用顺序表实现通讯录：从代码到原理，初学者入门指南-优快云博客

用 C 语言中的顺序表（Sequential List）实现一个简易但功能完整的通讯录管理系统。不仅是一个实用的小项目，更是理解线性数据结构、掌握动态内存管理和结构体操作的绝佳实践。

🎯 学习目标：

理解顺序表的基本原理
掌握结构体与动态数组的设计方法
实现通讯录的增、删、查、改、显等核心功能

一、多文件结构设计

和之前一样，为了使代码结构清晰、易于维护，我们采用三个文件来组织代码：

contact_0820.h：头文件，用于声明结构体、宏定义和函数原型
fun_0820.c：源文件，用于实现顺序表的各种操作函数
contact_0820.c：测试文件，用于编写主函数，测试顺序表的各种功能

二、数据结构设计：两个关键结构体

我们将在头文件 contact_0820.h 中定义两个结构体，分别表示单个联系人信息和整个通讯录管理器。

1. 联系人结构体：`Contact`

// 定义字段最大长度（便于后期维护）
#define NAME_MAX     50
#define GENDER_MAX   10
#define PHONE_MAX    20

typedef struct {
    char name[NAME_MAX];        // 姓名
    int  age;                   // 年龄
    char gender[GENDER_MAX];    // 性别
    char phonenum[PHONE_MAX];   // 电话号码
} Contact;

💡 小贴士：使用宏定义长度，便于统一修改；避免硬编码。

2. 通讯录管理结构体：`Contact_List`

这个结构体是“笔记本的封面”，负责管理所有联系人。

#define datatype Contact  // 类型别名，方便后续扩展为其他类型

typedef struct {
    datatype* contacts;   // 动态数组，存储联系人数据
    int size;             // 当前已存储的联系人数量
    int capacity;         // 数组当前最大容量
} Contact_List;

🔍 关键字段说明：

contacts：指向堆上分配的内存，保存所有联系人
size：表示有效数据个数
capacity：表示最大容量，用于判断是否需要扩容

三、核心功能实现（`contact_0820.c`）

接下来我们逐步实现通讯录的各项功能，遵循“初始化 → 增删查改 → 销毁”的生命周期。

1. 初始化通讯录：`init_contact_list`

首次使用前必须初始化结构体，避免野指针。

void init_contact_list(Contact_List* list) {
    list->contacts = NULL;   // 初始无内存
    list->size = 0;          // 当前人数为0
    list->capacity = 0;      // 容量为0
}

✅ 初始化后即可调用 check_space 自动分配空间。

2. 自动扩容机制：`check_space`

当容量不足时，自动扩展数组大小，保证插入顺利进行。

void check_space(Contact_List* list) {
    // 若当前数量 >= 容量，则需要扩容
    if (list->size >= list->capacity) {
        // 首次分配100个空间，之后每次翻倍
        int new_capacity = (list->capacity == 0) ? 100 : list->capacity * 2;
        
        datatype* new_contacts = (datatype*)realloc(list->contacts, 
                                                   new_capacity * sizeof(datatype));
        if (new_contacts == NULL) {
            fprintf(stderr, "内存分配失败！程序终止。\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        list->contacts = new_contacts;
        list->capacity = new_capacity;
    }
}

⚠️ 注意：realloc 可能失败，必须检查返回值！

3. 添加联系人：`insert_contact`

支持在指定位置插入新联系人（如插队、追加等）。

int insert_contact(Contact_List *list, int location, const char *name, int age, const char *gender, const char *phonenum)
{
    check_space(list);
    if (location < 0 || location > list->size)
    {
        fprintf(stderr, "Invalid location\n");
        return -1;
    }
    for (int i = list->size; i > location; i--)
    {
        list->contacts[i] = list->contacts[i - 1];
    }
    list->size++;
    strcpy_s(list->contacts[location].name, name_max,name);
    list->contacts[location].age = age;
    strcpy_s(list->contacts[location].gender,gender_max,gender);
    strcpy_s(list->contacts[location].phonenum, phone_max,phonenum);
    return 0;
}

🔄 插入时间复杂度：O(n)，因需移动元素。

4. 显示所有联系人：`print_contact_list`

遍历并打印所有联系人信息。

void print_contact_list(const Contact_List* list) {
    if (list->size == 0) {
        printf("通讯录为空，暂无联系人。\n");
        return;
    }

    printf("当前共有 %d 位联系人：\n\n", list->size);
    for (int i = 0; i < list->size; i++) {
        printf("  序号： %d:\n", i + 1);
        printf("  姓名： %s\n", list->contacts[i].name);
        printf("  年龄： %d\n", list->contacts[i].age);
        printf("  性别： %s\n", list->contacts[i].gender);
        printf("  电话： %s\n", list->contacts[i].phonenum);
        printf("------------------------\n");
    }
}

✅ 加入提示语和格式美化，提升用户体验。

5. 删除联系人：`delete_contact`

删除指定位置的联系人：前移后续元素填补空位。

int delete_contact(Contact_List* list, int loc) {
    if (loc < 0 || loc >= list->size) {
        fprintf(stderr, "错误：无法删除位置 %d 的联系人（范围 [0, %d)）\n", loc, list->size);
        return -1;
    }

    // 从删除位置开始，前面覆盖后面
    for (int i = loc; i < list->size - 1; i++) {
        list->contacts[i] = list->contacts[i + 1];
    }

    list->size--;  // 数量减1
    return 0;
}

🔄 删除时间复杂度同样是 O(n)。

6. 查找联系人：`find_contact`

按姓名精确查找，返回索引位置。

int find_contact(const Contact_List* list, const char* name) {
    for (int i = 0; i < list->size; i++) {
        if (strcmp(list->contacts[i].name, name) == 0) {
            printf("找到了\n");
            printf("  位置： 第 %d 位\n", i + 1);
            printf(". 姓名： %s\n", list->contacts[i].name);
            printf("  年龄： %d\n", list->contacts[i].age);
            printf("  性别： %s\n", list->contacts[i].gender);
            printf("  电话： %s\n", list->contacts[i].phonenum);
            return i;  // 返回索引
        }
    }
    printf("未找到名为 '%s' 的联系人。\n", name);
    return -1;
}

🔎 可扩展为模糊搜索或支持多个字段查询。

7. 销毁通讯录：`destroy_contact_list`

void destroy_contact_list(Contact_List* list) {
    if (list->contacts != NULL) {
        free(list->contacts);
        list->contacts = NULL;
    }
    list->size = 0;
    list->capacity = 0;
    printf("🗑️ 通讯录已销毁，内存释放完成。\n");
}

✅ 必须调用！尤其在长期运行程序中尤为重要。

四、测试驱动：验证功能完整性（`test_0820.c`）

最后，我们编写主函数来测试所有功能。

#include "contact_0820.h"

int main()
{
    Contact_List contact_list;

    init_contact_list(&contact_list);

    insert_contact(&contact_list, 0, "zhangsan", 3, "male", "111-2222-3333"); 
    insert_contact(&contact_list, 0, "lisi", 5, "male", "111-5555-3333");
    insert_contact(&contact_list, contact_list.size, "wangxiaoer", 7, "female", "111-6666-3333");
    insert_contact(&contact_list, contact_list.size, "cuihua", 9, "female", "111-2222-8888");
    insert_contact(&contact_list, contact_list.size-1, "woshidashabi", 11, "male", "123-2222-8888");

    print_contact_list(&contact_list);

    printf("+++++++++++++++++++++++\n");

    delete_contact(&contact_list, 0);
    print_contact_list(&contact_list);

    printf("+++++++++++++++++++++++\n");

    delete_contact(&contact_list, contact_list.size-1);
    print_contact_list(&contact_list);

    find_contact(&contact_list, "woshidashabi");
    printf("+++++++++++++++++++++++\n");
    find_contact(&contact_list, "cuihua");

    destroy_contact_list(&contact_list);
    return 0;
}

✅ 运行结果

当前共有 5 位联系人：

  序号： 1:
  姓名： lisi
  年龄： 5
  性别： male
  电话： 111-5555-3333
------------------------
  序号： 2:
  姓名： zhangsan
  年龄： 3
  性别： male
  电话： 111-2222-3333
------------------------
  序号： 3:
  姓名： wangxiaoer
  年龄： 7
  性别： female
  电话： 111-6666-3333
------------------------
  序号： 4:
  姓名： woshidashabi
  年龄： 11
  性别： male
  电话： 123-2222-8888
------------------------
  序号： 5:
  姓名： cuihua
  年龄： 9
  性别： female
  电话： 111-2222-8888
------------------------
+++++++++++++++++++++++
当前共有 4 位联系人：

  序号： 1:
  姓名： zhangsan
  年龄： 3
  性别： male
  电话： 111-2222-3333
------------------------
  序号： 2:
  姓名： wangxiaoer
  年龄： 7
  性别： female
  电话： 111-6666-3333
------------------------
  序号： 3:
  姓名： woshidashabi
  年龄： 11
  性别： male
  电话： 123-2222-8888
------------------------
  序号： 4:
  姓名： cuihua
  年龄： 9
  性别： female
  电话： 111-2222-8888
------------------------
+++++++++++++++++++++++
当前共有 3 位联系人：

  序号： 1:
  姓名： zhangsan
  年龄： 3
  性别： male
  电话： 111-2222-3333
------------------------
  序号： 2:
  姓名： wangxiaoer
  年龄： 7
  性别： female
  电话： 111-6666-3333
------------------------
  序号： 3:
  姓名： woshidashabi
  年龄： 11
  性别： male
  电话： 123-2222-8888
------------------------
找到了
  位置： 第 3 位
. 姓名： woshidashabi
  年龄： 11
  性别： male
  电话： 123-2222-8888
+++++++++++++++++++++++
未找到名为 'cuihua' 的联系人。