数据结构 - 链表作业1: 学生管理系统 (链表)

Akari2024-03-012024-03-01

懒猫老师-C语言-链表作业1：学生管理系统(代码模板) - 知乎
 懒猫老师链表作业实现–学生信息管理系统 - 知乎

1 模板框架

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// Name        : LinkBlank.cpp
// Author      :
// Version     :
// Copyright   : Your copyright notice
// Description : Hello World in C++, Ansi-style
//============================================================================

#include <stdio.h>
#include<string.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>

#define NO_LENGTH  20
#define NAME_LENGTH 11

/* 定义学生结构体的数据结构 */
typedef struct Student{
    char studentNo[NO_LENGTH];
    char studentName[NAME_LENGTH];
}st;

/* 定义每条记录或节点的数据结构 */
typedef struct node
{
    struct Student data; //数据域
    struct node *next; //指针域
}Node,*Link;  //Node为node类型的别名,Link为node类型的指针别名

//定义提示菜单
void myMenu(){
    printf(" * * * * * * * * * 菜     单 * * * * * * * * * *\n");
    printf("     1 增加学生记录            2 删除学生记录                     \n");
    printf("     3 查找学生记录            4 修改学生记录                     \n");
    printf("     5 统计学生人数            6 显示学生记录                     \n");
    printf("     7 退出系统                                     \n");
    printf(" * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *\n");
}

void inputStudent(Link l){
     printf("请输入学生学号:");
     scanf("%s",l->data.studentNo);
     printf("请输入学生的姓名:");
     scanf("%s",l->data.studentName);

     //每个新创建的节点的next域都初始化为NULL
     l->next = NULL;
}

void inputStudentNo(char s[],char no[]){
    printf("请输入要%s的学生学号:",s);
    scanf("%s",no);
}

void displayNode(Link head){
   // 填写代码，根据传入的链表head头指针，扫描链表显示所有节点的信息
}

/* 增加学生记录 */
bool addNode(Link head){
     Link p,q;   //p,q两个节点一前一后
     Link node;  //node指针指向新创建的节点
     node=(Link)malloc(sizeof(Node));
     inputStudent(node);

     q = head;
     p = head->next;  //q指向head后面的第一个有效节点
     if(head->next==NULL)
         //链表为空时
        head->next = node;
     else {
         //循环访问链表中的所有节点
        while(p != NULL){
            if (node->data.studentNo < p->data.studentNo){
                //如果node节点的学号比p节点的学号小，则插在p的前面，完成插入后，提前退出子程序
                q->next = node;
                node->next = p;
                return true;
            }
            else{
                //如果node节点的学号比p节点的学号大，继续向后移动指针（依然保持pq一前一后）
                q = p;
                p = p->next;

            }
        }
        //如果没能提前退出循环，则说明之前没有插入，那么当前node节点的学号是最大值，此时插在链表的最后面
        q->next = node;

    }
     return true;
}

bool deleteNode(Link head){
    // 按照给定的学号删除学生记录，如果删除成功返回true，如果没找到学号返回false

    //输入要处理的学号
        char no[NO_LENGTH];
    inputStudentNo("修改",no);

    return false;
}

bool queryNode(Link head){
    // 按照给定的学号查询学生记录，如果删除成功返回true，如果没找到学号返回false

    //输入要处理的学号
    char no[NO_LENGTH];
    inputStudentNo("修改",no);

    return false;
}

bool modifyNode(Link head){
    // 按照给定的学号找到学生记录节点，如果修改成功返回true，如果没找到学号返回false

    //输入要处理的学号
    char no[NO_LENGTH];
    inputStudentNo("修改",no);

    return false;
}

int countNode(Link head){
    //统计学生人数，扫描链表统计节点个数，返回节点数
    Link p;
    int count = 0;
    p = head->next;

    //填充代码
    return false;
}

void clearLink(Link head){
    Link q,p;
        //遍历链表，用free语句删除链表中用malloc建立起的所有的节点
}

int main() {
    int select;
        int count;
    Link head;  // 定义链表

    //建立head头结点，在这个程序中head指向头结点，头结点data部分没有内容，其后续节点才有真正的数据
    head = (Link)malloc(sizeof(Node));
    head->next = NULL;

    while(1)
    {
        myMenu();
        printf("\n请输入你的选择(0-7):");  //显示提示信息
        scanf("%d",&select);
        switch(select)
        {
        case 1:
            //增加学生记录
            if(addNode(head))
                printf("成功插入一个学生记录。\n\n");
            break;
        case 2:
            //删除学生记录
            if(deleteNode(head))
                printf("成功删除一个学生记录。\n\n");
            else
                printf("没有找到要删除的学生节点。\n\n");
            break;
        case 3:
            //查询学生记录
            if(queryNode(head))
                printf("成功找到学生记录。\n\n");
            else
                printf("没有找到要查询的学生节点。\n\n");
            break;
        case 4:
            //修改学生记录
            if(modifyNode(head))
                printf("成功修改一个学生记录。\n\n");
            else
                printf("没有找到要修改的学生节点。\n\n");
            break;
        case 5:
            //统计学生人数
            count = countNode(head);
            printf("学生人数为：%d\n\n",count);
            break;
        case 6:
            //显示学生记录
            displayNode(head);
            break;
        case 7:
            //退出前清除链表中的所有结点
            clearLink(head);
            return 0;
        default:
            printf("输入不正确，应该输入0-7之间的数。\n\n");
            break;
        }
    }
    return 0;
}

2 代码

这也太长了……感觉可以优化……

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

#define NO_LENGTH 20
#define NAME_LENGTH 11

// 定义学生结构体的数据结构
typedef struct Student {
    char studentNo[NO_LENGTH];
    char studentName[NAME_LENGTH];
} Student;

// 定义每条记录或节点的数据结构
typedef struct Node {
    Student data;
    struct Node *next;
} Node, *Link;

void myMenu();      // 定义提示菜单
void inputStudent(Student *student);
void inputStudentNo(const char* s, char no[]);
void displayNode(Link head);    // 6 显示学生记录
bool addNode(Link head);        // 1 增加学生记录
bool deleteNode(Link head);     // 2 删除学生记录
bool queryNode(Link head);      // 3 查找学生记录
bool modifyNode(Link head);     // 4 修改学生记录
int countNode(Link head);       // 5 统计学生记录
void clearLink(Link head);      // 清除所有节点

int main(void) {
    Link head = (Link)malloc(sizeof(Node));     // 定义链表头节点
    head->next = NULL;      // 初始化为空链表
    
    int select;
    while (true) {
        myMenu();       // 显示菜单
        printf("请输入你的选择(1-7): ");
        scanf("%d", &select);       // 读取用户选择
        
        switch (select) {
            case 1:     // 增加
            if (addNode(head))
                printf("成功插入一个学生记录.\n\n");
            break;
            case 2:     // 删除
            if (deleteNode(head))
                printf("成功删除一个学生记录.\n\n");
            else
                printf("没有找到要删除的学生节点.\n\n");
            break;
            case 3:     // 查询
            if (queryNode(head))
                printf("成功找到学生记录.\n\n");
            else
                printf("没有找到要查询的学生节点.\n\n");
            break;
            case 4:     // 修改
            if (modifyNode(head))
                printf("成功修改一个学生记录.\n\n");
            else
                printf("没有找到要修改的学生节点.\n\n");
            break;
            case 5:     // 统计
            printf("学生人数为: %d\n\n", countNode(head));
            break;
            case 6:     // 显示
            displayNode(head);
            break;
            case 7:     // 退出系统，清除链表中的所有节点
            clearLink(head);
            return 0;
        default:
            printf("输入不正确, 应该输入1-7之间的数.\n\n");
            break;
        }
    }
    
    return 0;
}

void myMenu() {
    printf(" * * * * * * * * * * 菜    单 * * * * * * * * * \n");
    printf("     1 增加学生记录           2 删除学生记录      \n");
    printf("     3 查找学生记录           4 修改学生记录      \n");
    printf("     5 统计学生记录           6 显示学生记录      \n");
    printf("     7 退出系统                      \n");
    printf("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * \n\n");
}

// 输入学生信息
void inputStudent(Student *student) {
    printf("请输入学生学号: ");
    scanf("%s", student->studentNo);
    printf("请输入学生的姓名: ");
    scanf("%s", student->studentName);
}

// 输入学号
void inputStudentNo(const char* s, char no[]) {
    printf("请输入要%s的学生学号: ", s);
    scanf("%s", no);
}

// 显示学生记录
void displayNode(Link head) {
    Link p = head;
    
    if (p == NULL || p->next == NULL){
        printf("暂无学生信息录入!\n");
        return;
    }
    
    while (p->next != NULL) {
        printf("%s   %s\n", p->data.studentNo, p->data.studentName);
        p = p->next;
    }
}

// 增加学生记录
bool addNode(Link head) {
    if (head == NULL) {
        printf("链表不存在!\n");
        return false;
    }
    
    Link p, q, node;
    node = (Link)malloc(sizeof(Node));
    inputStudent(&node->data);      // 输入学生信息
    
    q = head;
    p = head->next;     // q 指向 head 后面的第一个有效节点
    if (head->next == NULL)
        head->next = node;
    else {
        while (p != NULL) {
            if (strcmp(node->data.studentNo, p->data.studentNo) < 0) {
                // 如果 node 节点的学号比 p 节点的学号小, 则插在 p 的前面, 完成插入
                q->next = node;
                node->next = p;
                return true;
            } else {
                // 如果 node 节点的学号比 q 节点的学号大, 继续向后移动指针
                q = p;
                p = p->next;
            }
        }
        q->next = node;     // 没有退出循环, 说明之前没有插入, 则此 node 节点的学号是最大值
    }
    return true;
}

// 删除学生记录
bool deleteNode(Link head) {
    if (head == NULL || head->next == NULL) {
        printf("暂无学生信息!\n");
        return false;
    }
    
    char no[NO_LENGTH];
    inputStudentNo("删除", no);
    
    Link p, q;
    q = head;
    p = head->next;
    
    while (p != NULL) {
        if (strcmp(p->data.studentNo, no) == 0) {
            q->next = p->next;
            free(p);
            return true;
        } else {
            q = p;
            p = p->next;
        }
    }
    return false;
}

// 查询学生记录
bool queryNode(Link head) {
    if (head == NULL || head->next == NULL) {
        printf("暂无学生录入!\n");
        return false;
    }
    
    char no[NO_LENGTH];
    inputStudentNo("查询", no);
    
    for (Link p = head->next; p != NULL; p = p->next) {
        if (strcmp(p->data.studentNo, no) == 0) {
            printf("查询成功!\n");
            printf("此学生学号为: %s\n", p->data.studentNo);
            printf("此学生姓名为: %s\n", p->data.studentName);
            return true;
        }
    }
    printf("没有找到该学生!\n");
    return false;
}

// 修改学生记录
bool modifyNode(Link head) {
    if (head == NULL || head->next == NULL) {
        printf("暂无学生录入!\n");
        return false;
    }
    
    // 输入要处理的学号
    char no[NO_LENGTH];
    inputStudentNo("修改", no);
    
    for (Link p = head->next; p != NULL; p = p->next) {
        if (strcmp(p->data.studentNo, no) == 0) {
            printf("您要修改的学生记录如下, 请确认:\n");
            printf("学号: %s\n", p->data.studentNo);
            printf("姓名: %s\n", p->data.studentName);
            
            printf("请选择修改 (1: 学号; 2: 姓名)\n");
            int x;
            scanf("%d", &x);
            switch (x) {
            case 1:
                printf("请输入要修改的学号:\n");
                scanf("%s", p->data.studentNo);
                break;
            case 2:
                printf("请输入要修改的姓名:\n");
                scanf("%s", p->data.studentName);
                break;
            }
            return true;
        }
    }
    return false;
}

// 统计学生记录
int countNode(Link head) {
    if (head == NULL || head->next == NULL) {
        printf("暂无学生信息!\n");
        return 0;
    }
    
    int count = 0;
    for (Link p = head->next; p != NULL; p = p->next) {
        count++;
    }
    return count;
}

// 清除所有节点
void clearLink(Link head) {
    if (head == NULL || head->next == NULL) {
        printf("暂无学生信息!\n");
        return;
    }
    
    Link p, q;
    q = head;
    p = head->next;
    while (p != NULL) {
        q = p->next;
        free(p);
        p = q;
    }
    free(head);
    printf("清除成功!\n");
}

3 遇到的问题

3.1 displayNode( ) 输出一行乱码

void displayNode(Link head){
    Link p = head;
    
    if (p == NULL ||  p->next == NULL){
        printf("暂无学生信息录入!\n\n");
    }
    
    while (p != NULL){
        printf("%s   %s\n", p->data.studentNo, p->data.studentName);
        p = p->next;
    }
}

问题出在 while() 中的循环条件和判断条件上, 当循环到最后一个结点时, p 的 next 一定为空, 即 p->next == NULL, 然后循环继续执行一次, 会多输出一行.

改正: while (p->next != NULL), 这样循环会在打印最后一个节点之后终止, 而不会再多输出一行乱码. 修改后的代码如下所示：

while (p->next != NULL) {
    ...
}

3.2 bool deleteNode( ) 字符串常量问题

把文件从 c 转 c++ 时:

void inputStudentNo(char s[], char no[]){
    printf("请输入要%s的学生学号", s);
    scanf("%s", no);
}

出现错误:

In function 'bool deleteNode(Link)':
    [警告] ISO C++ forbids converting a string constant to 'char*' [-Wwrite-strings]

代码中将字符串常量赋值给 char* 类型的变量, 这在 C++ 中是不允许的, 因为字符串常量是不可变的, 而将其赋值给 char* 类型的变量可能会导致试图修改常量字符串的行为, 这是不安全的。

所以, 可以将字符数组声明为常量指针, 即使用 const char* 类型而不是 char* 类型。这样做可以避免试图修改字符串常量, 并消除警告

例如，将 inputStudentNo() 函数中的参数 s 改为 const char* 类型:

void inputStudentNo(const char* s, char no[]){
    printf("请输入要%s的学生学号", s);
    scanf("%s", no);
}

详细解释:

C++对于字符串常量的处理有所不同，它们是 const char* 类型而不是 char* 类型。因此，在C++中，需要将函数参数声明为 const char* 而不是 char[] 类型。

在C++中，字符串常量（如 “删除”）被视为字符数组的地址，类型为 **const char***，而不是 char*。这是因为字符串常量是不可变的，所以C++将它们声明为常量，不允许对它们进行修改。因此，在C++中，需要使用 const char* 来接收字符串常量的地址.

3.3 char* no 和 char no[]的区别

在函数参数中，char* no 和 char no[] 都可以用来接收字符串的地址。在这两种情况下，传递给函数的实际参数都将被视为字符串的起始地址。

然而，它们之间确实存在一些微妙的差别：

数组长度：
- char* no 中的 no 是一个指向字符的指针，它只包含了字符串的起始地址，并没有包含任何有关字符串长度的信息。在这种情况下，函数无法直接知道传递的字符串有多长，除非在字符串中使用了特殊的结束符（如空字符 \0）。
- char no[] 中的 no 是一个字符数组，它实际上包含了整个字符串的内容。编译器会自动为数组分配足够的空间来存储字符串，并且可以通过 sizeof 运算符获取数组的长度（不包括空字符 \0）。
参数传递：