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C语言中怎么使用链表实现学生籍贯管理系统

发布时间：2022-02-28 09:11:33 作者：iii
来源：亿速云 阅读：193

C语言中怎么使用链表实现学生籍贯管理系统

目录

  1. 引言
  2. 链表的基本概念
  3. 学生籍贯管理系统的需求分析
  4. 链表节点的定义
  5. 链表的创建与初始化
  6. 添加学生信息
  7. 删除学生信息
  8. 修改学生信息
  9. 查询学生信息
  10. 显示所有学生信息
  11. 链表的销毁
  12. 完整代码示例
  13. 总结

引言

在C语言中，链表是一种非常常用的数据结构，它能够动态地管理数据，适用于需要频繁插入和删除操作的场景。本文将详细介绍如何使用链表来实现一个简单的学生籍贯管理系统。通过这个系统，我们可以实现学生信息的添加、删除、修改、查询和显示等功能。

链表的基本概念

链表是一种线性数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表的主要优点是插入和删除操作非常高效，时间复杂度为O(1)。链表可以分为单向链表、双向链表和循环链表等类型。本文将使用单向链表来实现学生籍贯管理系统。

学生籍贯管理系统的需求分析

学生籍贯管理系统的主要功能包括： 1. 添加学生信息：包括学生的学号、姓名、籍贯等信息。 2. 删除学生信息：根据学号删除学生的信息。 3. 修改学生信息：根据学号修改学生的信息。 4. 查询学生信息：根据学号查询学生的信息。 5. 显示所有学生信息：显示系统中所有学生的信息。

链表节点的定义

首先，我们需要定义一个结构体来表示链表中的节点。每个节点包含学生的学号、姓名、籍贯以及指向下一个节点的指针。

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

#define MAX_NAME_LEN 50
#define MAX_HOMETOWN_LEN 100

typedef struct Student {
    int id;  // 学号
    char name[MAX_NAME_LEN];  // 姓名
    char hometown[MAX_HOMETOWN_LEN];  // 籍贯
    struct Student* next;  // 指向下一个节点的指针
} Student;

链表的创建与初始化

在链表中，通常使用一个头节点来表示链表的起始位置。头节点不存储实际的数据，它的next指针指向链表的第一个节点。我们可以通过以下代码来创建和初始化链表。

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

添加学生信息

添加学生信息时，我们需要创建一个新的节点，并将其插入到链表的末尾。以下是添加学生信息的代码实现。

void addStudent(Student* head, int id, char* name, char* hometown) {
    Student* newStudent = (Student*)malloc(sizeof(Student));
    if (newStudent == NULL) {
        printf("内存分配失败！\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("学生信息添加成功！\n");
}

删除学生信息

删除学生信息时，我们需要根据学号找到对应的节点，并将其从链表中移除。以下是删除学生信息的代码实现。

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("未找到学号为%d的学生！\n", id);
        return;
    }
    Student* temp = current->next;
    current->next = temp->next;
    free(temp);
    printf("学生信息删除成功！\n");
}

修改学生信息

修改学生信息时，我们需要根据学号找到对应的节点，并更新其信息。以下是修改学生信息的代码实现。

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("未找到学号为%d的学生！\n", id);
        return;
    }
    strncpy(current->name, name, MAX_NAME_LEN);
    strncpy(current->hometown, hometown, MAX_HOMETOWN_LEN);
    printf("学生信息修改成功！\n");
}

查询学生信息

查询学生信息时，我们需要根据学号找到对应的节点，并输出其信息。以下是查询学生信息的代码实现。

void queryStudent(Student* head, int id) {
    Student* current = head->next;
    while (current != NULL && current->id != id) {
        current = current->next;
    }
    if (current == NULL) {
        printf("未找到学号为%d的学生！\n", id);
        return;
    }
    printf("学号: %d\n", current->id);
    printf("姓名: %s\n", current->name);
    printf("籍贯: %s\n", current->hometown);
}

显示所有学生信息

显示所有学生信息时，我们需要遍历整个链表，并输出每个节点的信息。以下是显示所有学生信息的代码实现。

void displayAllStudents(Student* head) {
    Student* current = head->next;
    if (current == NULL) {
        printf("系统中没有学生信息！\n");
        return;
    }
    while (current != NULL) {
        printf("学号: %d\n", current->id);
        printf("姓名: %s\n", current->name);
        printf("籍贯: %s\n", current->hometown);
        printf("----------------------------\n");
        current = current->next;
    }
}

链表的销毁

在程序结束时，我们需要释放链表占用的内存，以避免内存泄漏。以下是销毁链表的代码实现。

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

完整代码示例

以下是学生籍贯管理系统的完整代码示例。

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

#define MAX_NAME_LEN 50
#define MAX_HOMETOWN_LEN 100

typedef struct Student {
    int id;  // 学号
    char name[MAX_NAME_LEN];  // 姓名
    char hometown[MAX_HOMETOWN_LEN];  // 籍贯
    struct Student* next;  // 指向下一个节点的指针
} Student;

Student* createList() {
    Student* head = (Student*)malloc(sizeof(Student));
    if (head == NULL) {
        printf("内存分配失败！\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("内存分配失败！\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("学生信息添加成功！\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("未找到学号为%d的学生！\n", id);
        return;
    }
    Student* temp = current->next;
    current->next = temp->next;
    free(temp);
    printf("学生信息删除成功！\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("未找到学号为%d的学生！\n", id);
        return;
    }
    strncpy(current->name, name, MAX_NAME_LEN);
    strncpy(current->hometown, hometown, MAX_HOMETOWN_LEN);
    printf("学生信息修改成功！\n");
}

void queryStudent(Student* head, int id) {
    Student* current = head->next;
    while (current != NULL && current->id != id) {
        current = current->next;
    }
    if (current == NULL) {
        printf("未找到学号为%d的学生！\n", id);
        return;
    }
    printf("学号: %d\n", current->id);
    printf("姓名: %s\n", current->name);
    printf("籍贯: %s\n", current->hometown);
}

void displayAllStudents(Student* head) {
    Student* current = head->next;
    if (current == NULL) {
        printf("系统中没有学生信息！\n");
        return;
    }
    while (current != NULL) {
        printf("学号: %d\n", current->id);
        printf("姓名: %s\n", current->name);
        printf("籍贯: %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("链表已销毁！\n");
}

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

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

    while (1) {
        printf("\n学生籍贯管理系统\n");
        printf("1. 添加学生信息\n");
        printf("2. 删除学生信息\n");
        printf("3. 修改学生信息\n");
        printf("4. 查询学生信息\n");
        printf("5. 显示所有学生信息\n");
        printf("6. 退出系统\n");
        printf("请选择操作: ");
        scanf("%d", &choice);

        switch (choice) {
            case 1:
                printf("请输入学号: ");
                scanf("%d", &id);
                printf("请输入姓名: ");
                scanf("%s", name);
                printf("请输入籍贯: ");
                scanf("%s", hometown);
                addStudent(head, id, name, hometown);
                break;
            case 2:
                printf("请输入要删除的学生学号: ");
                scanf("%d", &id);
                deleteStudent(head, id);
                break;
            case 3:
                printf("请输入要修改的学生学号: ");
                scanf("%d", &id);
                printf("请输入新的姓名: ");
                scanf("%s", name);
                printf("请输入新的籍贯: ");
                scanf("%s", hometown);
                modifyStudent(head, id, name, hometown);
                break;
            case 4:
                printf("请输入要查询的学生学号: ");
                scanf("%d", &id);
                queryStudent(head, id);
                break;
            case 5:
                displayAllStudents(head);
                break;
            case 6:
                destroyList(head);
                return 0;
            default:
                printf("无效的选择，请重新输入！\n");
        }
    }

    return 0;
}

总结

通过本文的介绍，我们了解了如何使用C语言中的链表来实现一个简单的学生籍贯管理系统。链表作为一种动态数据结构，非常适合用于需要频繁插入和删除操作的场景。通过这个系统，我们可以方便地管理学生的籍贯信息，并实现添加、删除、修改、查询和显示等功能。希望本文能够帮助读者更好地理解链表的使用方法，并在实际编程中灵活运用。

推荐阅读：
  1. C语言的指针、链表的原理及学生管理系统
  2. C语言如何使用链表实现学生信息管理系统

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