分类目录管理系统——软件开发项目实践

一、功能

二、分析

首先，该目录管理系统提供的源数据是一个二进制的.dat文件，可随机文件操作。如图，采用 fread 函数读出后，每一行有三列，分别代表分类号、分类名、双亲结点分类号。

采用结构体数组存储文件内容。由于 “输出树形分类树” 功能，采用双亲表示法实现 N叉树的顺序存储。

增加分类：将新增记录写入文件尾部，同时更新数组；
输出分类：打印数组即可；
输出树形分类树：对N叉树进行先序遍历，输出的树有层次感，是利用树的层数实现的；
修改分类：对文件进行随机文件操作 (先fseek，后fwrite)，同时更新数组；
删除分类：将 “###” 覆写 (fwrite) 待删除记录和数组元素。

三、代码

//目录管理系统：双亲表示法实现N叉树的顺序存储，编译环境vs 2019
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#define MAX_TREE_SIZE 100           //最多结点个数
#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;typedef struct Catalog              //目录结构类型
{char key[20] = { 0 };         //编号char caption[80] = { 0 };      //类名char parent[20] = { 0 };       //父亲编号
}Catalog;typedef struct CatalogTree
{Catalog Node[MAX_TREE_SIZE] = { 0 };  //数据域,Node的下标就表示了某个单元信息在顺序存储中的位置int root = 0;                  //根节点位置，根节点默认在0号单元int num = 0;                  //最后一个结点的数组编号
}CatalogTree;CatalogTree tree, * ct;                //如果直接用tree接收，应该写作fwrite(&tree->Node[i],sizeof(Catalog),1,fp)
FILE* fp = fopen("catalog3.dat", "rb+");//文件指针
Catalog C = { "###","###","###" };   //初始化一个结构体
int t = 0;                         //记录层数
int f = 0;                         //存储下标void CreateCatalogTree();         //0 将文件读入数组
void AddCatalog();                  //1 增加分类信息，保存至文件
void AlterCatalog();                //2 修改分类信息，保存至文件
void DeleteCatalog();               //3 从文件中删除分类信息
void PrintCatalog();                //4 顺序输出文件中所有分类信息
void CreateCatalogTree();           //5.1 将分类信息用双亲表示法存储。调用PrintCatalogTree()
void PrintCatalogTree();            //5.2 调用PreOrder()函数void PreOrder(CatalogTree* ct, int i);
void PostOrder(CatalogTree* ct, int i);
bool leaf(CatalogTree* ct, int i);void menu();int main()
{if (fp == NULL){printf("文件打开失败\n");return 0;}printf("**116132019188 曾思雅 计四**\n");CreateCatalogTree();            //将.dat文件写入数组for (;;){menu();int choice;scanf("%d", &choice);switch (choice){case 1:AddCatalog(); break;case 2:PrintCatalog(); break;     //顺序输出分类信息case 3:PrintCatalogTree(); break; //输出树形分类树,所以能理解为什么有些用&了是吧case 4:AlterCatalog(); break;case 5:DeleteCatalog(); break;default:return 0;}}fclose(fp);                              //关闭文件流return 0;
}/*将文件读入数组*/
void CreateCatalogTree()
{tree.num = 0;                             //初始化结点数量for (int i = 0; !feof(fp); i++)             //如果文件没有读完，一次读入一个Catalog{fread(&tree.Node[i], sizeof(Catalog), 1, fp);       //从文件中读入//  printf("%d\t%s\t%s\t%s\n",i,tree.Node[i].key, tree.Node[i].caption, tree.Node[i].parent);tree.num++;}//但是请注意，会多读入一个空数据tree.num--;//  printf("tree.num=%d",tree.num);
}/*开始写增加分类，支持读入多条记录，保存至文件*/
void AddCatalog()
{char temp[20] = { 0 };printf("请依次输入key、caption、parent（以#结束输入）\n");    //将新增分类直接写入数组for (;;){scanf("%s", temp);if (strcmp(temp, "#") != 0){strcpy(tree.Node[tree.num].key, temp);scanf("%s %s", tree.Node[tree.num].caption, tree.Node[tree.num].parent);   //更新数组//将新增分类写入文件fwrite(&tree.Node[tree.num], sizeof(Catalog), 1, fp);tree.num++;}else break;}printf("添加成功！\n");
}//至此增加分类已经写好/*顺序打印数组*/
void PrintCatalog()
{for (int i = 0; i < tree.num; i++){if (strcmp(tree.Node[i].caption, "###") != 0)printf("%s\t%s\t%s\n", tree.Node[i].key, tree.Node[i].caption, tree.Node[i].parent);}
}/*树形打印分类树，调用先序遍历实现*/
void PrintCatalogTree()
{   //调用先序遍历PreOrder(&tree, 0);
}/*先序遍历*/
void PreOrder(CatalogTree* ct, int i)           //输出树形分类树,这里为什么得*ct呢？*ct是树的数组
{//t为对应层数，打印空格for (int i = 0; i < t; i++)printf("   ");printf("|--%s  %s\n", tree.Node[i].caption, tree.Node[i].key);for (int j = i + 1; j < tree.num; j++)     //对于结点i，需要和后面的结点比较{  //在数组中逐个比对找到结点i的所有子结点if (strcmp(ct->Node[j].parent, ct->Node[i].key) == 0){t++;PreOrder(ct, j);t--;}}
}/*删除分类：包括级联删除和叶子结点删除，级联删除调用后序遍历*/
void DeleteCatalog()
{char a[20] = { 0 };int c;printf("请输入您需要删除的key: ");scanf("%s", &a);                        //用户输入的应当是一个keyfor (f = 0; f < tree.num; f++){//对于每个结点来说if (strcmp(tree.Node[f].key, a) == 0)       //找到该结点，进一步删除隶属于它的结点break;}printf("待删除信息：%s   %s   %s\n", tree.Node[f].key, tree.Node[f].caption, tree.Node[f].parent);if (leaf(&tree, f)){printf("tip：该目录下有子目录，将一起删除。\n如果继续删除操作，请按1;否则按2：");scanf("%d", &c);if (c != 1){printf("退出删除\n");return;}}PostOrder(&tree, f);printf("删除成功！\n");
}/*后序遍历*/
void PostOrder(CatalogTree* ct, int i)          //输出树形分类树,这里为什么得*ct呢？*ct是树的数组
{for (int j = i + 1; j < tree.num; j++)      //对于结点i，需要和后面的结点比较{  //在数组中逐个比对找到结点i的所有子结点if (strcmp(ct->Node[j].parent, ct->Node[i].key) == 0){t++;PostOrder(ct, j);t--;}}//覆盖文件fseek(fp, i * sizeof(Catalog), 0);fwrite(&C, sizeof(Catalog), 1, fp);//将对应tree.Node[f]置为空，这样文件和数组就相互对应了strcpy(tree.Node[i].key, "###");strcpy(tree.Node[i].caption, "###");strcpy(tree.Node[i].parent, "###");
}/*叶子结点判断，返回布尔型*/
bool leaf(CatalogTree* ct, int i)
{for (int j = i + 1; j < tree.num; j++)      //对于结点i，需要和后面的结点比较{  //在数组中逐个比对找到结点i的所有子结点if (strcmp(ct->Node[j].parent, ct->Node[i].key) == 0)return true;}return false;
}/*修改分类：如果是叶子结点，可修改整条记录；否则只能修改caption*/
void AlterCatalog()
{printf("请输入您需要修改的key: ");int f = 0;                                     //存储下标char a[80] = { 0 };scanf("%s", &a);                                //用户输入的应当是一个keyfor (f = 0; f < tree.num; f++)                 //对于每个结点来说{if (strcmp(tree.Node[f].key, a) == 0)      //找到该结点break;}//读入待修改信息，写入数组printf("待修改信息：%s   %s   %s\n", tree.Node[f].key, tree.Node[f].caption, tree.Node[f].parent);if (leaf(&tree, f) == false)                      //是叶子结点{printf("请输入key，caption，parent：");scanf("%s%s%s", tree.Node[f].key, tree.Node[f].caption, tree.Node[f].parent); //已经写入数组}else{printf("tip：由于该目录下还有子目录，所以只能修改caption。\n请输入caption：");scanf("%s", tree.Node[f].caption);}//更新文件fseek(fp, f * sizeof(Catalog), 0);fwrite(&tree.Node[f], sizeof(Catalog), 1, fp);printf("修改成功！\n");
}/*打印菜单*/
void menu()
{printf("\n************菜单************\n");printf("1、增加分类\n2、输出分类\n3、输出树形分类树\n4、修改分类\n5、删除分类\n0、返回上级\n");printf("****************************\n");printf("请输入你的选择（0-5）：");
}

四、运行截图

五、总结

1、当看到树形分类树有层次的输出时，我感受到了心流。按照PPT，在草稿纸上边想边画，真的就实现了树的双亲表示法，还递归实现了先序遍历，利用层数打印空格体现层次。
2、另外，考虑到非叶子结点的改动可能会影响到其子结点等，所以将删除功能分为级联删除和叶子结点删除，将修改分为叶子结点修改和非叶子结点修改。而级联删除是通过后序遍历实现的。
3、memset对结构体数组不管用。
4、结构体数组在使用过程中，不可以直接{" "}赋值。

5、在vs编写程序过程中发现，. 和 -> 是不一样的。

六、源代码

GitHub源码

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