【C语言】动态内存实现通讯录（malloc,calloc,realloc）

news2024/11/15 2:21:16

目录

一、为什么要存在动态内存开辟

二、动态内存函数

2.1 malloc

 2.1.1 函数介绍

 2.1.2 函数的使用

 2.1.3 free

2.2 calloc

2.2.1 函数介绍

2.2.2 函数的使用

2.3 realloc

2.3.1 函数的介绍

2.3.2 函数的使用

三、改进通讯录

3.1 初始化

3.2 增加信息

3.3 排序（以姓名为标准）

3.4 销毁空间

四、源代码

4.1 contact.h(函数的声明)

4.2 contact.c(函数的实现)

4.3 test.c(测试通讯录的逻辑)

 END.

一、为什么要存在动态内存开辟

         在上篇文章实现通讯录时，我们提前开辟了能够存储1000个人信息的空间大小，当我们要存储1001个人的信息时，存不下，当我们只存储1个人的信息时，空间又会造成极大的浪费，这样的空间开辟的大小时固定的。

        所以动态的开辟内存就显得极为重要，当我们需要的空间比较小时，我们就少开辟，当我们需要的空间较大时，我们就开辟的多一点。空间的开辟会变得很灵活。

二、动态内存函数

2.1 malloc

 2.1.1 函数介绍

void *malloc( size_t size );

malloc:开辟一块内存空间

头文件：stdlib.h 或 malloc.h

返回值：开辟成功则返回一个已经分配好的空间的指针，返回值类型为void* ，如果使用其他类型的指针来接收，则需要将malloc强制类型转换。

没有开辟成功则返回NULL。

参数：需要开辟多少字节。

 2.1.2 函数的使用

 2.1.3 free

void free( void *memblock ); 

没有返回值

参数：先前分配的要释放的内存块

2.2 calloc

2.2.1 函数介绍

void *calloc( size_t num, size_t size );

calloc：在内存中分配一个数组，其中元素初始化为 0。

头文件：stdlib.h 或 malloc.h

返回值：返回一个已经分配好的空间的指针，返回值类型为void* ，如果使用其他类型的指针接收，需要将calloc强制类型转换

参数：

num : 元素数量

size : 一个元素的大小

 2.2.2 函数的使用

 

2.3 realloc

2.3.1 函数的介绍

void *realloc( void *memblock, size_t size );

realloc：重新分配内存空间（在已经开辟的空间基础上，扩展或收缩）

头文件：stdlib.h 或 malloc.h

返回值：

开辟成功有两种情况：

1.空间足够大返回原来的内存地址

2.空间不够大返回重新分配的空间的指针

 开辟失败：返回NULL 

参数：

memblock : 指向以前分配的内存块的指针

size : 新的空间需要开辟多少字节

 

2.3.2 函数的使用

 

三、改进通讯录

当我们了解了关于动态内存开辟的相关知识，我就可以着手将通讯录进行升级

在升级之前我们需要分析一下那些地方需要改进

初始化：既然是动态开辟内存，那么一开始也不需要创建很大的空间，我们可以先创建3个人的信息空间，如果不够我们再增加。

增加信息：因为初始化时只申请了3个人的信息空间，所以在增加信息之前，我们首先得判断一下，当前申请的空间大小，能不能添加信息。

（具体怎么样判断呢？我们需要一个新的变量（capacity）来存放我们当前的最大容量，让sz（记录当前存放了几个人的信息）与capacity相比较，如果小于就继续存放，如果等于，则在原来空间的基础上增加内存空间（realloc））

排序：我们原来创建的是，数组来存放个人信息，这样是静态的，我需要将他变为指针的形式才可以进行动态开辟。如此在我们使用qsort函数时，e1 ,e2的类型发生了一点点的变化。

销毁空间：既然有动态开辟那就必须有释放空间

 

3.1 初始化

  

 3.2 增加信息

效果展示

 

 

3.3 排序（以姓名为标准）

 

 效果展示

 

 

3.4 销毁空间

要释放一块空间的前提是这块空间已经用完了

在通讯录中，只有选择退出功能时（exit），才是用完了。

 

 其他的功能和静态的是一致的

四、源代码

其中有静态的代码，也有动态的代码，可以相互进行对比 

4.1 contact.h(函数的声明)

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>


#define NAME_MAX 20		//存放姓名的数组大小
#define SEX_MAX 6		//存放性别的数组大小
#define TELE_MAX 12		//存放电话的数组大小
#define ADDRESS_MAX 20	//存放地址的数组大小
#define DATA_MAX 100	//存放个人信息的数组大小
#define CAPACITY 3		//记录通讯录当前最大容量



enum c
{
	EXIT,
	ADD,
	DEL,
	SEARCH,
	MOD,
	PRINT,
	SORT,
	EMPTY,
};

typedef struct peoInfo
{
	char name[NAME_MAX];
	int age;
	char sex[SEX_MAX];
	char tele[TELE_MAX];
	char address[ADDRESS_MAX];
}peoInfo;

静态contact
//typedef struct contact
//{
//	peoInfo data[DATA_MAX];//存放个人信息
//	int sz;//记录有几个人的信息
//}contact;


//动态contact
typedef struct contact
{
	peoInfo* data;//存放个人信息
	int sz;//记录有几个人的信息
	int capacity;//记录通讯录当前最大容量
}contact;



//初始化
void InitContact(contact* pc);
//增加信息
void AddContact(contact* pc);
//打印通讯录
void PrintContact(contact* pc);
//删除联系人
void DelContact(contact* pc);
//查找联系人
void SearchContact(contact* pc);
//修改联系人
void ModContact(contact* pc);
//清空联系人
void EmptyContact(contact* pc);
//联系人排序
void SortContact(contact* pc);
//增容
void CheckCapacity(contact* pc);
//销毁
void DessroyContact(contact* pc);

 

4.2 contact.c(函数的实现)

 

#include"contact.h"

静态初始化
//void InitContact(contact* pc)
//{
//	assert(pc);
//
//	memset(pc->data, 0, sizeof(pc->data));
//	pc->sz = 0;
//}

//动态初始化
void InitContact(contact* pc)
{
	assert(pc);
	pc->capacity = CAPACITY;
	pc->sz = 0;
	pc->data = (peoInfo*)malloc(pc->capacity * sizeof(peoInfo));

	if (pc->data == NULL)
	{
		perror("InitContact::malloc");
		return;
	}
	memset(pc->data, 0, (pc->capacity * sizeof(peoInfo)));

}


//增容
void CheckCapacity(contact* pc)
{
	if (pc->sz == pc->capacity)
	{
		peoInfo* tmp = (peoInfo*)realloc(pc->data, ((pc->capacity + 2) * sizeof(peoInfo)));
		if (tmp != NULL)
		{
			pc->data = tmp;
			pc->capacity += 2;
			printf("增容成功\n");
		}
		else
		{
			perror("CheckCapacity:realloc");
			return;
		}

	}

}

//销毁
void DessroyContact(contact* pc)
{
	free(pc->data);
	pc->data = NULL;
	pc->capacity = 0;
	pc->sz = 0;
	printf("销毁成功\n");
}


静态增加信息
//void AddContact(contact* pc)
//{
//	if (pc->sz == DATA_MAX)
//	{
//		printf("通讯录已满，无法添加\n");
//		return;
//	}
//	assert(pc);
//	printf("输入姓名->");
//	scanf("%s", pc->data[pc->sz].name);
//	printf("输入年龄->");
//	scanf("%d", &(pc->data[pc->sz].age));
//	printf("输入性别->");
//	scanf("%s", pc->data[pc->sz].sex);
//	printf("输入电话->");
//	scanf("%s", pc->data[pc->sz].tele);
//	printf("输入地址->");
//	scanf("%s", pc->data[pc->sz].address);
//	pc->sz++;
//	printf("添加成功\n");
//}


//动态增加信息
void AddContact(contact* pc)
{
	assert(pc);

	CheckCapacity(pc);
	
	printf("输入姓名->");
	scanf("%s", pc->data[pc->sz].name);
	printf("输入年龄->");
	scanf("%d", &(pc->data[pc->sz].age));
	printf("输入性别->");
	scanf("%s", pc->data[pc->sz].sex);
	printf("输入电话->");
	scanf("%s", pc->data[pc->sz].tele);
	printf("输入地址->");
	scanf("%s", pc->data[pc->sz].address);
	pc->sz++;
	printf("添加成功\n");
}



//打印通讯录
void PrintContact(contact* pc)
{
	assert(pc);
	int i = 0;
	printf("%-10s %-5s %-6s %-12s %-15s\n", "姓名", "年龄", "性别", "电话", "地址");
	for (i = 0; i < pc->sz; i++)
	{
		printf("%-10s %-5d %-6s %-12s %-15s\n", pc->data[i].name, pc->data[i].age, pc->data[i].sex, 
			pc->data[i].tele, pc->data[i].address);
	}
	printf("\n");
	}
	
//判断名字是否一致
int Find_Name(contact* pc, char* name)
{
	assert(pc&&name);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < pc->sz; i++)
	{
		if (0 == strcmp(pc->data[i].name, name))
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

//删除联系人
void DelContact(contact* pc)
{
	assert(pc);
	char name[NAME_MAX];
	if (pc->sz == 0)
	{
		printf("通讯录没有联系人\n");
		return;
	}
	printf("输入需要删除人的姓名\n");
	scanf("%s", name);
	//找到返回坐标，没找到返回0.
	int pos = Find_Name(pc, name);
	if (pos == -1)
	{
		printf("没有找到要删除的联系人\n");
	}
	else
	{
		int j = 0;
		for (j = pos; j <pc->sz-1; j++)
		{
			pc->data[j] = pc->data[j + 1];
		}
		pc->sz--;
		printf("删除成功\n");
		PrintContact(pc);
	}
}


//查找联系人
void SearchContact(contact* pc)
{
	assert(pc);
	char name[NAME_MAX];
	if (pc->sz == 0)
	{
		printf("通讯录没有联系人\n");
		return;
	}
	printf("输入查找人的姓名\n");
	scanf("%s", name);
	//找到返回坐标，没找到返回0.
	int pos = Find_Name(pc, name);
	if (pos == -1)
	{
		printf("没有找到要删除的联系人\n");
	}
	else
	{
		printf("找到联系人\n");
		printf("%-10s %-5s %-6s %-12s %-15s\n", "姓名", "年龄", "性别", "电话", "地址");
		printf("%-10s %-5d %-6s %-12s %-15s\n", pc->data[pos].name, pc->data[pos].age, pc->data[pos].sex,
			pc->data[pos].tele, pc->data[pos].address);
	}
}


//修改联系人
void ModContact(contact* pc)
{
	assert(pc);
	char name[NAME_MAX];
	if (pc->sz == 0)
	{
		printf("通讯录没有联系人\n");
		return;
	}
	printf("输入需要修改联系人的姓名->");
	scanf("%s", name);
	int pos = Find_Name(pc, name);
	if (pos == -1)
	{
		printf("没有找到要删除的联系人\n");
	}
	else
	{
		printf("输入新的姓名->");
		scanf("%s", pc->data[pos].name);
		printf("输入新的年龄->");
		scanf("%d", &(pc->data[pos].age));
		printf("输入新的性别->");
		scanf("%s", pc->data[pos].sex);
		printf("输入新的电话->");
		scanf("%s", pc->data[pos].tele);
		printf("输入新的地址->");
		scanf("%s", pc->data[pos].address);
		printf("修改成功\n");
		//修改完后，打印一下子
		PrintContact(pc);
	}
}


//清空联系人
void EmptyContact(contact* pc)
{
	assert(pc);
	char q =0;
	printf("你确定要清空所有联系人吗？(Y/N)\n");
	getchar();
	scanf("%c", &q);
	if (q=='Y')
	{
		int i = 0;
		for (i = pc->sz - 1; i > 0; i--)
		{
			pc->data[i - 1] = pc->data[i];
			pc->sz--;
		}
		if (pc->sz == 1)
		{
			pc->sz--;
		}
		//打印
		printf("清空联系人\n");
		PrintContact(pc);
	}
	else
	{
		printf("取消清空联系人\n");
		return;
	}
	
}

静态qsort排序
//int con_name(const void* e1, const void* e2)
//{
//	//return (strcmp(((contact*)e1)->data->name , ((contact*)e2)->data->name));
//}
//
联系人排序
//void SortContact(contact* pc)
//{
//	assert(pc);
//	qsort(pc->data, pc->sz, sizeof(pc->data[0]), con_name);
//	//打印
//	printf("排序完成\n");
//	PrintContact(pc);
//
//}


//动态qsort排序
int con_name(const void* e1, const void* e2)
{
	return (strcmp(((peoInfo*)e1)->name, ((peoInfo*)e2)->name));
}

//联系人排序
void SortContact(contact* pc)
{
	assert(pc);
	qsort(pc->data, pc->sz, sizeof(peoInfo), con_name);
	//打印
	printf("排序完成\n");
	PrintContact(pc);

}

4.3 test.c(测试通讯录的逻辑)

 

#include"contact.h"

void menu()
{
	printf("-------------------------------\n");
	printf("-------1.add     2.del---------\n");
	printf("-------------------------------\n");
	printf("-------3.search  4.mod---------\n");
	printf("-------------------------------\n");
	printf("-------5.print   6.sort--------\n");
	printf("-------------------------------\n");
	printf("-------7.empty   0.exit--------\n");
	printf("-------------------------------\n");

}


void test()
{
	int input = 0;
	contact con;
	InitContact(&con);
	do
	{
		menu();//菜单
		printf("选择功能->");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case ADD:
			//增加信息
			AddContact(&con);
			break;
		case DEL:
			//删除联系人
			DelContact(&con);
			break;
		case SEARCH:
			//查找联系人
			SearchContact(&con);
			break;
		case MOD:
			//修改联系人
			ModContact(&con);
			break;
		case PRINT:
			//打印通讯录
			PrintContact(&con);
			break;
		case SORT:
			//联系人排序
			SortContact(&con);
			break;
		case EMPTY:
			//清空联系人
			EmptyContact(&con);
			break;
		case EXIT:
			DessroyContact(&con);
			printf("退出程序。\n");
			break;
		default:
			printf("输入错误，请重新选择。\n");
			break;

		}
	} while (input);

}

int main()
{
	test();
	return 0;
}

 END.

        动态开辟内存空间实现了，但是其中还有一个问题不够完美，那就是每次在测试功能时，都需要重新输入信息，通信录不能保存信息，这就显得这个通讯录有点鸡肋。不过办法总比困难多，如果你想让你的通讯录更加完美，那么请关注我的下一篇文章吧！

 

Having dreams is just a kind of intelligence, and realizing dreams is a kind of ability.

拥有梦想只是一种智力，实现梦想才是一种能力。 

 

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