本文是针对[数据结构基础系列(11):文件]中的实践项目。
【项目】索引文件
有若干学生的成绩数据如下,将这些数据保存到st数组中:
学号 姓名 年龄 性别 语文 数学 英语
1 陈华 20 男 78 90 84
5 张明 21 男 78 68 92
8 王英 20 女 86 81 86
3 刘丽 21 女 78 92 88
2 许可 20 男 80 83 78
4 陈军 20 男 78 88 82
7 马胜 21 男 56 67 75
6 曾强 20 男 78 89 82
基于这些数据,编程序实现下面的功能:
(1)将st数组中学生记录写入stud.dat文件作为主文件
(2)输出主文件中的学生记录
(3)建立与主文件相对应的索引文件,其中每个记录由两个字段组成:学号和该学生记录在数据文件中的位移量(例:上面列出数据中学号为2的学生许可,其位移量是5。由于本例用定长文件,可以根据位移量计算记录在主文件中的相对地址)。索引文件按学号有序。
(4)输出索引文件中的全部记录
(5)根据用户输入的学号,利用索引文件,用二分查找法找到对应的记录号,再通过主文件输出该记录
(6)是否有想法,将这个项目再扩充了?加大数据量、哈希文件、多关键字文件……
[参考解答]
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>
#define MaxRec 100 //最多的记录个数
typedef struct Index //定义索引文件结构
{
int no; //学号
long offset; //主文件中的记录号
} Index;
typedef struct
{
int no; //学号
char name[10]; //姓名
int age; //年龄
char sex[3]; //性别
int deg1,deg2,deg3; //课程1-课程3成绩
} StudType;
void InsertSort(Index R[],int n) //采用直接插入排序法对R[0..n-1]按学号递增排序
{
int i,j;
Index temp;
for (i=1; i<n; i++)
{
temp=R[i];
j=i-1;
while (j>=0 && temp.no<R[j].no)
{
R[j+1]=R[j]; //将关键字大于R[i].key的记录后移
j--;
}
R[j+1]=temp; //在j+1处插入R[i]
}
}
void CreatIdxFile() //建立索引文件
{
FILE *mfile,*idxfile;
Index idx[MaxRec];
StudType st;
int n=0,i;
if ((mfile=fopen("stud.dat","rb"))==NULL)
{
printf(" 提示:不能打开主文件\n");
return;
}
if ((idxfile=fopen("index.dat","wb"))==NULL)
{
printf(" 提示:不能建立索引文件\n");
return;
}
i=0;
while ((fread(&st,sizeof(StudType),1,mfile)))
{
idx[i].no=st.no;
idx[i].offset=++n;
i++;
}
InsertSort(idx,n); //对idx数组按no值排序
rewind(idxfile);
for (i=0; i<n; i++)
fwrite(&idx[i],sizeof(Index),1,idxfile);
fclose(mfile);
fclose(idxfile);
printf(" 提示:索引文件建立完毕\n");
}
void OutputMainFile() //输出主文件全部记录
{
FILE *mfile;
StudType st;
int i=1;
if ((mfile=fopen("stud.dat","rb"))==NULL)
{
printf(" 提示:不能读主文件\n");
return;
}
printf(" ----学生成绩表----\n");
printf("记录号 学号 姓名 年龄 性别 语文 数学 英语\n");
while ((fread(&st,sizeof(StudType),1,mfile))==1)
{
printf("%6d%5d%10s%6d%5s%5d%5d%5d\n",i,st.no,st.name,st.age,st.sex,st.deg1,st.deg2,st.deg3);
i++;
}
fclose(mfile);
}
void OutputIdxFile() //输出索引文件全部记录
{
FILE *idxfile;
Index irec;
printf(" ----学生索引表----\n");
printf("\t学号 记录号\n");
if ((idxfile=fopen("index.dat","rb"))==NULL)
{
printf(" 提示:不能读索引文件\n");
return;
}
while ((fread(&irec,sizeof(Index),1,idxfile))==1)
printf("\t%5d%6ld\n",irec.no,irec.offset);
fclose(idxfile);
}
void ReadIndexFile(Index idx[MaxRec],int &n) //读索引文件数据存入idx数组中
{
int j;
FILE *idxfile;
if ((idxfile=fopen("index.dat","rb"))==NULL)
{
printf(" 提示:索引文件不能打开\n");
return;
}
fseek(idxfile,0,2);
j=ftell(idxfile); //j求出文件长度
rewind(idxfile);
n=j/sizeof(Index); //n求出文件中的记录个数
fread(idx,sizeof(Index),n,idxfile);
fclose(idxfile);
}
int SearchNum(Index idx[],int n,int no) //在含有n个记录的索引文件idx中查找学号为no的记录对应的记录号
{
int mid,low=0,high=n-1;
while (low<=high) //二分查找
{
mid=(low+high)/2;
if (idx[mid].no>no)
high=mid-1;
else if (idx[mid].no<no)
low=mid+1;
else //idx[mid].no==no
return idx[mid].offset;
}
return -1;
}
void FindStudent() //输出指定学号的记录
{
int no;
FILE *mfile;
Index idx[MaxRec];
StudType st;
int i,n;
if ((mfile=fopen("stud.dat","rb+"))==NULL)
{
printf(" 提示:主文件中没有任何记录\n");
return;
}
ReadIndexFile(idx,n); //读取索引数组idx
printf("输入学号:");
scanf("%d",&no);
i=SearchNum(idx,n,no); //在idx中查找
if (i==-1)
printf(" 提示:学号%d不存在\n",no);
else
{
fseek(mfile,(i-1)*sizeof(StudType),SEEK_SET); //由记录号直接跳到主文件中对应的记录
fread(&st,sizeof(StudType),1,mfile);
printf("%5d%10s%6d%5s%5d%5d%5d\n",st.no,st.name,st.age,st.sex,st.deg1,st.deg2,st.deg3);
}
fclose(mfile);
}
void WriteFile(StudType st[], int n) //将st数组中的n个学生记录写入stud.dat文件中
{
int i;
FILE *fp;
if ((fp=fopen("stud.dat","wb"))==NULL)
{
printf("\t提示:不能创建stud.dat文件\n");
return;
}
for (i=0; i<n; i++)
fwrite(&st[i],1,sizeof(StudType),fp);
fclose(fp);
printf(" 提示:文件stud.dat创建完毕\n");
}
int main()
{
int n=8,sel; //n为实际学生人数
StudType st[]= {
{
1,"陈华",20,"男",78,90,84},
{
5,"张明",21,"男",78,68,92},
{
8,"王英",20,"女",86,81,86},
{
3,"刘丽",21,"女",78,92,88},
{
2,"许可",20,"男",80,83,78},
{
4,"陈军",20,"男",78,88,82},
{
7,"马胜",21,"男",56,67,75},
{
6,"曾强",20,"男",78,89,82}
};
printf("建立主文件\n");
WriteFile(st,n); //建立主文件
do
{
printf("1:输出主文件 2:建索引文件 3:输出索引文件 4:按学号查找 0:退出:");
scanf("%d",&sel);
switch(sel)
{
case 1:
OutputMainFile();
break;
case 2:
CreatIdxFile();
break;
case 3:
OutputIdxFile();
break;
case 4:
FindStudent();
break;
}
}
while (sel!=0);
return 0;
}