顺序表的实现：Book_Manage_System
一、问题引入
图书信息管理系统:
出版社有一些图书数据保存在一个文本文件book.txt 中，为简单起见，在此假设每种图书只包括三部分信息：ISBN (书号）、书名和价格，文件中的部分数据如图2.1 所示。现要求实现一个图书信息管理系统，包括以下6个具体功能。
(1) 查找：根据指定的ISBN 或书名查找相应图书的有关信息， 并返回该图书在表中的位置序号。
(2) 插入：插入一种新的图书信息。
(3) 删除：删除一种图书信息。
(4) 修改：根据指定的ISBN, 修改该图书的价格。
(5) 排序：将图书按照价格由低到高进行排序。
(6) 计数：统计图书表中的图书数量
具体实现：
图书数据由用户输入，而不直接从文本文件book.txt读取（后续考虑以这种方式载入数据，新增数据通过用户输入）。
二、解决过程
2-1 数据格式定义
- 顺序表的定义
#define OK 0
#define ERROR -1
#define OVERFLOW -2
#define MAXSIZE 10000 //顺序表的最大长度
typedef struct
{
char name[50]; // 书名
double price; // 单价
char isbn[20]; // ISBN码
}Book_T;
typedef Book_T ElemType;
typedef struct
{
ElemType *base; // 存储空间的基地址
int length; // 当前长度
}SqList_T; // 顺序表的结构类型为 Sqlist_T
2-2 功能实现
- 顺序表的初始化
int list_init(SqList_T *sq_list_pt)
{
sq_list_pt->base = (ElemType *)malloc(MAXSIZE * sizeof(ElemType));
if (sq_list_pt == NULL)
exit(OVERFLOW);
memset(sq_list_pt->base, 0, MAXSIZE * sizeof(ElemType));
sq_list_pt->length = 0;
return OK;
}
- 顺序表的销毁
void list_destory(SqList_T *sq_list_pt)
{
if (sq_list_pt->base != NULL)
free(sq_list_pt->base);
sq_list_pt->base = NULL;
sq_list_pt->length = 0;
}
- 顺序表的查找
ElemType * element_locate(SqList_T sq_list_t, const char *isbn, int *idx)
{
ElemType *p_elem = NULL;
*idx = -1;
for (int i = 0; i < sq_list_t.length; i++)
{
if (0 == strcmp(sq_list_t.base[i].isbn, isbn))
{
p_elem = &sq_list_t.base[i];
*idx = i+1;
break;
}
}
return p_elem;
}
- 顺序表的插入
int list_insert(SqList_T *sq_list_pt, ElemType elem)
{
// 判断顺序表是否到达最大长度
if (sq_list_pt->length == MAXSIZE)
return ERROR;
int idx = sq_list_pt->length;
sq_list_pt->base[idx] = elem;
(sq_list_pt->length)++;
return OK;
}
- 顺序表的删除
int list_delete(SqList_T *sq_list_pt, const char *isbn)
{
// 判断顺序表是否为空
if (sq_list_pt->length == 0)
return ERROR;
int idx = 0; // idx 从1开始
if (element_locate(*sq_list_pt, isbn, &idx) != NULL)
{
for (int i = idx; i <= sq_list_pt->length; i++)
{
sq_list_pt->base[i-1] = sq_list_pt->base[i];
}
}
(sq_list_pt->length)--;
return OK;
}
- 顺序表的遍历
int list_traverse(SqList_T sq_list_t)
{
printf("ISBN "
"书名 "
"单价 \n");
if (sq_list_t.length == 0)
{
printf("图书馆书籍为空\n");
return ERROR;
}
for (int i = 0; i < sq_list_t.length; i++)
{
printf("%-30s%-30s%-30.2f\n", sq_list_t.base[i].isbn,
sq_list_t.base[i].name, sq_list_t.base[i].price);
}
return OK;
}
- 顺序表的修改
int list_update(SqList_T *sq_list_pt, const char *isbn, double price)
{
// 判断顺序表是否为空
if (sq_list_pt->length == 0)
return ERROR;
ElemType *p_elem = NULL;
int idx = 0; // idx 从1开始
p_elem = element_locate(*sq_list_pt, isbn, &idx);
if (p_elem == NULL)
return ERROR;
p_elem->price = price;
return OK;
}
- 顺序表的排序
int book_price_compare(const void *e1, const *e2)
{
ElemType *elem1 = (ElemType *)e1;
ElemType *elem2 = (ElemType *)e2;
return (int)(elem1->price - elem2->price);
}
// 顺序表的排序(根据图书的价格，从低到高排序)
int list_sort(SqList_T *sq_list_pt)
{
qsort(sq_list_pt->base, sq_list_pt->length, sizeof(sq_list_pt->base[0]), book_price_compare);
return OK;
}
2-3 main()
int main(void)
{
int num_of_book = 0;
Book_T book_arr[MAXSIZE] = {0};
SqList_T sq_list_t = {0};
list_init(&sq_list_t);
printf("请输入书籍数量：");
scanf("%d", &num_of_book);
printf("\n");
for (int i = 0; i < num_of_book; i++)
{
printf("请输入第%d本的信息\n", i+1);
printf("书籍名称：");
scanf("%50s", book_arr[i].name);
printf("书籍单价：");
scanf("%lf", &book_arr[i].price);
printf("书籍ISBN：");
scanf("%20s", book_arr[i].isbn);
printf("\n");
}
// 插入
for (int i = 0; i < num_of_book; i++)
{
list_insert(&sq_list_t, book_arr[i]);
}
// 遍历打印所有书籍
printf("打印图书馆所有书籍清单：\n");
list_traverse(sq_list_t);
printf("\n");
// 删除
char isbn[20] = {0};
printf("请输入删除书籍的ISBN码：");
scanf("%20s", isbn);
list_delete(&sq_list_t, isbn);
printf("打印图书馆所有书籍清单：\n");
list_traverse(sq_list_t);
printf("\n");
// 查找
ElemType *p_elem = NULL;
char book_info[300] = {0};
int idx = 0;
printf("请输入查找数据的ISBN码：");
scanf("%20s", isbn);
p_elem = element_locate(sq_list_t, isbn, &idx);
if (NULL != p_elem)
{
sprintf(book_info, "{\"name\":\"%s\",\"isbn\":\"%s\",\"price\":%.2f}",
p_elem->name, p_elem->isbn, p_elem->price);
printf("%s\n", book_info);
}
printf("\n");
// 修改
double price = 0;
printf("请输入书籍的ISBN码：");
scanf("%20s", isbn);
printf("请输入书籍现在的价格：");
scanf("%lf", &price);
if (ERROR == list_update(&sq_list_t, isbn, price))
{
printf("价格修改失败\n");
}
printf("打印图书馆所有书籍清单：\n");
list_traverse(sq_list_t);
printf("\n");
// 释放内存空间
list_destory(&sq_list_t);
return 0;
}
💡 运行结果
2-4 排序功能(新增)
int main(void)
{
int num_of_book = 0;
Book_T book_arr[MAXSIZE] = {0};
SqList_T sq_list_t = {0};
list_init(&sq_list_t);
printf("请输入书籍数量：");
scanf("%d", &num_of_book);
printf("\n");
for (int i = 0; i < num_of_book; i++)
{
printf("请输入第%d本的信息\n", i+1);
printf("书籍名称：");
scanf("%50s", book_arr[i].name);
printf("书籍单价：");
scanf("%lf", &book_arr[i].price);
printf("书籍ISBN：");
scanf("%20s", book_arr[i].isbn);
printf("\n");
}
/* 插入 */
for (int i = 0; i < num_of_book; i++)
{
list_insert(&sq_list_t, book_arr[i]);
}
/* 遍历打印所有书籍 */
printf("打印图书馆所有书籍清单：\n");
list_traverse(sq_list_t);
printf("\n");
/* 排序 */
list_sort(&sq_list_t);
printf("打印图书馆所有书籍清单：\n");
list_traverse(sq_list_t);
printf("\n");
/* 释放内存空间 */
list_destory(&sq_list_t);
return 0;
}
💡 运行结果
三、反思总结
顺序表可以随机存取表中任一元素，其存储位置可用一个简单、直观的公式来表示。然而，从另一方面来看，这个特点也造成了这种存储结构的缺点：在做插入或删除操作时，需移动大量元素。另外由于数组有长度相对固定的静态特性， 当表中数据元素个数较多且变化较大时，操作过程相对复杂，必然导致存储空间的浪费。所有这些问题，都可以通过线性表的另一种表示方法-链式存储结构来解决
排序算法qsort()的原型：
void qsort (void* base, size_t num, size_t size, int (*compar)(const void*,const void*));
其中涉及到函数指针的使用。
四、参考引用
数据结构第二版：C语言版【严蔚敏】 第二章 线性表
