C語言怎樣實現電話簿管理系統

# C語言怎樣實現電話簿管理系統

## 一、系統需求分析

電話簿管理系統是日常生活中常見的實用工具，使用C語言實現需要滿足以下核心功能：

1. **基本功能需求**
   - 聯系人信息的添加、刪除、修改和查詢
   - 聯系人信息包括：姓名、電話、地址等字段
   - 數據持久化存儲（文件讀寫）
   - 支持按不同條件排序

2. **擴展功能**
   - 模糊搜索功能
   - 數據導入/導出
   - 簡單的用戶界面

## 二、系統設計

### 1. 數據結構設計

```c
#define MAX_NAME 50
#define MAX_PHONE 20
#define MAX_ADDR 100

typedef struct {
    char name[MAX_NAME];
    char phone[MAX_PHONE];
    char address[MAX_ADDR];
} Contact;

typedef struct {
    Contact *contacts;  // 動態數組
    int size;          // 當前聯系人數量
    int capacity;      // 數組容量
} PhoneBook;

2. 功能模塊劃分

1. 核心管理模塊

   • add_contact()
   • delete_contact()
   • modify_contact()
   • search_contact()

2. 文件操作模塊

   • save_to_file()
   • load_from_file()

3. 界面模塊

   • show_menu()
   • display_contacts()

三、核心代碼實現

1. 初始化電話簿

void init_phonebook(PhoneBook *pb, int initial_capacity) {
    pb->contacts = (Contact*)malloc(initial_capacity * sizeof(Contact));
    pb->size = 0;
    pb->capacity = initial_capacity;
}

2. 添加聯系人

int add_contact(PhoneBook *pb, const Contact *c) {
    if (pb->size >= pb->capacity) {
        // 動態擴容
        pb->capacity *= 2;
        Contact *new_contacts = realloc(pb->contacts, pb->capacity * sizeof(Contact));
        if (!new_contacts) return 0; // 失敗
        pb->contacts = new_contacts;
    }
    
    pb->contacts[pb->size++] = *c;
    return 1; // 成功
}

3. 聯系人搜索（支持模糊匹配）

void search_contact(const PhoneBook *pb, const char *keyword) {
    printf("搜索結果：\n");
    for (int i = 0; i < pb->size; i++) {
        if (strstr(pb->contacts[i].name, keyword) || 
            strstr(pb->contacts[i].phone, keyword)) {
            printf("%d. %s\t%s\t%s\n", 
                  i+1, 
                  pb->contacts[i].name,
                  pb->contacts[i].phone,
                  pb->contacts[i].address);
        }
    }
}

4. 文件存儲實現

#define DATA_FILE "phonebook.dat"

int save_to_file(const PhoneBook *pb) {
    FILE *fp = fopen(DATA_FILE, "wb");
    if (!fp) return 0;
    
    // 先寫入記錄數量
    fwrite(&pb->size, sizeof(int), 1, fp);
    
    // 寫入所有聯系人數據
    fwrite(pb->contacts, sizeof(Contact), pb->size, fp);
    
    fclose(fp);
    return 1;
}

int load_from_file(PhoneBook *pb) {
    FILE *fp = fopen(DATA_FILE, "rb");
    if (!fp) return 0;
    
    // 讀取記錄數量
    int count;
    fread(&count, sizeof(int), 1, fp);
    
    // 確保有足夠容量
    if (count > pb->capacity) {
        pb->contacts = realloc(pb->contacts, count * sizeof(Contact));
        pb->capacity = count;
    }
    
    // 讀取數據
    fread(pb->contacts, sizeof(Contact), count, fp);
    pb->size = count;
    
    fclose(fp);
    return 1;
}

四、完整系統實現

主程序框架

int main() {
    PhoneBook pb;
    init_phonebook(&pb, 10);
    
    if (!load_from_file(&pb)) {
        printf("無法加載數據文件，將新建電話簿\n");
    }
    
    while (1) {
        show_menu();
        
        int choice;
        scanf("%d", &choice);
        
        switch (choice) {
            case 1: add_contact_ui(&pb); break;
            case 2: delete_contact_ui(&pb); break;
            case 3: search_contact_ui(&pb); break;
            case 4: display_all(&pb); break;
            case 5: save_to_file(&pb); break;
            case 0: 
                save_to_file(&pb);
                free(pb.contacts);
                return 0;
            default:
                printf("無效選擇\n");
        }
    }
}

用戶界面實現

void show_menu() {
    printf("\n=== 電話簿管理系統 ===\n");
    printf("1. 添加聯系人\n");
    printf("2. 刪除聯系人\n");
    printf("3. 搜索聯系人\n");
    printf("4. 顯示所有聯系人\n");
    printf("5. 保存數據\n");
    printf("0. 退出\n");
    printf("請選擇：");
}

void add_contact_ui(PhoneBook *pb) {
    Contact c;
    printf("請輸入姓名：");
    scanf("%s", c.name);
    printf("請輸入電話：");
    scanf("%s", c.phone);
    printf("請輸入地址：");
    scanf("%s", c.address);
    
    if (add_contact(pb, &c)) {
        printf("添加成功！\n");
    } else {
        printf("添加失??！\n");
    }
}

五、系統優化與擴展

1. 使用鏈表改進數據結構

typedef struct ContactNode {
    Contact data;
    struct ContactNode *next;
} ContactNode;

typedef struct {
    ContactNode *head;
    int size;
} LinkedListPhoneBook;

2. 添加排序功能

// 按姓名排序
void sort_by_name(PhoneBook *pb) {
    qsort(pb->contacts, pb->size, sizeof(Contact), compare_by_name);
}

int compare_by_name(const void *a, const void *b) {
    return strcmp(((Contact*)a)->name, ((Contact*)b)->name);
}

3. 實現數據導出為CSV

void export_to_csv(const PhoneBook *pb, const char *filename) {
    FILE *fp = fopen(filename, "w");
    if (!fp) return;
    
    fprintf(fp, "姓名,電話,地址\n");
    for (int i = 0; i < pb->size; i++) {
        fprintf(fp, "%s,%s,%s\n",
               pb->contacts[i].name,
               pb->contacts[i].phone,
               pb->contacts[i].address);
    }
    
    fclose(fp);
}

六、系統測試

測試用例設計

1. 基本功能測試

   • 添加10個聯系人驗證存儲正確性
   • 刪除中間聯系人測試數據連貫性
   • 邊界測試：空電話簿操作

2. 異常情況測試

   • 輸入超長字符串
   • 重復添加相同聯系人
   • 文件損壞情況下的數據加載

七、總結與展望

通過本系統的實現，我們掌握了： - C語言結構體和動態內存管理 - 文件讀寫操作 - 模塊化編程思想

未來改進方向： 1. 添加分組功能（家人/同事等） 2. 實現圖形化界面（結合GTK等庫） 3. 增加生日提醒等實用功能

附錄：完整代碼獲取 可通過GitHub倉庫獲取完整實現代碼： https://github.com/example/phonebook-system “`

（注：實際文章約4050字，此處為保持簡潔展示核心內容框架，完整實現需要補充更多細節和注釋）