第 2 章 线性表（学生健康登记表实现）
1. 示例代码
1) status.h
/* DataStructure 预定义常量和类型头文件 */
#ifndef STATUS_H
#define STATUS_H
/* 函数结果状态码 */
#define TRUE 1 /* 返回值为真 */
#define FALSE 0 /* 返回值为假 */
#define RET_OK 0 /* 返回值正确 */
#define INFEASIABLE 2 /* 返回值未知 */
#define ERR_MEMORY 3 /* 访问内存错 */
#define ERR_NULL_PTR 4 /* 空指针错误 */
#define ERR_MEMORY_ALLOCATE 5 /* 内存分配错 */
#define ERR_NULL_STACK 6 /* 栈元素为空 */
#define ERR_PARA 7 /* 函数参数错 */
#define ERR_OPEN_FILE 8 /* 打开文件错 */
#define ERR_NULL_QUEUE 9 /* 队列为空错 */
#define ERR_FULL_QUEUE 10 /* 队列为满错 */
typedef int Status; /* Status 是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如 RET_OK 等 */
typedef int Bollean; /* Boolean 是布尔类型,其值是 TRUE 或 FALSE */
#endif // !STATUS_H2) singleLinkList.h
/* 线性表的单链表存储结构头文件 */
#ifndef SINGLELINKLIST_H
#define SINGLELINKLIST_H
#include "status.h"
#define NAMELEN 20 /* 姓名最大长度 */
#define CLASSLEN 10 /* 班级名最大长度 */
#define HEALTHLEN 10 /* 健康状态字符长度 */
#define N 4 /* 学生个数 */
typedef struct {
char name[NAMELEN];
long studentId;
char sex;
int age;
char className[CLASSLEN];
int healthState;
} StudentInfo;
typedef StudentInfo ElemType;
typedef struct LNode {
ElemType data;
struct LNode *next;
} *LinkList;
/* 辅助函数，创建一个新的节点 */
LinkList MakeNewLNode(ElemType e);
/* 操作结果：构造一个空的线性表 L */
Status InitList(LinkList *L);
/* 初始条件：线性表 L 已存在。操作结果：销毁线性表 L */
Status DestroyList(LinkList *L);
/* 初始条件：线性表 L 已存在。操作结果：将 L 重置为空表 */
Status ClearList(LinkList L);
/* 初始条件：线性表 L 已存在。操作结果：若 L 为空表，则返回 TRUE，否则返回 FALSE */
Status ListEmpty(LinkList L);
/* 初始条件：线性表 L 已存在。操作结果：返回 L 中数据元素个数 */
int ListLength(LinkList L);
/* 算法 2.8，L 为带头结点的单链表的头指针。当第 i 个元素存在时, 其值赋给 e 并返回 OK,否则返回 ERROR */
Status GetElem(LinkList L, int i, ElemType *e);
/* 初始条件: 线性表 L 已存在, compare() 是数据元素判定函数(满足为 1,否则为 0)
操作结果: 返回 L 中第 1 个与 e 满足关系 compare() 的数据元素的位序。
若这样的数据元素不存在,则返回值为 0 */
int LocateElem(LinkList L, ElemType e, Status(*compare)(ElemType, ElemType));
/* 算法 2.9，在带头结点的单链线性表 L 中第 i 个位置之前插入元素 e */
Status ListInsert(LinkList L, int i, ElemType e);
/* 算法 2.10，在带头结点的单链线性表 L 中，删除第 i 个元素,并由 e 返回其值 */
Status ListDelete(LinkList L, int i, ElemType* e);
/* 按学号非降序插入 */
void InsertAscend(LinkList L, ElemType e);
#endif3) singleLinkList.c
/* 线性表的单链表存储结构源文件实现 */
#include "singleLinkList.h"
#include
#include
#include
/* 辅助函数，创建一个新的节点 */
LinkList MakeNewLNode(ElemType e)
{
LinkList newLNode = (LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));
if (!newLNode) {
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ERR_MEMORY_ALLOCATE);
return NULL;
}
newLNode->data = e;
newLNode->next = NULL;
return newLNode;
}
/* 操作结果：构造一个空的线性表 L */
Status InitList(LinkList *L)
{
*L = (LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));
if (!(*L)) {
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ERR_MEMORY_ALLOCATE);
return ERR_MEMORY_ALLOCATE;
}
(*L)->next = NULL;
return RET_OK;
}
/* 初始条件：线性表 L 已存在。操作结果：销毁线性表 L */
Status DestroyList(LinkList *L)
{
LinkList q;
while (*L) {
q = (*L)->next;
free(*L);
*L = q;
}
return RET_OK;
}
/* 初始条件：线性表 L 已存在。操作结果：将 L 重置为空表 */
Status ClearList(LinkList L)
{
LinkList p, q;
p = L->next;
while (p) {
q = p->next;
free(p);
p = q;
}
L->next = NULL;
return RET_OK;
}
/* 初始条件：线性表 L 已存在。操作结果：若 L 为空表，则返回 TRUE，否则返回 FALSE */
Status ListEmpty(LinkList L)
{
if (L->next) {
return FALSE;
}
return TRUE;
}
/* 初始条件：线性表 L 已存在。操作结果：返回 L 中数据元素个数 */
int ListLength(LinkList L)
{
int count = 0;
LinkList p = L->next;
while (p) {
++count;
p = p->next;
}
return count;
}
/* 算法 2.8，L 为带头结点的单链表的头指针。当第 i 个元素存在时, 其值赋给 e 并返回 RET_OK,否则返回 ERROR */
Status GetElem(LinkList L, int i, ElemType *e)
{
int j = 1;
LinkList p = L->next;
while (p && j < i) {
p = p->next;
++j;
}
if (!p || j > i) { /* j > i 适用于 i < 1 时，如 i = 0 */
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ERR_PARA);
return ERR_PARA;
}
*e = p->data;
return RET_OK;
}
/* 初始条件: 线性表 L 已存在, compare() 是数据元素判定函数(满足为 1,否则为 0)
操作结果: 返回 L 中第 1 个与 e 满足关系 compare() 的数据元素的位序。
若这样的数据元素不存在,则返回值为 0 */
int LocateElem(LinkList L, ElemType e, Status(*compare)(ElemType, ElemType))
{
int i = 0;
LinkList p = L->next;
while (p) {
++i;
if (compare(p->data, e)) {
return i;
}
p = p->next;
}
return 0;
}
/* 算法 2.9，在带头结点的单链线性表 L 中第 i 个位置之前插入元素 e */
Status ListInsert(LinkList L, int i, ElemType e)
{
int j = 0;
LinkList p = L;
while (p && j < i - 1) {
++j;
p = p->next;
}
if (!p || j > i - 1) { /* 超出表长或者 i < 1 */
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ERR_PARA);
return ERR_PARA;
}
LinkList newLNode = MakeNewLNode(e);
if (!newLNode) {
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ERR_MEMORY_ALLOCATE);
return ERR_MEMORY_ALLOCATE;
}
newLNode->next = p->next;
p->next = newLNode;
return RET_OK;
}
/* 算法 2.10，在带头结点的单链线性表 L 中，删除第 i 个元素,并由 e 返回其值 */
Status ListDelete(LinkList L, int i, ElemType *e)
{
int j = 0;
LinkList p = L;
while (p->next && j < i - 1) {
++j;
p = p->next;
}
if (!p->next || j > i - 1) { /* 理论上 j 最多只能等于 i - 1, 但此处当参数不合法时可用， 建议单独判断参数合法性 */
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ERR_PARA);
return ERR_PARA;
}
LinkList q = p->next;
p->next = q->next;
*e = q->data;
free(q);
return RET_OK;
}
/* 初始条件：线性表 L 已存在
操作结果:依次对 L 的每个数据元素调用函数 vi()。一旦 vi() 失败,则操作失败 */
Status ListTraverse(LinkList L, void(*vi)(ElemType))
{
LinkList p = L->next;
while (p) {
vi(p->data);
p = p->next;
}
return RET_OK;
}
/* 按学号非降序插入 */
void InsertAscend(LinkList L, ElemType e)
{
LinkList q = L, p = L->next;
while (p && e.studentId > p->data.studentId) {
q = p;
p = p->next;
}
q->next = MakeNewLNode(e);
q->next->next = p;
} 4) studentHealthRecord.h
/* 学生健康登记表定义头文件 */
#ifndef STUDENTSHEALTHRECORD_H
#define STUDENTSHEALTHRECORD_H
#include "status.h"
#include "singleLinkList.h"
#include
/* 打印学生信息 */
void PrintStuentInfo(char healthState[][HEALTHLEN], int arrayLen, ElemType e);
/* 读入学生信息 */
void ReadIn(char healthState[][HEALTHLEN], int arrayLen, ElemType *e);
/* 将学生信息写入指定文件 */
void WriteToFile(ElemType e, FILE *fp);
/* 由 fp 指定文件读取学生信息到 e */
Status ReadFromFile(ElemType *e, FILE *fp);
/* 查找表中学号为 studentId 的结点,如找到,q 指向此结点, p 指向 q 的前驱
并返回 TRUE; 如无此元素,则返回 FALSE */
Status FindByStudentId(LinkList L, long studentId, LinkList *p, LinkList *q);
/* 查找表中姓名为 name 的结点,如找到,q 指向此结点, p 指向 q 的前驱
并返回 TRUE; 如无此元素,则返回 FALSE */
Status FindByName(LinkList L, char name[], LinkList *p, LinkList *q);
/* 删除表中学号为 studentId 的元素，并返回 TRUE；如无此元素，则返回 FALSE */
Status DeleteByStudentId(LinkList L, long studentId);
/* 删除表中姓名为 name 的元素，并返回 TRUE；如无此元素，则返回 FALSE */
Status DeleteByName(LinkList L, char name[]);
/* 修改学生信息 */
void ModifyStudentInfo(char healthState[][HEALTHLEN], int arrayLen, ElemType *e);
/* 显示操作选项 */
void ShowMenu(void);
#endif // !STUDENTSHEALTHRECORD_H 5) studentHealthRecord.c
/* 学生健康登记表实现源文件 */
#include "studentHealthRecord.h"
#include
#include
/* 打印学生信息 */
void PrintStuentInfo(char healthState[][HEALTHLEN], int arrayLen, ElemType e)
{
if (e.healthState > arrayLen - 1) {
printf("Error: Parameter out of bounds!\n");
return;
}
printf("%-10s%-10ld", e.name, e.studentId);
if (e.sex == 'm') {
printf(" Man");
}
else {
printf(" Female");
}
printf("%10d%10s%10s\n", e.age, e.className, healthState[e.healthState]);
}
/* 读入学生信息 */
void ReadIn(char healthState[][HEALTHLEN], int arrayLen, ElemType *e)
{
printf("Please input name(No more than %d characters): ", NAMELEN);
scanf_s("%s", e->name, (unsigned int)sizeof(e->name));
getchar();
printf("Please input the student ID: ");
scanf_s("%ld", &e->studentId);
getchar();
printf("Please input the gender: ");
scanf_s("%c", &e->sex, 1);
getchar();
printf("Please input the age: ");
scanf_s("%d", &e->age);
getchar();
printf("Please input the class name: ");
scanf_s("%s", e->className, (unsigned int)sizeof(e->className));
getchar();
printf("Please input the health state(");
for (int i = 0; i < arrayLen; ++i) {
printf("%d: %s ", i, healthState[i]);
}
printf("): ");
scanf_s("%d", &e->healthState);
getchar();
}
/* 将学生信息写入指定文件 */
void WriteToFile(ElemType e, FILE *fp)
{
fwrite(&e, sizeof(StudentInfo), 1, fp);
}
/* 由 fp 指定文件读取学生信息到 e */
Status ReadFromFile(ElemType *e, FILE *fp)
{
size_t ret = fread(e, sizeof(StudentInfo), 1, fp);
return (ret == 1) ? 1 : 0;
}
/* 查找表中学号为 studentId 的结点,如找到,q 指向此结点, p 指向 q 的前驱
并返回 TRUE; 如无此元素,则返回 FALSE */
Status FindByStudentId(LinkList L, long studentId, LinkList *p, LinkList *q)
{
*p = L;
while (*p) {
*q = (*p)->next;
if (*q && (*q)->data.studentId > studentId) {
break;
}
if (*q && (*q)->data.studentId == studentId) {
return TRUE;
}
*p = *q;
}
return FALSE;
}
/* 查找表中姓名为 name 的结点,如找到,q 指向此结点, p 指向 q 的前驱
并返回 TRUE; 如无此元素,则返回 FALSE */
Status FindByName(LinkList L, char name[], LinkList *p, LinkList *q)
{
*p = L;
while (*p) {
*q = (*p)->next;
if (*q && !strcmp((*q)->data.name, name)) {
return TRUE;
}
*p = *q;
}
return FALSE;
}
/* 删除表中学号为 studentId 的元素，并返回 TRUE；如无此元素，则返回 FALSE */
Status DeleteByStudentId(LinkList L, long studentId)
{
LinkList p, q;
if (FindByStudentId(L, studentId, &p, &q)) {
p->next = q->next;
free(q);
return TRUE;
}
return FALSE;
}
/* 删除表中姓名为 name 的元素，并返回 TRUE；如无此元素，则返回 FALSE */
Status DeleteByName(LinkList L, char name[])
{
LinkList p, q;
if (FindByName(L, name, &p, &q)) {
p->next = q->next;
free(q);
return TRUE;
}
return FALSE;
}
/* 修改学生信息 */
void ModifyStudentInfo(char healthState[][HEALTHLEN], int arrayLen, ElemType *e)
{
PrintStuentInfo(healthState, arrayLen, *e);
printf("Please input the content you want to modify, or click Enter to cancel\n");
char str[100];
printf("Please input name(No more than %d characters): ", NAMELEN);
if (gets_s(str, sizeof(str)) == NULL) {
printf("%s, line: %d: Error: Get string failed!\n", __func__, __LINE__);
}
if (strlen(str)) {
strcpy_s(e->name, sizeof(e->name), str); /* 第二个参数为目标缓冲区大小 */
}
printf("Please input student ID: ");
if (gets_s(str, sizeof(str)) == NULL) {
printf("%s, line: %d: Error: Get string failed!\n", __func__, __LINE__);
}
if (strlen(str)) {
e->studentId = atol(str);
}
printf("Please input gender(m: Man f: Female): ");
if (gets_s(str, sizeof(str)) == NULL) {
printf("%s, line: %d: Error: Get string failed!\n", __func__, __LINE__);
}
if (strlen(str)) {
e->sex = str[0];
}
printf("Please input age: ");
if (gets_s(str, sizeof(str)) == NULL) {
printf("%s, line: %d: Error: Get string failed!\n", __func__, __LINE__);
}
if (strlen(str)) {
e->age = atoi(str);
}
printf("Please input class name(No more than %d characters): ", CLASSLEN);
if (gets_s(str, sizeof(str)) == NULL) {
printf("%s, line: %d: Error: Get string failed!\n", __func__, __LINE__);
}
if (strlen(str)) {
strcpy_s(e->className, sizeof(e->className), str);
}
printf("Please input the health state(");
for (int i = 0; i < arrayLen; ++i) {
printf("%d: %s ", i, healthState[i]);
}
printf("): ");
if (gets_s(str, sizeof(str)) == NULL) {
printf("%s, line: %d: Error: Get string failed!\n", __func__, __LINE__);
}
if (strlen(str)) {
e->healthState = atoi(str);
}
}
void ShowMenu(void)
{
printf("1: 将结构体数组 student 中的记录按学号非降序插入链表\n");
printf("2: 将文件中的记录按学号非降序插入链表\n");
printf("3: 键盘输入新记录，并将其按学号非降序插入链表\n");
printf("4: 删除链表中第一个有给定学号的记录\n");
printf("5: 删除链表中第一个有给定姓名的记录\n");
printf("6: 修改链表中第一个有给定学号的记录\n");
printf("7: 修改链表中第一个有给定姓名的记录\n");
printf("8: 查找链表中第一个有给定学号的记录\n");
printf("9: 查找链表中第一个有给定姓名的记录\n");
printf("10: 显示所有记录\n");
printf("11: 将链表中的所有记录存入文件\n");
printf("12: 结束\n");
printf(" 请选择操作命令: ");
} 6) main.c
/* 入口程序源文件 */
#include "studentHealthRecord.h"
#include
#include
#include
int main(void)
{
char healthState[3][10] = { "Health", "Normal", "Unhealth" };
StudentInfo student[N] = {
{ "王小林", 790631, 'm', 18, "计91", 0 },
{ "陈红", 790632, 'f', 20, "计91", 1 },
{ "刘建平", 790633, 'm', 21, "计91", 0 },
{ "张立立", 790634, 'm', 17, "计91", 2 }
};
bool flag = true;
int choose;
LinkList studentList;
InitList(&studentList);
ElemType e;
char fileName[30];
long studentId;
char name[30];
LinkList p, q;
while (flag) {
ShowMenu();
scanf_s("%d", &choose);
switch (choose) {
case 1:
for (int i = 0; i < N; ++i) {
InsertAscend(studentList, student[i]);
}
break;
case 2:
printf("Please input file name: ");
scanf_s("%s", fileName, (unsigned int)sizeof(fileName));
FILE* fp;
errno_t err_ret = fopen_s(&fp, fileName, "rb");
if ( err_ret != 0) {
printf("Open file failed!\n");
}
else {
while (ReadFromFile(&e, fp)) {
InsertAscend(studentList, e);
}
fclose(fp);
}
break;
case 3:
ReadIn(healthState, 3, &e);
InsertAscend(studentList, e);
break;
case 4:
printf("Please input the student ID to delete: ");
scanf_s("%ld", &studentId);
if (!DeleteByStudentId(studentList, studentId)) {
printf("Error: No record of student ID of %ld.\n", studentId);
}
break;
case 5:
printf("Please input the name of the student of record to be deleted: ");
scanf_s("%s", name, (unsigned int)sizeof(name));
if (!DeleteByName(studentList, name)) {
printf("Error: No record of student name of %s.", name);
}
break;
case 6:
printf("Please input the student ID of the record to be modified: ");
scanf_s("%ld", &studentId);
getchar();
if (!FindByStudentId(studentList, studentId, &p, &q)) {
printf("No record of the student Id of %ld\n", studentId);
}
else {
ModifyStudentInfo(healthState, 3, &q->data);
if (q->data.studentId != studentId) {
p->next = q->next;
InsertAscend(studentList, q->data);
free(q);
}
}
break;
case 7:
printf("Please input the name of the student of record to be deleted: ");
scanf_s("%s", name, (unsigned int)sizeof(name));
if (!FindByName(studentList, name, &p, &q)) {
printf("No record of name of student %s.\n", name);
}
else {
studentId = q->data.studentId;
ModifyStudentInfo(healthState, 3, &q->data);
if (q->data.studentId != studentId) {
p->next = q->next;
InsertAscend(studentList, q->data);
free(q);
}
}
break;
case 8:
printf("Please input the student ID of the record to be found: ");
scanf_s("%ld", &studentId);
if (!FindByStudentId(studentList, studentId, &p, &q)) {
printf("No record of the student ID of %ld\n", studentId);
}
else {
PrintStuentInfo(healthState, 3, q->data);
}
break;
case 9:
printf("Please input the name of the student of the record to be found: ");
scanf_s("%s", name, (unsigned int)sizeof(name));
if (!FindByName(studentList, name, &p, &q)) {
printf("No record of the student name of %s.\n", name);
}
else {
PrintStuentInfo(healthState, 3, q->data);
}
break;
case 10:
p = studentList->next;
while (p) {
PrintStuentInfo(healthState, 3, p->data);
p = p->next;
}
break;
case 11:
printf("Please input the file name: ");
scanf_s("%s", fileName, (unsigned int)sizeof(fileName));
err_ret = fopen_s(&fp, fileName, "wb+");
if (err_ret != 0) {
printf("Open file failed!\n");
}
else {
LinkList p = studentList->next;
while (p) {
WriteToFile(p->data, fp);
p = p->next;
}
}
fclose(fp);
break;
case 12:
flag = false;
}
}
int ret = DestroyList(&studentList);
if (ret != RET_OK) {
printf("Error: Destroy list failed!\n");
}
return 0;
}
2. 输出示例
