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C語言中怎么使用鏈表實現學生籍貫管理系統

發布時間：2022-02-28 09:11:33 來源：億速云 閱讀：205 作者：iii 欄目：開發技術

C語言中怎么使用鏈表實現學生籍貫管理系統

目錄

  1. 引言
  2. 鏈表的基本概念
  3. 學生籍貫管理系統的需求分析
  4. 鏈表節點的定義
  5. 鏈表的創建與初始化
  6. 添加學生信息
  7. 刪除學生信息
  8. 修改學生信息
  9. 查詢學生信息
  10. 顯示所有學生信息
  11. 鏈表的銷毀
  12. 完整代碼示例
  13. 總結

引言

在C語言中，鏈表是一種非常常用的數據結構，它能夠動態地管理數據，適用于需要頻繁插入和刪除操作的場景。本文將詳細介紹如何使用鏈表來實現一個簡單的學生籍貫管理系統。通過這個系統，我們可以實現學生信息的添加、刪除、修改、查詢和顯示等功能。

鏈表的基本概念

鏈表是一種線性數據結構，它由一系列節點組成，每個節點包含數據和指向下一個節點的指針。鏈表的主要優點是插入和刪除操作非常高效，時間復雜度為O(1)。鏈表可以分為單向鏈表、雙向鏈表和循環鏈表等類型。本文將使用單向鏈表來實現學生籍貫管理系統。

學生籍貫管理系統的需求分析

學生籍貫管理系統的主要功能包括： 1. 添加學生信息：包括學生的學號、姓名、籍貫等信息。 2. 刪除學生信息：根據學號刪除學生的信息。 3. 修改學生信息：根據學號修改學生的信息。 4. 查詢學生信息：根據學號查詢學生的信息。 5. 顯示所有學生信息：顯示系統中所有學生的信息。

鏈表節點的定義

首先，我們需要定義一個結構體來表示鏈表中的節點。每個節點包含學生的學號、姓名、籍貫以及指向下一個節點的指針。

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

#define MAX_NAME_LEN 50
#define MAX_HOMETOWN_LEN 100

typedef struct Student {
    int id;  // 學號
    char name[MAX_NAME_LEN];  // 姓名
    char hometown[MAX_HOMETOWN_LEN];  // 籍貫
    struct Student* next;  // 指向下一個節點的指針
} Student;

鏈表的創建與初始化

在鏈表中，通常使用一個頭節點來表示鏈表的起始位置。頭節點不存儲實際的數據，它的next指針指向鏈表的第一個節點。我們可以通過以下代碼來創建和初始化鏈表。

Student* createList() {
    Student* head = (Student*)malloc(sizeof(Student));
    if (head == NULL) {
        printf("內存分配失??！\n");
        exit(1);
    }
    head->next = NULL;
    return head;
}

添加學生信息

添加學生信息時，我們需要創建一個新的節點，并將其插入到鏈表的末尾。以下是添加學生信息的代碼實現。

void addStudent(Student* head, int id, char* name, char* hometown) {
    Student* newStudent = (Student*)malloc(sizeof(Student));
    if (newStudent == NULL) {
        printf("內存分配失??！\n");
        exit(1);
    }
    newStudent->id = id;
    strncpy(newStudent->name, name, MAX_NAME_LEN);
    strncpy(newStudent->hometown, hometown, MAX_HOMETOWN_LEN);
    newStudent->next = NULL;

    Student* current = head;
    while (current->next != NULL) {
        current = current->next;
    }
    current->next = newStudent;
    printf("學生信息添加成功！\n");
}

刪除學生信息

刪除學生信息時，我們需要根據學號找到對應的節點，并將其從鏈表中移除。以下是刪除學生信息的代碼實現。

void deleteStudent(Student* head, int id) {
    Student* current = head;
    while (current->next != NULL && current->next->id != id) {
        current = current->next;
    }
    if (current->next == NULL) {
        printf("未找到學號為%d的學生！\n", id);
        return;
    }
    Student* temp = current->next;
    current->next = temp->next;
    free(temp);
    printf("學生信息刪除成功！\n");
}

修改學生信息

修改學生信息時，我們需要根據學號找到對應的節點，并更新其信息。以下是修改學生信息的代碼實現。

void modifyStudent(Student* head, int id, char* name, char* hometown) {
    Student* current = head->next;
    while (current != NULL && current->id != id) {
        current = current->next;
    }
    if (current == NULL) {
        printf("未找到學號為%d的學生！\n", id);
        return;
    }
    strncpy(current->name, name, MAX_NAME_LEN);
    strncpy(current->hometown, hometown, MAX_HOMETOWN_LEN);
    printf("學生信息修改成功！\n");
}

查詢學生信息

查詢學生信息時，我們需要根據學號找到對應的節點，并輸出其信息。以下是查詢學生信息的代碼實現。

void queryStudent(Student* head, int id) {
    Student* current = head->next;
    while (current != NULL && current->id != id) {
        current = current->next;
    }
    if (current == NULL) {
        printf("未找到學號為%d的學生！\n", id);
        return;
    }
    printf("學號: %d\n", current->id);
    printf("姓名: %s\n", current->name);
    printf("籍貫: %s\n", current->hometown);
}

顯示所有學生信息

顯示所有學生信息時，我們需要遍歷整個鏈表，并輸出每個節點的信息。以下是顯示所有學生信息的代碼實現。

void displayAllStudents(Student* head) {
    Student* current = head->next;
    if (current == NULL) {
        printf("系統中沒有學生信息！\n");
        return;
    }
    while (current != NULL) {
        printf("學號: %d\n", current->id);
        printf("姓名: %s\n", current->name);
        printf("籍貫: %s\n", current->hometown);
        printf("----------------------------\n");
        current = current->next;
    }
}

鏈表的銷毀

在程序結束時，我們需要釋放鏈表占用的內存，以避免內存泄漏。以下是銷毀鏈表的代碼實現。

void destroyList(Student* head) {
    Student* current = head;
    while (current != NULL) {
        Student* temp = current;
        current = current->next;
        free(temp);
    }
    printf("鏈表已銷毀！\n");
}

完整代碼示例

以下是學生籍貫管理系統的完整代碼示例。

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

#define MAX_NAME_LEN 50
#define MAX_HOMETOWN_LEN 100

typedef struct Student {
    int id;  // 學號
    char name[MAX_NAME_LEN];  // 姓名
    char hometown[MAX_HOMETOWN_LEN];  // 籍貫
    struct Student* next;  // 指向下一個節點的指針
} Student;

Student* createList() {
    Student* head = (Student*)malloc(sizeof(Student));
    if (head == NULL) {
        printf("內存分配失??！\n");
        exit(1);
    }
    head->next = NULL;
    return head;
}

void addStudent(Student* head, int id, char* name, char* hometown) {
    Student* newStudent = (Student*)malloc(sizeof(Student));
    if (newStudent == NULL) {
        printf("內存分配失??！\n");
        exit(1);
    }
    newStudent->id = id;
    strncpy(newStudent->name, name, MAX_NAME_LEN);
    strncpy(newStudent->hometown, hometown, MAX_HOMETOWN_LEN);
    newStudent->next = NULL;

    Student* current = head;
    while (current->next != NULL) {
        current = current->next;
    }
    current->next = newStudent;
    printf("學生信息添加成功！\n");
}

void deleteStudent(Student* head, int id) {
    Student* current = head;
    while (current->next != NULL && current->next->id != id) {
        current = current->next;
    }
    if (current->next == NULL) {
        printf("未找到學號為%d的學生！\n", id);
        return;
    }
    Student* temp = current->next;
    current->next = temp->next;
    free(temp);
    printf("學生信息刪除成功！\n");
}

void modifyStudent(Student* head, int id, char* name, char* hometown) {
    Student* current = head->next;
    while (current != NULL && current->id != id) {
        current = current->next;
    }
    if (current == NULL) {
        printf("未找到學號為%d的學生！\n", id);
        return;
    }
    strncpy(current->name, name, MAX_NAME_LEN);
    strncpy(current->hometown, hometown, MAX_HOMETOWN_LEN);
    printf("學生信息修改成功！\n");
}

void queryStudent(Student* head, int id) {
    Student* current = head->next;
    while (current != NULL && current->id != id) {
        current = current->next;
    }
    if (current == NULL) {
        printf("未找到學號為%d的學生！\n", id);
        return;
    }
    printf("學號: %d\n", current->id);
    printf("姓名: %s\n", current->name);
    printf("籍貫: %s\n", current->hometown);
}

void displayAllStudents(Student* head) {
    Student* current = head->next;
    if (current == NULL) {
        printf("系統中沒有學生信息！\n");
        return;
    }
    while (current != NULL) {
        printf("學號: %d\n", current->id);
        printf("姓名: %s\n", current->name);
        printf("籍貫: %s\n", current->hometown);
        printf("----------------------------\n");
        current = current->next;
    }
}

void destroyList(Student* head) {
    Student* current = head;
    while (current != NULL) {
        Student* temp = current;
        current = current->next;
        free(temp);
    }
    printf("鏈表已銷毀！\n");
}

int main() {
    Student* head = createList();

    int choice;
    int id;
    char name[MAX_NAME_LEN];
    char hometown[MAX_HOMETOWN_LEN];

    while (1) {
        printf("\n學生籍貫管理系統\n");
        printf("1. 添加學生信息\n");
        printf("2. 刪除學生信息\n");
        printf("3. 修改學生信息\n");
        printf("4. 查詢學生信息\n");
        printf("5. 顯示所有學生信息\n");
        printf("6. 退出系統\n");
        printf("請選擇操作: ");
        scanf("%d", &choice);

        switch (choice) {
            case 1:
                printf("請輸入學號: ");
                scanf("%d", &id);
                printf("請輸入姓名: ");
                scanf("%s", name);
                printf("請輸入籍貫: ");
                scanf("%s", hometown);
                addStudent(head, id, name, hometown);
                break;
            case 2:
                printf("請輸入要刪除的學生學號: ");
                scanf("%d", &id);
                deleteStudent(head, id);
                break;
            case 3:
                printf("請輸入要修改的學生學號: ");
                scanf("%d", &id);
                printf("請輸入新的姓名: ");
                scanf("%s", name);
                printf("請輸入新的籍貫: ");
                scanf("%s", hometown);
                modifyStudent(head, id, name, hometown);
                break;
            case 4:
                printf("請輸入要查詢的學生學號: ");
                scanf("%d", &id);
                queryStudent(head, id);
                break;
            case 5:
                displayAllStudents(head);
                break;
            case 6:
                destroyList(head);
                return 0;
            default:
                printf("無效的選擇，請重新輸入！\n");
        }
    }

    return 0;
}

總結

通過本文的介紹，我們了解了如何使用C語言中的鏈表來實現一個簡單的學生籍貫管理系統。鏈表作為一種動態數據結構，非常適合用于需要頻繁插入和刪除操作的場景。通過這個系統，我們可以方便地管理學生的籍貫信息，并實現添加、刪除、修改、查詢和顯示等功能。希望本文能夠幫助讀者更好地理解鏈表的使用方法，并在實際編程中靈活運用。

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推薦閱讀：
  1. C語言的指針、鏈表的原理及學生管理系統
  2. C語言如何使用鏈表實現學生信息管理系統

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