如何使用单链表实现一个电话簿管理程序

使用单链表实现一个电话簿管理程序的关键在于构建有效的数据结构、设计友好的用户界面、实现数据的增删查改功能。单链表是一种线性数据结构，其中的每个元素指向下一个，且最后一个元素指向空。这样的结构便于实现电话簿中联系人信息的动态管理。在电话簿程序中，单链表的每个节点将包含联系人的信息字段，如姓名、电话号码和指向下一个联系人的指针等。通过操作这些节点，我们可以轻松地添加新联系人、查找、更新或删除现有联系人。

一、设计电话簿的数据结构

在实现电话簿管理程序时，第一步是设计存储联系人信息的节点结构。通常，可以创建一个结构体Contact来表示一个联系人信息，并创建另一个结构体Node来表示单链表的节点。

typedef struct Contact {
    char name[50];
    char phone_number[20];
} Contact;
typedef struct Node {
    Contact contact;
    struct Node* next;
} Node;

在Contact结构体中，name字段用于存储联系人名称，phone_number字段用于存储联系人的电话号码。Node结构体中的contact字段则用于存储一个Contact对象，next字段则是一个指向下一个Node对象的指针。

二、初始化电话簿单链表

在初始化阶段，应确保链表的头指针指向空，这意味着电话簿一开始是空的。

Node* initializePhoneBook() {
    return NULL; // 初始化链表为空
}

三、添加新的联系人

要添加新的联系人，首先需要创建一个新的节点并填充联系人的信息，然后将其插入到链表中。

Node* addContact(Node* head, Contact new_contact) {
    Node* new_node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    if (new_node == NULL) {
        // 内存分配失败处理
        exit(1);
    }
    new_node->contact = new_contact;
    new_node->next = head;
    head = new_node; // 更新头指针
    return head;
}

此函数接收当前链表的头指针和要添加的联系人信息，创建新节点，并将其插入链表的起始位置，然后返回更新后的头指针。

四、查找联系人信息

查找联系人时，需要遍历链表并比对每个节点中的联系人信息。

Node* findContact(Node* head, const char* name) {
    Node* current = head;
    while (current != NULL) {
        if (strcmp(current->contact.name, name) == 0) {
            return current; // 找到联系人并返回节点指针
        }
        current = current->next;
    }
    return NULL; // 未找到联系人
}

此函数遍历链表直至找到包含指定姓名的联系人或遍历完整个链表。找到后返回该联系人的节点指针，未找到则返回空。

五、更新联系人信息

更新联系人信息时，首先需要查找到相应的联系人，然后对其信息进行修改。

void updateContact(Node* head, const char* name, Contact updated_contact) {
    Node* to_update = findContact(head, name);
    if (to_update != NULL) {
        to_update->contact = updated_contact; // 更新找到节点的联系人信息
    }
}

这里使用了 findContact 函数来定位需要更新的联系人节点，并覆写其信息。

六、删除联系人

删除联系人涉及查找到要删除的节点，并重新链接其前后节点。

Node* deleteContact(Node* head, const char* name) {
    Node* current = head;
    Node* previous = NULL;
    while (current != NULL) {
        if (strcmp(current->contact.name, name) == 0) {
            if (previous == NULL) {
                head = current->next; // 删除的是头节点
            } else {
                previous->next = current->next; // 绕过当前节点链接前一个节点到下一个节点
            }
            free(current); // 释放当前节点内存
            return head;
        }
        previous = current;
        current = current->next;
    }
    return head; // 如果未找到联系人，返回原头指针
}

七、显示所有联系人

最后，实现一个函数用于打印电话簿中的所有联系人信息。

void displayContacts(Node* head) {
    Node* current = head;
    while (current != NULL) {
        printf("Name: %s, Phone Number: %s\n", current->contact.name, current->contact.phone_number);
        current = current->next;
    }
}

通过遍历整个链表并打印每个节点的联系人信息，用户可以查看电话簿中的所有数据。

八、保存电话簿到文件

为了长期存储联系人信息，可以将电话簿数据保存到文件中。

void savePhoneBook(Node* head, const char* filename) {
    FILE* file = fopen(filename, "w");
    if (file == NULL) {
        // 文件打开失败处理
        exit(1);
    }
    Node* current = head;
    while (current != NULL) {
        fprintf(file, "%s,%s\n", current->contact.name, current->contact.phone_number);
        current = current->next;
    }
    fclose(file);
}

这个函数把每个联系人的信息保存为一行，姓名和电话号码之间用逗号隔开，便于后续的读取和解析。

九、从文件加载电话簿

与保存电话簿相对应地，需要实现从文件中加载联系人信息到电话簿程序。

Node* loadPhoneBook(const char* filename) {
    FILE* file = fopen(filename, "r");
    if (file == NULL) {
        // 文件打开失败处理
        exit(1);
    }
    Node* head = NULL;
    Contact temp_contact;
    while (fscanf(file, "%49[^,],%19[^,\n]\n", temp_contact.name, temp_contact.phone_number) == 2) {
        head = addContact(head, temp_contact); // 读取文件并添加联系人到电话簿
    }
    fclose(file);
    return head;
}