[C++知识库]C语言：动态内存分配，来一个动态的通讯录

前言：本人为C语言初学者，学识尚浅，研究程度存在很大的局限性，眼界很窄。以下所有观点仅代表个人见解和思路，各位游刃有余的前辈可以给予批评和指正！各位与鄙人同路的学子可相互探讨、发表看法，交换观点！

需要掌握的知识：指针、结构体、动态内存管理

如果你接触过一些简单的项目，比如之前我已经提及的 “三子棋”? “扫雷” 。或者你做过类似的项目，你会发现对于一个项目的实现，主要是功能的实现，也就是所谓的接口函数。而对于之前一开头就写菜单的这种方法，我个人觉得不是特别妥当，其重心还是应该放在函数的实现上，最后才考虑菜单的实现，因为菜单只是把这些函数有逻辑的调用罢了，这一点我还是比较希望能和你产生共鸣。

目录

CONTACT.H

CONTACT.C

1.InitContact

2.AddContact

3.DelContact

4.PrintContact

5.SearchContact

6.ChangeContact

7.Exit

老样子，我们还是需要将整个程序的实现分为三个大的部分：

1.main.c：负责函数的调用以及和用户的交互

2.contact.c：负责函数的定义

3.contact.h：负责函数的声明和头文件的引用以及结构体的定义

一个通讯录里，首先我们要存放的肯定是人的信息，所以我们要想想对于一个人来讲，有哪些信息？姓名，性别，年龄，电话......数不胜数，那我们就先拿这四个举例。那么就这些而论：姓名、性别、电话，都应该是字符串类型。对于年龄可以采用整型。这样我们就要定义一个结构体把它们给 “包” 起来，方便我们管理。

CONTACT.H

对于所声明的结构体，在 main.c 以及 contact.c 里面都要使用，无疑我们肯定要定义到 contact.h? 中。如下所示：

sturct ContactMember
{
    char name[20];
    char sex[10];
    int age;
    char tel[12];
}

当然，为了命名使用的方便，我们可以 typedef：

typedef struct ContactMember CM;

就全局来看，头文件起码要有一个 stdio.h stdlib.h，先引用他们：

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

想想，如果我们要定义的是一个静态的通讯录，那我们需要定一个结构体数组，然后设定大小。如果我们又涉及到对其增删查改，那肯定要有一个能记录此时位置的地方，所以我们还是要整合一个结构体来包含它们。故如果是静态的，起码应该这样定义：

struct Contact
{
    CM data[1000];
    int count;
}

但是毕竟我们需要开辟的是动态空间，把这么大的空间放在栈区实在是有点zz，所以若是我们要把数据放在堆里，那肯定要用到动态内存分配，那上面的 data 我们肯定要改成指针用来接收 malloc 开辟空间的首地址， count 还是不变，想想，还缺什么？我怎么知道我开辟的空间什么时候用完呀？所以每当我们开辟一个空间，必须要有一个变量来记录此刻变量大小，所以最后的定义变成了这样：

struct Contact
{
    CM* data;
    int count;
    int capacity;
};

?当然，typedef 是必须的（我个人喜欢单独拿出来typedef，当然你也可以直接在结构体上处理）

typedef struct Contact Con;

这些解决了，是时候开始实现功能了。

最基本的：增、删、查、改。

其次还有：初始化、退出、打印等等。

当然如果你感兴趣，可以加上个排序。

所以我们对于增删查改的声明可以先放出来：

void InitContact(Con*); //初始化
void AddContact(Con*); //增
void DelContact(Con*); //删
void SearchContact(Con*); //查
void ChangeContact(Con*); //改
void PrintContact(Con*); //打印

可能你在疑惑我为什么只传了 Con*，比如删除哪个？查找哪个？这些我们可以放到函数里面 scanf 接收数据，也可以在外面接收数据传进去，那何必多用一个栈空间呢，不如就在函数里实现，还可以让代码看起来更规范化。

这样来看，contact.h 的内容差不多已经结束了，让我们进入下一板块吧。

CONTACT.C

1.InitContact

初始化，指针给NULL，其余给0即可，不过多赘述。

当然，记得把 #include "contact.h" 挂在前面

void InitContact(Con* c)
{
	c->data = NULL;
	c->count = 0;
	c->capacity = 0;
}

2.AddContact

这个得称得上是重头戏，毕竟增加数据我们需要判断是否增容，而动态内存开辟，正是我们动态通讯录的关键。而开辟的前提是什么？是读取到上限的时候。什么时候是读取上限？capacity 记录了最大容量，count 记录了当前位置，如果 count 等于了 capacity 那不就是满了嘛！这在两者同时为零时仍然适用。

    if (c->count == c->capacity)
	{
		c->capacity += 5;
		temp = (CM*)realloc(c->data,sizeof(CM)*(c->capacity));
	}

大家应该还记得我之前把c->data初始化为 NULL，这时 realloc 的魅力就随之体现，当 realloc 的第一个参数为 NULL 时其功能相当于 malloc，这样我们就用 realloc 一次解决了初次开辟和再次开辟的问题。且我用 temp 指针先接收了 realloc 返回的指针，想想是为什么？

对的，如果开辟失败，那么 realloc 就会返回 NULL，这个时候我们要对 temp 加以判断再赋值给 c->data，这里我们作为一个严厉的父亲，直接用 assert 断言，记得加头文件哦！

    if (c->count == c->capacity)
	{
		c->capacity += 5;
		temp = (CM*)realloc(c->data,sizeof(CM)*(c->capacity));

		if (temp == NULL)
		{
			assert(temp);
		}
		else
		{
			c->data = temp;
			printf("Capacity increase succeeded!\n");
		}
	}

当然，这里增容成功的提示在使用中是没必要的，但是调试阶段还是很重要的。

以上步骤都执行完毕，才到了添加的时候，但是说白了，不就是 4 个 printf 提示用户输入然后用四个 scanf 接收嘛，这里实在是没有什么好讲的，具体如下：

	printf("请输入姓名：");
	scanf("%s", c->data[c->count].name);
	printf("请输入性别：");
	scanf("%s", c->data[c->count].sex);
	printf("请输入年龄：");
	scanf("%d", &(c->data[c->count].age));
	printf("请输入电话：");
	scanf("%s", c->data[c->count].tel);

? 当然，这里拿姓名举例：c->data[c->count].name 不要绕晕了。我们这里 c 是接收的地址，是 Con* 类型的，Con* 里面有三个东西：data，count，capacity。数据存放在 data 中，所以我们指向的是 data，data 中又有 4 个数据：name，sex，age，tel。因为这里我们是以数组的方式读取，所以后面直接用点操作符了，因为数组方式读取到的是值不是地址。

还有就是唯一取地址的年龄，因为其它三个都是数组，数组名就是首元素地址，而年龄是整型，这里不要忘了取地址！添加一个联系人后 count 也要加上 1 哦！

3.DelContact

我们应该如何删除一个联系人？需要把里面的数据清零吗？删除一个联系人，我们不确定用户要删除的是哪一个，如果是最后一个还好说，但是如果是第一个呢，中间的呢？为了保证空间的连续，我们往往需要 ”牵一发而动全身“。例如我删除第一个联系人，那就需要再把数组整个向前移动 1，所以我们发现对于第一个联系人的信息没有删除的必要，因为它会被覆盖。

这里我们要求用户输入需要删除的联系人标号（也就是第几个）：

	int flag = 0;
	printf("请输入您要删除的联系人标号：");
	scanf("%d", &flag);

当然，既然是用户输入，我们肯定要判断 flag 的合法性：

	if (flag <= 0 || flag > c->count)
	{
		printf("输入错误！\n");
		return;
	}

这里再次注意，用户输入的是标号，是第几个，而不是下标！下标应该是：flag - 1

故这里我们需要让整个数组从 flag 到 c->count 的位置全部向前移动 1，这时候又有一个问题出现：从前往后移，还是从后往前移？我这里举一个小小的例子，看完你就明白了：

假设这里要删除的是 3 这个元素，我要把 4 和 5 整体前移 1?

?这时候 c->count--; 其最后一个 5 也就相当于失效了，这里我们删除 3 的目的已经达到，从前往后可知是完全可行的，那么从后往前呢？

全变成了 5 ？由此不难得出，从后往前是行不通的。所以我们开始遍历从前往后覆盖：

首先我想给大家先看看循环：

	for (int i = 0; i < c->count - flag; i++)
	{

	}

?我们移动就需要知道移动几次，就如上面的例子，我们删除 3，总个数是 5，我们移动了 2 次，不难推到其次数就是：c->count - flag;

但是移动的时候是我们需要的是下标，所以移动操作我们是这样实现的：

	for (int i = 0; i < c->count - flag; i++)
	{
		c->data[flag - 1 + i] = c->data[flag + i];
	}
  
    c->count--;

这里我们直接对c->data进行覆盖，切忌不要写成了：

c->data[flag - 1 + i].name = c->data[flag + i].name;
c->data[flag - 1 + i].sex = c->data[flag + i].sex;
c->data[flag - 1 + i].age = c->data[flag + i].age;
c->data[flag - 1 + i].tel = c->data[flag + i].tel;

这样写多少是带点bing了~

这里还需要强调非常重要的一点，写好一个接口函数，最好就去测试一下，保证这一步没问题了我们再往下一步走。不然到时候运行出错，不知道是这个的问题还是那个的问题，这一点一定要重视！至于测试过程我就省略了，这需要你们在 main.c 里面进行测试，这也就是不写菜单的好处，测试省略了很多不必要的麻烦。

4.PrintContact

其实这个函数按道理我们应该最先写出来的，因为打印出通讯录可以帮助我们更直观的看到通讯录的状态，方便我们测试，打印的个数自然是取决于 c->count 了，这里循环即可！

	for (int i = 0; i < c->count; i++)
	{
		printf("-----------------\n");
		printf("标号：%d\n", i + 1);
		printf("姓名：%s\n", c->data[i].name);
		printf("性别：%s\n", c->data[i].sex);
		printf("年龄：%d\n", c->data[i].age);
		printf("电话：%s\n", c->data[i].tel);
		printf("-----------------\n");
	}

5.SearchContact

其实查找函数如果细细的想，应该是需要返回值的，如果查找成功了就返回下标，如果失败了就返回-1。当然，如果你硬是把打印函数也套在查找函数里，当然可行，但是此函数的通用性就差了。比如别人就是要根据这个返回值干啥干啥的，你就直接帮别人打印出来了，别人没有处理空间。所以这里我们还是要在头文件里修改一下：

int SearchContact(Con*);

既然是搜索，那我们肯定要根据一个玩意儿搜索，比如姓名。（你也可以让用户自行决定，这里演示需要我考虑太复杂的情况）

	char input[20];
	printf("请输入您要查找的联系人姓名：");
	scanf("%s", &input);

	for (int i = 0; i < c->count; i++)
	{
		if()
	}

写到这里我突然想问大家，姓名是字符串，我们如何判断字符串相等？

如果你真的这样写了：

if(input == c->data[i].name)

呃，大聪明你好。这样比较的是什么，好好想想。难不成还指望它们的地址相等哦？所以这里头文件里又要填上一项：

#include <string.h>

这里我们要用字符串比较函数来判断字符串是否相等：

int SearchContact(Con* c)
{
	char input[20];
	printf("请输入您要查找的联系人姓名：");
	scanf("%s", &input);

	for (int i = 0; i < c->count; i++)
	{
		if (strcmp(input, c->data[i].name) == 0)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}

当然，如果你要单独打印一个人的信息，可能又要多出一个函数来打印指定人的信息，不过代码已经是大同小异。

6.ChangeContact

如何修改一个联系人信息？说白了就是再录入一遍覆盖就好了，这里我们就需要用户输入标号来定位一下具体联系人：

	int flag = 0;
	printf("请输入需要修改的联系人标号：");
	scanf("%d", &flag);

当然，判断合法性也是必要步骤：

	if (flag <= 0 || flag > c->count)
	{
		printf("输入错误！\n");
		return;
	}

接下来就是简单的覆盖了：

	printf("请输入姓名：");
	scanf("%s", c->data[flag - 1].name);
	printf("请输入性别：");
	scanf("%s", c->data[flag - 1].sex);
	printf("请输入年龄：");
	scanf("%d", &(c->data[flag - 1].age));
	printf("请输入电话：");
	scanf("%s", c->data[flag - 1].tel);

这里还需要注意的一点就是 flag 是标号而不是下标，下标还是要用 flag - 1;

7.Exit

我并没有单独写成函数，而是直接在 main.c 中实现。既然是动态内存开辟的空间，那么我们就要遵循三原则：开辟，检查，释放。现在空间使用完毕，我们要做如下步骤：

	free(c.data);
	c.data = NULL;

接下来，如果你想写个菜单，当然没问题。这个得交给你自己了。

就本程序而言，接口函数负责实现功能是重中之重，而菜单只是为了和用户交互，只是负责调用函数的逻辑顺序等，过于简单，如有疑问可移步：

三子棋，其有关于菜单的详细讲解

本次代码上传至码云：通讯录 - 博客搭建

如有任何疑问、错误、表达不当等处请及时评论留言，本人发现会及时修改和回答。

END