴容操作。如果擴容失敗，則輸出提示信息并返回。
如果擴容成功，則提示用戶輸入聯系人信息，包括名字、年齡、性別、電話和地址。這些信息將被存儲在通訊錄的data數組中，下標為 sz。
最后更新有效數據個數sz，并輸出添加成功的提示信息。

void AddContact(Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	// 擴容，同時檢查是否成功
	if (0 == CheckCapacity(pc))
	{
		// 擴容失敗
		printf("空間不夠，擴容失敗\n");
		return;
	}
	else
	{
		// 輸入聯系人信息
		printf("請輸入名字:>");
		scanf("%s", pc->data[pc->sz].name);
		printf("請輸入年齡:>");
		scanf("%d", &(pc->data[pc->sz].age));
		printf("請輸入性別:>");
		scanf("%s", pc->data[pc->sz].sex);
		printf("請輸入電話:>");
		scanf("%s", pc->data[pc->sz].tele);
		printf("請輸入地址:>");
		scanf("%s", pc->data[pc->sz].addr);
		// 更新有效數據個數
		pc->sz++;
		printf("添加成功\n");
	}
}

打印數據

接下來定義一個函數 ShowContact，用于打印聯系人信息。函數接受一個指向Contact結構體的指針pc。具體實現如下：

函數首先使用assert宏檢查指針pc是否有效，如果無效則程序會崩潰并輸出錯誤信息。
接下來，函數使用printf函數打印聯系人信息。首先打印表頭，包括姓名、年齡、性別、電話和地址。然后使用循環(huán)遍歷pc中的每個聯系人，打印其姓名、年齡、性別、電話和地址。
在打印時使用格式化字符串，其中 %s 表示字符串，%-10s 表示左對齊并占用 10 個字符的字符串，%-4d 表示左對齊并占用 4 個字符的整數，%-5s 表示左對齊并占用 5 個字符的字符串，%-12s 表示左對齊并占用 12 個字符的字符串，%-30s 表示左對齊并占用 30 個字符的字符串。

void ShowContact(const Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	// 打印效果
	// 姓名      年齡      性別     電話      地址
	// zhangsan 20        男      123456    北京
	//
	// 打印標題
	printf("%-10s %-4s %-5s %-12s %-30s\n", "姓名", "年齡", "性別", "電話", "地址");
	// 打印數據
	for (int i = 0; i < pc->sz; ++i)
	{
		printf("%-10s %-4d %-5s %-12s %-30s\n",
			pc->data[i].name, pc->data[i].age, pc->data[i].sex, pc->data[i].tele, pc->data[i].addr);
	}
}

刪除聯系人

接下來實現通訊錄的刪除聯系人功能。具體實現如下：

FindByName函數：根據指定名字，在通訊錄中查找聯系人信息。函數參數為指向Contact結構體的指針和要查找的名字。函數返回值為查找到的聯系人在通訊錄中的下標，如果沒找到則返回-1。

DelContact函數：刪除通訊錄中指定聯系人。函數參數為指向Contact結構體的指針。函數實現如下：

檢查指針有效性，如果為空則直接返回。
檢查通訊錄中是否還有數據，如果沒有則輸出提示信息并返回。
獲取用戶輸入的要刪除的聯系人名字。
調用FindByName函數查找要刪除的聯系人在通訊錄中的下標。
如果沒找到，則輸出提示信息并返回。
如果找到了，則使用memmove函數將該聯系人后面的所有聯系人向前移動一個位置，覆蓋掉要刪除的聯系人。
更新通訊錄中的有效數據個數。
輸出刪除成功的提示信息。

// 根據指定名字，查找聯系人信息
static int FindByName(const Contact* pc, char name[])
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	assert(name);
	// 遍歷數組
	for (int i = 0; i < pc->sz; ++i)
	{
		// 檢查名字是否匹配
		if (0 == strcmp(pc->data[i].name, name))
		{
			// 找到了
			return i;
		}
	}
	// 沒找到
	return -1;
}
void DelContact(Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	// 檢查是否還有數據
	if (pc->sz == 0)
	{
		// 通訊錄已空
		printf("通訊錄為空，無法刪除\n");
		return;
	}
	char name[MAX_NAME] = { 0 }; // 存儲用戶輸入的數據
	// 用戶輸入信息
	printf("輸入要刪除人的名字:>");
	scanf("%s", name);
	// 找到要刪除的人的下標
	int pos = FindByName(pc, name);
	// 檢查是否找到
	if (pos == -1)
	{
		// 沒找到
		printf("要刪除的人不存在\n");
		return;
	}
	// 刪除pos位置上的數據
	// 挪動pos后面的數據，覆蓋pos
	memmove(pc->data + pos, pc->data + pos + 1, sizeof(PeoInfo) * (pc->sz - pos - 1));
	// 更新有效數據個數
	pc->sz--;
	printf("刪除成功\n");
}

查找聯系人

接著實現在通訊錄中根據姓名查找聯系人的功能。具體實現如下：

函數名為SearchContact，接受一個指向Contact結構體的指針pc作為參數。
第一行代碼使用assert宏檢查指針pc是否有效，如果pc為 NULL，則程序會崩潰并輸出錯誤信息。
定義一個char類型的數組name，長度為MAX_NAME，用于存儲用戶輸入的要查找的人的名字。
使用printf函數輸出提示信息，讓用戶輸入要查找的人的名字。
使用scanf函數讀取用戶輸入的名字，存儲到name數組中。
調用FindByName函數，在通訊錄中查找名字為name的聯系人，返回值為該聯系人在通訊錄中的位置，如果沒找到則返回-1。
判斷FindByName函數的返回值，如果為-1，則說明沒有找到要查找的聯系人，使用printf函數輸出提示信息，并直接返回。
如果FindByName函數的返回值不為-1，則說明找到了要查找的聯系人，使用printf函數輸出通訊錄的標題行，包括姓名、年齡、性別、電話、地址等信息。
使用printf函數輸出找到的聯系人的具體信息，包括姓名、年齡、性別、電話、地址等信息，這些信息都存儲在Contact結構體中的data數組中，通過pc指針訪問。pos變量表示要查找的聯系人在data數組中的位置。注意，這里使用了%-10s、%-4d等格式控制符，表示輸出字符串時左對齊，并且占用固定的寬度，方便對齊。

void SearchContact(const Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	char name[MAX_NAME] = { 0 }; // 存儲用戶輸入的信息
	// 用戶輸入數據
	printf("請輸入要查找人的名字:>");
	scanf("%s", name);
	// 查找
	int pos = FindByName(pc, name);
	// 檢查是否找到
	if (pos == -1)
	{
		// 沒找到
		printf("要查找的人不存在\n");
		return;
	}
	// 打印標題行
	printf("%-10s %-4s %-5s %-12s %-30s\n", "姓名", "年齡", "性別", "電話", "地址");
	// 打印數據
	printf("%-10s %-4d %-5s %-12s %-30s\n",
		pc->data[pos].name,
		pc->data[pos].age,
		pc->data[pos].sex,
		pc->data[pos].tele,
		pc->data[pos].addr);
}

修改聯系人

再下來實現一個函數，函數的參數仍然是一個指向通訊錄結構體類型Contact的指針，用于修改通訊錄中的聯系人信息。具體實現如下：

使用assert宏函數檢查指針有效性，如果指針為空，則程序會終止。
定義一個char類型數組name，用于存儲用戶輸入的聯系人名字。
使用printf函數提示用戶輸入要修改的聯系人名字，并使用scanf函數讀取用戶輸入的名字。
調用FindByName函數查找通訊錄中是否存在該聯系人，如果不存在則輸出提示信息并返回。
如果存在該聯系人，則使用scanf函數分別讀取用戶輸入的聯系人信息，包括名字、年齡、性別、電話和地址，并將這些信息存儲到通訊錄結構體中對應的位置。
最后使用printf函數輸出修改成功的提示信息。

void ModifyContact(Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	char name[MAX_NAME] = { 0 }; // 存儲用戶輸入的信息
	// 用戶輸入數據
	printf("請輸入要修改人的名字:>");
	scanf("%s", name);
	// 查找
	int pos = FindByName(pc, name);
	// 檢查是否找到
	if (pos == -1)
	{
		// 沒找到
		printf("要修改的人不存在\n");
		return;
	}
	// 修改
	// 用戶輸入信息
	printf("請輸入名字:>");
	scanf("%s", pc->data[pos].name);
	printf("請輸入年齡:>");
	scanf("%d", &(pc->data[pos].age));
	printf("請輸入性別:>");
	scanf("%s", pc->data[pos].sex);
	printf("請輸入電話:>");
	scanf("%s", pc->data[pos].tele);
	printf("請輸入地址:>");
	scanf("%s", pc->data[pos].addr);
	printf("修改成功\n");
}

排序通訊錄

接下來實現排序功能。具體實現如下：

定義一個比較函數CmpByName，用于按照名字來排序聯系人信息。該函數的參數為兩個指向聯系人信息結構體的指針p1和p2，返回值為兩個名字字符串的比較結果。
在CmpByName函數中，首先使用assert宏檢查指針p1和p2的有效性，確保程序不會因為無效指針而崩潰。然后使用strcmp函數比較兩個聯系人信息結構體中的名字字符串大小，返回比較結果。
定義一個排序函數SortContact，用于對聯系人信息進行排序。該函數的參數為一個指向聯系人管理系統(tǒng)結構體的指針pc。
在SortContact函數中，首先使用assert宏檢查指針pc的有效性，確保程序不會因為無效指針而崩潰。然后調用qsort函數對聯系人信息進行排序，其中pc->data表示聯系人信息數組的首地址，pc->sz表示聯系人信息數組的大小，sizeof(PeoInfo)表示每個聯系人信息結構體的大小，CmpByName表示排序函數。
最后輸出排序成功的提示信息。

// 按照名字來排序
int CmpByName(const void* p1, const void* p2)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(p1 && p2);
	// 比較名字字符串大小
	return strcmp(((PeoInfo*)p1)->name, ((PeoInfo*)p2)->name);
}
void SortContact(Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	// 根據名字來排序
	qsort(pc->data, pc->sz, sizeof(PeoInfo), CmpByName);
	printf("排序成功\n");
}

保存通訊錄

最后實現將聯系人信息保存到文件中的功能。具體實現如下：

函數定義：函數名為SaveContact，參數為一個指向Contact結構體的指針pc。
檢查指針有效性：使用assert宏函數檢查指針pc是否為NULL，如果是NULL則程序會直接終止。
打開文件：使用fopen函數打開名為"contact.dat"的文件，以二進制寫入模式（“wb”）打開。返回值為一個指向FILE結構體的指針pf。
檢查是否打開成功：使用if語句判斷指針pf是否為NULL，如果是NULL則說明打開文件失敗，使用perror函數輸出錯誤信息并返回。
寫數據：使用for循環(huán)遍歷pc指向的Contact結構體中的所有聯系人信息，使用fwrite函數將每個聯系人信息寫入文件中。其中，第一個參數為指向聯系人信息的指針，第二個參數為每個聯系人信息的大小，第三個參數為寫入的數量，第四個參數為指向文件的指針pf。
關閉文件：使用fclose函數關閉文件，釋放文件指針pf所占用的資源。將pf賦值為NULL，防止出現野指針。
輸出保存成功信息：使用printf函數輸出保存成功的信息。

void SaveContact(Contact* pc)
{
	// 檢查指針有效性
	assert(pc);
	// 打開文件
	FILE* pf = fopen("contact.dat", "wb");
	// 檢查是否打開成功
	if (pf == NULL)
	{
		// 打開文件失敗
		perror("SaveContact::fopen");
		return;
	}
	// 寫數據，一次寫一個
	for (int i = 0; i < pc->sz; ++i)
	{
		fwrite(pc->data + i, sizeof(struct PeoInfo), 1, pf);
	}
	//關閉文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	printf("保存成功...\n");
}

總結

動態(tài)內存管理一定要熟練掌握，包括使用malloc開辟空間，使用realloc擴容，使用free函數釋放空間等。
常見的文件操作函數得會用，包括fopen,fclose以及文件的順序讀寫和隨機讀寫操作等。
順序表的增刪查改、排序打印等常規(guī)操作一定要掌握，通訊錄的本質就是順序表。

以上就是基于C語言打造高效通訊錄的示例代碼的詳細內容，更多關于C語言通訊錄的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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大家在C語言的學習中一定會接觸指針這樣一個東西，而指針也是新手路上一定要消滅的boss，如果以后還要學習Java的同學更是要注重指針的學習，希望能夠有所幫助
2021-10-10