c语言之学生管理系统
0x00 学生管理系统
说到学生管理系统，对于每一个初学c语言的人都是一道不得不过的砍。不过，学习c，我觉得我们都应该写一个学生管理系统，至于为什么，我想倘若连一个学生管理系统都写不好，哪么他的c是不过关的，当然，写出来也只是初步了解c而已。对于初学c，通过写一个简单的学生管理系统我们可以来练习和熟悉基本的语法，理解链表这种数据结构，查找、删除等操作，以及和数组的区别。
话不多说，这次写的学生管理系统是基于单向链表实现的，单向链表的内容可以查看之我前写的c语言之单向链表。
0x01 环境
我所有的代码都是在linux下编写的，编译器使用的是gcc，若移植到windows下，请做简单修改。
我的环境：
$ uname -a
Linux kali 4.19.0-kali5-amd64 #1 SMP Debian 4.19.37-5kali1 (2019-06-20) x86_64 GNU/Linux
$ gcc --version
gcc (Debian 9.2.1-30) 9.2.1 20200224
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
0x02 定义数据结构
这里为了简化，使用的学生结构的成员仅有学号和姓名，由于我们使用list.h所以必须定义学生结构的比较、摧毁和打印函数。
点击查看list.h
#ifndef LINK_H
#define LINK_H
typedef struct node//链表元素的结构
{
void *data;//节点中的数据域，设置为无类型指针，数据类型大小由使用者定义
struct node *next;//指向下一节点的指针
}Node;
typedef struct list//链表的结构
{
int size;//链表中节点个数
void (*destroy)(void data);//由于链表节点中的数据是用户自定义的，故需要调用者提供释放空间的函数
void (print_data)(const void data);//同，由用户自定义打印数据的函数
int (match)(const void *key1, const void *key2);//同，由用户自定义数据的比较方式
Node *head;//记录链表的头部位置
Node *tail;//记录链表的尾部位置
}List;
extern void list_init(List list, void (destroy)(void data), void (print_data)(const void data),
int (match)(const void *key1, const void *key2));//初始化一个链表
extern int list_ins_head(List *list, const void *data);//链表的插入，将节点从头部插入
extern int list_ins_tail(List *list, const void *data);//链表的插入，将节点从尾部插入
extern int list_ins_sort(List *list, const void data);//链表的插入，插入后链表是一个有序的链表
extern void list_search(List *list, const void data);//在链表中查找指定数据，若找到返回数据的地址
extern void list_remove(List *list, const void *data);//在链表中删除指定数据，若找到删除节点并将数据地址返回
extern void list_reverse(List *list);//将链表逆置
extern void list_sort(List *list);//将链表按照一定方式排序
extern void print_list(List *list);//打印链表
extern void list_destroy(List *list);//删除整个链表
define list_size(list) (list->size) //返回链表节点个数
endif // LINK_H
/*这是一个学生结构体*/
typedef struct stu
{
int stu_id;//学生的id
char name[32];//学生的姓名
}STU;
/*学生信息的打印*/
void print_stu(const void *data)
{
STU *temp = (STU *)data;
printf("id = %d, name = %s\n", temp->stu_id, temp->name);
return;
}
/*学生之间的比较，此处以学生id做比较，若想使用其他字段比较，另行定义*/
int cmp_stu(const void *key1, const void *key2)
{
STU *stu1 = (STU *)key1;
STU *stu2 = (STU *)key2;
if(stu1->stu_id > stu2->stu_id)
return 1;
else if(stu1->stu_id < stu2->stu_id)
return -1;
else
return 0;
}
/*学生节点的摧毁，由于学生节点比较简单，直接对free函数简单封装一下*/
void destroy(void *data)
{
if(data != NULL)
{
free(data);
data = NULL;
}
return;
}
0x03 主菜单
/*打印菜单*/
void menu()
{
printf("------------------menu----------------------\n");
printf("|打印菜单: menu |\n");
printf("|打印列表: print |\n");
printf("|插入数据: insert |\n");
printf("|查找数据: search |\n");
printf("|删除数据: remove |\n");
printf("|逆置数据: reverse |\n");
printf("|排序数据: sort |\n");
printf("|清空屏幕: clear |\n");
printf("|退出程序: quit |\n");
printf("--------------------------------------------\n");
return;
}
运行效果：
0x04 主体逻辑
其实，剩下的极为简单，这些只是业务逻辑的处理，还有就是对链表接口的利用。
int main()
{
menu();//打印菜单
List list;//定义一个链表
list_init(&list, destroy, print_stu, cmp_stu);//初始化链表
while(1)
{
char cmd[32] = "";
printf("请输入你要执行的命令：\n");
printf("$ ");
scanf("%s", cmd);
if(strcmp(cmd, "print") == 0)//打印学生信息
{
print_list(&list);
}
else if(strcmp(cmd, "insert") == 0)//插入学生信息
{
STU *temp = (STU *)calloc(1, sizeof (STU));//初始化一个学生信息
printf("请输入需要插入的数据:\n");
printf("-> ");
scanf("%d %s",&temp->stu_id, temp->name);
list_ins_head(&list, temp); //使用链表的头部插入
//list_ins_tail(&list, temp); //使用链表的尾部插入
//list_ins_sort(&list, temp); //使用链表的有序插入
}
else if(strcmp(cmd, "search") == 0)//查找学生信息
{
printf("请输入查找学员的学号：\n");
printf("-> ");
STU *temp = (STU *)calloc(1, sizeof (STU));//感觉此处极为丑陋，为了查找学号，还必须分配一个完整的学生信息空间，可是若不分配，及必须破坏链表，无法单独的抽象出链表结构
scanf("%d", &temp->stu_id);
strcpy(temp->name, "");
STU *ret = (STU *)list_search(&list, temp);
if(ret != NULL)
printf("id = %d, name = %s\n", ret->stu_id, ret->name);
else
printf("not found\n");
destroy(temp);//由于仅仅是比较，学生信息只是临时的，所以要释放堆空间
}
else if(strcmp(cmd, "remove") == 0)//删除学生信息
{
printf("请输入删除学员的学号：\n");
printf("-> ");
STU *temp = (STU *)calloc(1, sizeof (STU));
scanf("%d", &temp->stu_id);
strcpy(temp->name, "");
STU *ret = (STU *)list_remove(&list, temp);//由于返回值是一个指向学生信息的空间，并且已经被删除，所以需要手动释放
if(ret != NULL)
{
printf("removed:id = %d, name = %s\n", ret->stu_id, ret->name);
list.destroy(ret);//释放掉返回的空间
}
else
printf("not found\n");
destroy(temp);
}
else if(strcmp(cmd, "reverse") == 0)//逆置链表
{
list_reverse(&list);
}
else if(strcmp(cmd, "sort") == 0)//对学生信息排序
{
list_sort(&list);
}
else if(strcmp(cmd, "clear") == 0)//使用系统调用，对控制台清屏
{
system("clear");//windows下使用system("cls");
}
else if(strcmp(cmd, "menu") == 0)
{
menu();
}
else if(strcmp(cmd, "quit") == 0)//退出程序
{
list_destroy(&list);//在程序退出前，清理链表内存
printf("byebye!\n");
break;
}
else
{
printf("请输入正确指令!\n");
}
}
return 0;
}
0x05 运行结果
0x06 总结
学生管理系统还不是很完善，有很多细节可以扣，容错方面是肯定不够的，另外我们没有对学生信息存储，可以使用文件或数据库。
其实，学生管理系统只是形式，我们只要学会链表的增删改查，可以随意更改，可以是书籍管理系统、电影管理系统等。
附，源码：
#ifndef LINK_H
#define LINK_H
typedef struct node//链表元素的结构
{
void *data;//节点中的数据域，设置为无类型指针，数据类型大小由使用者定义
struct node *next;//指向下一节点的指针
}Node;
typedef struct list//链表的结构
{
int size;//链表中节点个数
void (*destroy)(void *data);//由于链表节点中的数据是用户自定义的，故需要调用者提供释放空间的函数
void (*print_data)(const void *data);//同，由用户自定义打印数据的函数
int (*match)(const void *key1, const void *key2);//同，由用户自定义数据的比较方式
Node *head;//记录链表的头部位置
Node *tail;//记录链表的尾部位置
}List;
extern void list_init(List *list, void (*destroy)(void *data), void (*print_data)(const void *data), \
int (*match)(const void *key1, const void *key2));//初始化一个链表
extern int list_ins_head(List *list, const void *data);//链表的插入，将节点从头部插入
extern int list_ins_tail(List *list, const void *data);//链表的插入，将节点从尾部插入
extern int list_ins_sort(List *list, const void *data);//链表的插入，插入后链表是一个有序的链表
extern void* list_search(List *list, const void *data);//在链表中查找指定数据，若找到返回数据的地址
extern void* list_remove(List *list, const void *data);//在链表中删除指定数据，若找到删除节点并将数据地址返回
extern void list_reverse(List *list);//将链表逆置
extern void list_sort(List *list);//将链表按照一定方式排序
extern void print_list(List *list);//打印链表
extern void list_destroy(List *list);//删除整个链表
#define list_size(list) (list->size) //返回链表节点个数
#endif // LINK_H
#include "list.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void list_init(List *list, void (*destroy)(void *data), void (*print_data)(const void *data), \
int (*match)(const void *key1, const void *key2))
{
list->size = 0;
list->head = NULL;
list->tail = NULL;
list->match = match;
list->destroy = destroy;
list->print_data = print_data;
return;
}
void print_list(List *list)
{
if(list->head == NULL)//链表为空
{
printf("list is empty\n");
}
else //链表非空
{
Node * p_cur = list->head;
while (p_cur)
{
list->print_data(p_cur->data);
p_cur = p_cur->next;
}
}
return;
}
/*在链表的头部插入数据*/
int list_ins_head(List *list, const void *data)
{
Node *new_node = (Node *)calloc(1, sizeof (Node)); //创建插入的节点
if(new_node == NULL)
return -1;
new_node->data = (void *)data;//关联节点与数据
/*
if(list_size(list) == 0)//链表为空时，插入节点
{
list->tail = new_node;
new_node->next = NULL;
list->head = new_node;
}
else //链表非空时将节点插入头部
{
new_node->next = list->head;
list->head = new_node;
}
*/
if(list_size(list) == 0)//链表为空时，插入节点
list->tail = new_node;
new_node->next = list->head;
list->head = new_node;
list->size ++;
return 0;
}
/*在链表的尾部插入数据*/
int list_ins_tail(List *list, const void *data)
{
Node *new_node = (Node *)calloc(1, sizeof (Node)); //创建插入的节点
if(new_node == NULL)
return -1;
new_node->data = (void *)data;//关联节点与数据
if(list_size(list) == 0)
list->head = new_node;
else
list->tail->next = new_node;
list->tail = new_node;
new_node->next = NULL;
list->size ++;
return 0;
}
/*在链表的有序插入数据*/
int list_ins_sort(List *list, const void *data)
{
Node *new_node = (Node *)calloc(1, sizeof (Node)); //创建插入的节点
if(new_node == NULL)
return -1;
new_node->data = (void *)data;//关联节点与数据
if(list_size(list) == 0)//链表为空时，插入节点
{
list->tail = new_node;
new_node->next = NULL;
list->head = new_node;
}
else//链表非空时
{
Node *p_cur = list->head;
Node *p_pre = list->head;
while(p_cur != NULL && list->match(new_node->data, p_cur->data) > 0)//查找链表的插入位置
{
p_pre = p_cur;
p_cur = p_cur->next;
}
if(p_cur != NULL)//插入位置在头部和中间时
{
if(p_cur == list->head)//插入位置在头部
{
new_node->next = list->head;
list->head = new_node;
}
else//位置在链表中间
{
new_node->next = p_pre->next;
p_pre->next = new_node;
}
}
else//插入位置在链表尾部
{
list->tail->next = new_node;
list->tail = new_node;
new_node = NULL;
}
}
list->size ++;
return 0;
}
/*查找链表中与数据匹配的节点，并返回节点指针*/
void* list_search(List *list, const void *data)
{
if(list_size(list) == 0)
{
printf("list is empty\n");
return NULL;
}
else
{
Node *p_cur = list->head;
while(p_cur != NULL && list->match(p_cur->data, data) != 0)//查找数据在链表中的位置
p_cur = p_cur->next;
if(p_cur != NULL)//找到返回数据地址，否则返回NULL
return p_cur->data;
else
return NULL;
}
}
/*删除指定数据的节点*/
void* list_remove(List *list, const void *data)
{
void *old_data = NULL;
Node *p_cur = list->head;
Node *p_pre = list->head;
while (p_cur != NULL && list->match(p_cur->data, data) !=0)
{
p_pre = p_cur;
p_cur = p_cur->next;
}
if(p_cur != NULL && list->match(p_cur->data, data) ==0)//删除位置在头部和中间时
{
if(p_cur == list->head)//删除位置在头部
{
list->head = p_cur->next;
if(p_cur->next == NULL)
list->tail = NULL;
}
else//中部时或尾部
{
p_pre->next = p_cur->next;
if(p_cur->next == NULL)
list->tail = p_pre;
}
old_data = p_cur->data;
free(p_cur);
list->size --;
}
return old_data;
}
void list_reverse(List *list)
{
if(list_size(list) != 0)
{
Node *p_pre = list->head;
Node *p_cur = list->head->next;
list->head->next = NULL;
list->tail = list->head;
while(p_cur!= NULL)
{
p_pre = p_cur;
p_cur = p_cur->next;
p_pre->next = list->head;
list->head = p_pre;
}
}
return;
}
void list_sort(List *list)
{
if(list_size(list) != 0)
{
Node *p_i = list->head;
while(p_i->next != NULL)
{
Node *p_min = p_i;
Node *p_j = p_min->next;
while (p_j != NULL)
{
if(list->match(p_min->data, p_j->data) > 0)
p_min = p_j;
p_j = p_j->next;
}
if(p_min != p_i)
{
void *data = p_i->data;
p_i->data = p_min->data;
p_min->data = data;
}
p_i = p_i->next;
}
}
return;
}
void list_destroy(List *list)
{
Node *p_cur = list->head;
while (p_cur != NULL)
{
list->head = list->head->next;
list->destroy(p_cur->data);//释放节点中的数据
free(p_cur);//释放节点
p_cur = list->head;
}
memset(list, 0, sizeof (List));
return;
}
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "list.h"
typedef struct stu
{
int stu_id;
char name[32];
}STU;
void print_stu(const void *data)
{
STU *temp = (STU *)data;
printf("id = %d, name = %s\n", temp->stu_id, temp->name);
return;
}
int cmp_stu(const void *key1, const void *key2)
{
STU *stu1 = (STU *)key1;
STU *stu2 = (STU *)key2;
if(stu1->stu_id > stu2->stu_id)
return 1;
else if(stu1->stu_id < stu2->stu_id)
return -1;
else
return 0;
}
void destroy(void *data)
{
if(data != NULL)
{
free(data);
data = NULL;
}
return;
}
void menu()
{
printf("------------------menu----------------------\n");
printf("|打印菜单: menu |\n");
printf("|打印列表: print |\n");
printf("|插入数据: insert |\n");
printf("|查找数据: search |\n");
printf("|删除数据: remove |\n");
printf("|逆置数据: reverse |\n");
printf("|排序数据: sort |\n");
printf("|清空屏幕: clear |\n");
printf("|退出程序: quit |\n");
printf("--------------------------------------------\n");
return;
}
int main()
{
menu();
List list;
list_init(&list, destroy, print_stu, cmp_stu);
while(1)
{
char cmd[32] = "";
printf("请输入你要执行的命令：\n");
printf("$ ");
scanf("%s", cmd);
if(strcmp(cmd, "print") == 0)
{
print_list(&list);
}
else if(strcmp(cmd, "insert") == 0)
{
STU *temp = (STU *)calloc(1, sizeof (STU));
printf("请输入需要插入的数据:\n");
printf("-> ");
scanf("%d %s",&temp->stu_id, temp->name);
list_ins_head(&list, temp);
//list_ins_tail(&list, temp);
//list_ins_sort(&list, temp);
}
else if(strcmp(cmd, "search") == 0)
{
printf("请输入查找学员的学号：\n");
printf("-> ");
STU *temp = (STU *)calloc(1, sizeof (STU));
scanf("%d", &temp->stu_id);
strcpy(temp->name, "");
STU *ret = (STU *)list_search(&list, temp);
if(ret != NULL)
printf("id = %d, name = %s\n", ret->stu_id, ret->name);
else
printf("not found\n");
destroy(temp);
}
else if(strcmp(cmd, "remove") == 0)
{
printf("请输入删除学员的学号：\n");
printf("-> ");
STU *temp = (STU *)calloc(1, sizeof (STU));
scanf("%d", &temp->stu_id);
strcpy(temp->name, "");
STU *ret = (STU *)list_remove(&list, temp);
if(ret != NULL)
{
printf("removed:id = %d, name = %s\n", ret->stu_id, ret->name);
list.destroy(ret);
}
else
printf("not found\n");
destroy(temp);
}
else if(strcmp(cmd, "reverse") == 0)
{
list_reverse(&list);
}
else if(strcmp(cmd, "sort") == 0)
{
list_sort(&list);
}
else if(strcmp(cmd, "clear") == 0)
{
system("clear");
}
else if(strcmp(cmd, "menu") == 0)
{
menu();
}
else if(strcmp(cmd, "quit") == 0)
{
list_destroy(&list);
printf("byebye!\n");
break;
}
else
{
printf("请输入正确指令!\n");
}
}
return 0;
}
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