任务需求

读取给定的图书文件book.txt中的信息，完成一个图书信息管理系统，该系统的各个功能模块利用菜单选项进行选择，要求程序具有正确性、可读性（变量函数命名规范、核心语句添加注释）、健壮性（数据非法时能够进行相应处理）。

输出：读取book.txt中的文件信息并依次输出所有图书信息（书号、书名、价格）。

插入：根据指定的位置i（1≤i≤n+1）和给定的一本图书信息，将该图书插入到位置i，并将变化后的图书信息回写到book.txt。

删除：根据指定的位置i（1≤i≤n），删除该位置上的图书信息，并将变化后的图书信息回写到book.txt。

查找
1、按位置进行查找：根据输入的位置i（1≤i≤n），查找位置i上的图书信息并输出；
2、按书名进行查找：根据输入的书名，查找该图书的信息并输出（如果有多本，则全部输出）。

修改：将价格小于25元的图书价格提高20%，价格大于等于25元的图书价格提高10%，将修改后的图书信息写入文件book_newprice.txt中。

排序：按书的价格由低到高排序写入文件book_newsort.txt中。（必须包含冒泡排序，其他排序任选）

注意:book.txt的内容如下图所示

代码

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstring>
using namespace std;const int MAXSIZE = 1e5+7;    //最多数据元素个数
const int MAXLEN = 107;    //字符串类型数据的最长长度
const int INF = 0x3f3f3f3f;    //整型的无穷大 typedef struct{char no[MAXLEN];    //图书编号 char name[MAXLEN];   //图书名字 double price;    //图书价格
}Book;typedef struct{Book *elem;    //存储空间的基地址 int length;  //图书表中当前图书的个数
}SqList;void Init(SqList &L);   //初始化
void ReadFromFile(SqList &L);   //读文件
void WriteIntoFile(SqList &L, const char *file);    //写文件
void IllegalInput(string menu); //非法输入 void ShowMainMenu(); //显示主菜单 void ShowAll(SqList &L);    //显示所有图书信息
void Insert(SqList &L); //插入图书信息
void Erase(SqList &L);  //删除图书信息
void Modify(SqList &L); //修改图书信息
void Quit();    //退出 void ShowSearchMenu(); //显示查找菜单
void SearchByPosition(SqList &L);   //通过位置查找图书信息
void SearchByName(SqList &L);   //通过书名查找图书信息 void ShowSortMenu();   //显示排序菜单
void InsertionSort(SqList &L);  //插入排序
void ShellSort(SqList &L);  //希尔排序
void SelectionSort(SqList &L);  //选择排序
void HeapSort(SqList &L);   //堆排序
void BubbleSort(SqList &L); //冒泡排序
void QuickSort(SqList &L);  //快速排序
void MergeSort(SqList &L);  //归并排序int main(){ShowMainMenu();return 0;
}//主菜单界面
void ShowMainMenu(){system("cls");printf("*************************图书管理系统*************************\n");printf("显示所有图书信息---------------------------------------------1\n");printf("插入---------------------------------------------------------2\n");printf("删除---------------------------------------------------------3\n");printf("查找---------------------------------------------------------4\n");printf("修改---------------------------------------------------------5\n");printf("排序---------------------------------------------------------6\n"); printf("退出---------------------------------------------------------7\n\n");printf("请输入想进入的二级菜单：");SqList L;Init(L);ReadFromFile(L);int op;scanf("%d", &op);switch(op){case 1:{ //输入1，显示所有书本 ShowAll(L);break;}case 2:{  //输入2，插入功能 Insert(L);break;}case 3:{ //输入3，删除功能 Erase(L);break;}case 4:{  //输入4，显示搜索界面 ShowSearchMenu();break;}case 5:{    //输入5，修改 Modify(L);break;} case 6:{  //输入6，显示排序界面 ShowSortMenu();break;}case 7:{  //输入7，退出程序 Quit();break;}default:{   //非法输入 IllegalInput("main");break;}}delete [] L.elem; //释放空间
}//查找界面
void ShowSearchMenu(){system("cls");printf("************************请选择查找方式************************\n");printf("按位置查找---------------------------------------------------1\n"); printf("按书名查找---------------------------------------------------2\n");printf("返回一级菜单-------------------------------------------------3\n\n"); printf("请输入您所选的排序方式：");SqList L;Init(L);ReadFromFile(L);int op;scanf("%d", &op);switch(op){case 1:{   //输入1，根据位置查找 SearchByPosition(L);break;}case 2:{ //输入2，根据名字查找 SearchByName(L); break;}case 3:{    //输入3，返回主菜单 ShowMainMenu();break;}default:{  //非法输入 IllegalInput("search");break;}}delete [] L.elem;   //释放空间
} //排序界面
void ShowSortMenu(){system("cls");    //清屏 printf("************************请选择排序方式************************\n");printf("插入排序-----------------------------------------------------1\n"); printf("希尔排序-----------------------------------------------------2\n");printf("选择排序-----------------------------------------------------3\n");printf("堆排序-------------------------------------------------------4\n"); printf("冒泡排序-----------------------------------------------------5\n");printf("快速排序-----------------------------------------------------6\n");printf("归并排序-----------------------------------------------------7\n");printf("返回一级菜单-------------------------------------------------8\n\n"); printf("请输入您所选的排序方式：");SqList L;Init(L);ReadFromFile(L);int op;scanf("%d", &op);switch(op){case 1:{   //输入1，执行插入排序 InsertionSort(L);break;}case 2:{    //输入2，执行希尔排序 ShellSort(L); break;}case 3:{   //输入3，执行选择排序 SelectionSort(L);break;}case 4:{    //输入4，执行堆排序 HeapSort(L);break;}case 5:{  //输入5，执行冒泡排序 BubbleSort(L);break;}case 6:{   //输入6，执行快速排序 QuickSort(L);break;}case 7:{    //输入7，执行归并排序 MergeSort(L);break;}case 8:{    //输入8，返回主菜单 ShowMainMenu();break;}default:{  //非法输入 IllegalInput("sort");break;}}delete [] L.elem; //释放空间
}//初始化
void Init(SqList &L){L.elem = new Book [MAXSIZE];  //分配新空间 if (! L.elem){ exit(-2);    //存储分配失败，则退出}L.length = 0;
}//读文件
void ReadFromFile(SqList &L){ifstream rd("book.txt"); //新建一个文件输出流指针，打开文件book.txt if (! rd){exit(0);    //如果打开失败，异常结束 }char title[MAXLEN];char noTitle[MAXLEN], nameTitle[MAXLEN], priceTitle[MAXLEN]; rd >> title;    //读取标题 rd >> noTitle >> nameTitle >> priceTitle;  //读取标题 Book book;while (rd >> book.no >> book.name >> book.price){L.elem[L.length] = book;   //将新的图书放在第L.length位置上 L.length++; //表长加1 }rd.close(); //关闭文件流指针
}//写文件
void WriteIntoFile(SqList &L, const char *file){ofstream w(file);   //新建一个文件输入流指针，打开文件file if (! w){exit(0); //如果打开失败，异常结束 }w << "北京林业大学图书馆计算机类图书采购列表" << endl;w << "ISBN                      书名                    定价" << endl;for (int i = 0; i < L.length; i++){w << L.elem[i].no << " " << L.elem[i].name << " " << L.elem[i].price << endl;   //将图书信息写入文件中 }w.close();    //关闭文件流指针
}//非法输入
void IllegalInput(string menu){printf("输入失败，请重新输入！");system("pause"); //需要输入一个字符程序才能执行 getchar(); //读取字符 //根据menu分别进入不同的菜单 if (menu == "main"){ShowMainMenu();}else if (menu == "search"){ShowSearchMenu();}else if (menu == "sort"){ShowSortMenu();}
} //显示所有图书信息
void ShowAll(SqList &L){system("cls");    //清屏 if (L.length == 0){  //表长为0，没有图书 printf("暂无图书！"); }else{ printf("所有的图书信息:\n\n");printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%-20s%-40s%.2f\n", L.elem[i].no, L.elem[i].name, L.elem[i].price);  //按顺序输出所有的图书信息}printf("=================================================================\n\n");}//按任意键返回主菜单 system("pause");ShowMainMenu();
}//插入图书信息
void Insert(SqList &L){system("cls"); //清屏 int pos;Book book;printf("请输入要插入的位置(1~%d)：", L.length+1);scanf("%d", &pos);//若想要插入的位置不在区间[1,L.length+1]，则插入的位置不合法，需要重新输入位置while (pos < 1 || pos > L.length+1){printf("输入不正确,请重新输入：");scanf("%d", &pos);}//依次输入图书编号、书名、价格 printf("请输入图书编号：");scanf("%s", book.no);printf("请输入图书书名：");scanf("%s", book.name);printf("请输入图书价格：");scanf("%lf", &book.price);for (int i = L.length-1; i >= pos-1; i--){L.elem[i+1] = L.elem[i];    //区间[pos,L.length-1]中的每个图书信息都要向后移动}L.elem[pos-1] = book;   //将新的图书信息放入pos-1的位置上 L.length++;  //表长加1 WriteIntoFile(L, "book.txt");  //将插入后的所有图书信息重新写入到book.txt中 printf("\n\n插入成功!\n");//按任意键返回主菜单 system("pause");ShowMainMenu();
}//删除图书信息
void Erase(SqList &L){system("cls");  //清屏 int pos;Book book;printf("请输入要删除的位置(1~%d)：", L.length);scanf("%d", &pos);//若想要删除的位置不在区间[1,L.length]，则删除的位置不合法，需要重新输入位置while (pos < 1 || pos > L.length){printf("输入不正确,请重新输入：");scanf("%d", &pos);}for (int i = pos; i <= L.length-1; i++){L.elem[i-1] = L.elem[i];   //区间[pos+1,L.length-1]中的每个图书信息都要向前移动}L.length--;   //表长减1 WriteIntoFile(L, "book.txt");  //将删除后的所有图书信息重新写入到book.txt中 printf("\n\n删除成功!\n");//按任意键返回主菜单 system("pause");ShowMainMenu();
}//修改图书信息
void Modify(SqList &L){system("cls"); //清屏 //依次遍历所有图书，按要求提高价格 for (int i = 0; i < L.length; i++){if (L.elem[i].price < 25){L.elem[i].price *= 1.2;}else{L.elem[i].price *= 1.1;}}//显示所有修改后的图书信息 printf("修改后所有的图书信息:\n\n");printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%-20s%-40s%.2f\n", L.elem[i].no, L.elem[i].name, L.elem[i].price);}printf("=================================================================\n");printf("因某些不可抗力，图书价格小于25元的书价格提高20%，图书价格大于等于25元的书价格提高10%。敬请谅解！\n\n");WriteIntoFile(L, "book.txt");   //将修改后的所有图书信息重新写入到book.txt中 WriteIntoFile(L, "book_newprice.txt");    //将修改后的所有图书信息写入到book_newprice.txt中 //按任意键返回主菜单 system("pause");ShowMainMenu();
}//退出
void Quit(){system("cls");    //清屏 printf("确定要退出？y/n:");char op;scanf("%c", &op);if (op == 'n' || op == 'N'){ShowMainMenu();}else if (op != 'y' && op != 'Y'){Quit();}
}//下面为2种查找： //按位置查找图书信息
void SearchByPosition(SqList &L){system("cls");   //清屏 int pos;printf("请输入要查找的图书位置(1~%d)：", L.length);scanf("%d", &pos);//若想要查找的位置不在区间[1,L.length]，则查找的位置不合法，需要重新输入位置while (pos < 1 || pos > L.length){printf("输入不正确,请重新输入：");scanf("%d", &pos);}printf("\n\n位于%d位的图书信息:\n\n", pos);printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");printf("%-20s%-40s%.2f\n", L.elem[pos-1].no, L.elem[pos-1].name, L.elem[pos-1].price);  //因为指针的下标从0开始，所以要输出pos-1位置的图书信息 printf("=================================================================\n\n");//按任意键返回主菜单 system("pause");ShowSearchMenu();
}//按书名查找图书信息
void SearchByName(SqList &L){system("cls");char name[MAXLEN];printf("请输入想要查找的书名:");scanf("%s", name);SqList tmp;  //建立一个新的线性表，用于存储书名为所找书名的图书信息 Init(tmp);for (int i = 0; i < L.length; i++){ //依次遍历所有图书 if (strcmp(L.elem[i].name, name) == 0){    //找到书名为name的图书 tmp.elem[tmp.length] = L.elem[i];   //将这本书的信息放入顺序表tmp的tmp.length的位置 tmp.length++; //tmp表长加1 }}if (tmp.length == 0){ //找不到书名为name的书，tmp的表长为0 printf("\n\n对不起,查无此书!\n\n");}else{printf("\n\n所有书名为%s图书信息:\n\n", name);printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");for (int i = 0; i < tmp.length; i++){printf("%-20s%-40s%.2f\n", tmp.elem[i].no, tmp.elem[i].name, tmp.elem[i].price); //依次输出tmp的图书信息 }printf("=================================================================\n\n");}delete tmp.elem;    //释放tmp的空间 //按任意键返回查找菜单页面 system("pause");ShowSearchMenu();
}//下面的为各种排序： //插排
//O(N*N)，稳定
void InsertionSort(SqList &L){system("cls");//插入排序实现过程： for (int i = 1; i < L.length; i++){  //i是当前数for (int j = i-1 ; j >= 0; j--){    //j是从i-1开始向前移动，每次与i图书比较if (L.elem[i].price < L.elem[j].price){    //若 i图书的价格 < j图书的价格，说明i图书当前是要插入到j图书之前swap(L.elem[i], L.elem[j]);  //交换i图书和j图书的位置 i = j-1;    //互换后i也要向前移动一位}else{break;  //直到i图书的价格比j图书大，因为前面从小到大已经排好序，所以没有必要继续向前判断了                   }}}printf("经过插入排序后,所有的图书信息:\n\n");printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%-20s%-40s%.2f\n", L.elem[i].no, L.elem[i].name, L.elem[i].price);   //依次输出排序后的图书信息 }printf("=================================================================\n\n");WriteIntoFile(L, "book_newsort.txt");  //将修改后的所有图书信息写入到book_newsort.txt中 //按任意键返回排序菜单页面 system("pause");ShowSortMenu();
}//希尔排序
//O(N*sqrt(N))，不稳定
void ShellSort(SqList &L){system("cls");int h = 1;while (h < L.length / 3){h = 3 * h + 1;   //分段 }while (h >= 1){//将数组变为h有序，两个for循环组成插入排序for (int i = h; i < L.length; i++){for (int j = i; j >= h && L.elem[j].price < L.elem[j-h].price; j -= h){   //相隔h的元素进行比较，从后往前迭代swap(L.elem[j], L.elem[j-h]); //交换 j图书 和  j+h图书 }}h = h / 3;}printf("经过希尔排序后,所有的图书信息:\n\n");printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%-20s%-40s%.2f\n", L.elem[i].no, L.elem[i].name, L.elem[i].price); //依次输出排序后的图书信息 }printf("=================================================================\n\n");WriteIntoFile(L, "book_newsort.txt");  //将修改后的所有图书信息写入到book_newsort.txt中 //按任意键返回排序菜单页面 system("pause");ShowSortMenu();
}//选择排序
//O(N*N)，不稳定
void SelectionSort(SqList &L){system("cls");//选择排序实现过程： for (int i = 0; i < L.length; i++){int idx = i; //记录这趟排序价格最小的图书 for (int j = i+1; j < L.length; j++){if (L.elem[idx].price > L.elem[j].price){    //如果价格比idx图书的价格还小 idx = j; //idx指向这趟排序价格最小的图书}}swap(L.elem[idx], L.elem[i]);   //交换idx图书和i图书 }printf("经过选择排序后,所有的图书信息:\n\n");printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%-20s%-40s%.2f\n", L.elem[i].no, L.elem[i].name, L.elem[i].price);   //依次输出排序后的图书信息 }printf("=================================================================\n\n");WriteIntoFile(L, "book_newsort.txt");  //将修改后的所有图书信息写入到book_newsort.txt中 //按任意键返回排序菜单页面 system("pause");ShowSortMenu();
}//堆排
//O(N*log N)，不稳定
void Adjust(SqList &L, int i, int n){int parent = i;   //父节点 int child = 2 * i + 1;  //左子节点 while (child < n){if (child +1 < n && L.elem[child].price < L.elem[child+1].price){child++;     //变成右子节点 }if (L.elem[parent].price < L.elem[child].price){swap(L.elem[child], L.elem[parent]);   //交换父子节点 parent = child;   //子节点就变为父节点 }child = child * 2 + 1;}
}
void HSort(SqList &L){  //建立小根堆 for (int i = L.length/2-1; i >= 0; i--){Adjust(L, i, L.length);}for (int i = L.length-1; i > 0; i--){swap(L.elem[i], L.elem[0]);   //将堆顶记录与当前未排序的序列[0, i-1]中的最后一个元素交换 Adjust(L, 0, i); //将[0,i]调整为小根堆 }
}
void HeapSort(SqList &L){system("cls");HSort(L);  //堆排序 printf("经过堆排序后,所有的图书信息:\n\n");printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%-20s%-40s%.2f\n", L.elem[i].no, L.elem[i].name, L.elem[i].price); //依次输出排序后的图书信息 }printf("=================================================================\n\n");WriteIntoFile(L, "book_newsort.txt");  //将修改后的所有图书信息写入到book_newsort.txt中 //按任意键返回排序菜单页面 system("pause");ShowSortMenu();
}//冒泡
//O(N*N)，稳定
void BubbleSort(SqList &L){system("cls"); //清屏 //冒泡排序实现过程： for (int i = 0; i < L.length-1; i++){ //执行L.length-1遍，每遍将无序中的最大的那个沉底 for (int j = 0; j < L.length-i-1; j++){ //因为后面i个都已经有序，只需排前面L.length-i-1个 if (L.elem[j].price > L.elem[j+1].price){   //若j图书的价格 > j+1图书的价格swap(L.elem[j], L.elem[j+1]);  //j和j+1的图书交换位置}}}printf("经过冒泡排序后,所有的图书信息:\n\n");printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%-20s%-40s%.2f\n", L.elem[i].no, L.elem[i].name, L.elem[i].price);    //依次输出排序后的图书信息 }printf("=================================================================\n\n");WriteIntoFile(L, "book_newsort.txt");  //将修改后的所有图书信息写入到book_newsort.txt中 //按任意键返回排序菜单页面 system("pause");ShowSortMenu();
}//快排
//O(N*log N)，不稳定
void QSort(SqList &L, int l, int r){    //对区间[l,r]的快速排序 if (l >= r){return ;    //当左 >= 右时，返回 }Book x = L.elem[(l+r)>>1];    //哨兵 int i = l-1, j = r+1;while (i < j){//把比哨兵小的左移，比哨兵大的右移 do{i++;}while (L.elem[i].price < x.price);do{j--;}while (L.elem[j].price > x.price); if (i < j){swap(L.elem[i], L.elem[j]); }}QSort(L, l, j);    //对左半边再次快速排序 QSort(L, j+1, r); //对右半边再次快速排序
}
void QuickSort(SqList &L){system("cls");QSort(L, 0, L.length-1);printf("经过快速排序后,所有的图书信息:\n\n");printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%-20s%-40s%.2f\n", L.elem[i].no, L.elem[i].name, L.elem[i].price);    //依次输出排序后的图书信息 }printf("=================================================================\n\n");WriteIntoFile(L, "book_newsort.txt");  //将修改后的所有图书信息写入到book_newsort.txt中 //按任意键返回排序菜单页面 system("pause");ShowSortMenu();
}//归并排序
//O(N*log N)，不稳定
void Merge(SqList &L, int l, int r){    //合并[l,r] int mid = (l + r) >> 1;int n1 = mid - l + 1;int n2 = r - mid;Book *left = new Book[n1+1];    //左半部分 Book *right = new Book[n2+1];  //右半部分 left[n1].price = INF;   //定义为无穷大right[n2].price = INF; //定义为无穷大int tmp = l;for (int i = 0; i < n1; i++){left[i] = L.elem[tmp]; //将L.elem左半部分放入left中 tmp++;}tmp = mid + 1;for (int i = 0; i < n2; i++){right[i] = L.elem[tmp];   //将L.elem右半部分放入right中tmp++;}for (int i = 0, j = 0, k = l; k <= r; k++){if (left[i].price <= right[j].price){ //根据左右大小依次放入L.elem中 L.elem[k] = left[i];i++;}else{L.elem[k] = right[j];j++;}}delete [] left;  //释放空间 delete [] right; //释放空间
}
void MSort(SqList &L, int l, int r){if (l >= r){return ;    //当 左 >= 右 时，返回 }int mid = (l + r) >> 1;MSort(L, l, mid);    //对左半边归并排序 MSort(L, mid+1, r); //对右半边归并排序 Merge(L, l, r);  //将左右半边合并
}
void MergeSort(SqList &L){system("cls");MSort(L, 0, L.length-1);printf("经过归并排序后,所有的图书信息:\n\n");printf("    ISBN                      书名                          定价\n");printf("=================================================================\n");for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%-20s%-40s%.2f\n", L.elem[i].no, L.elem[i].name, L.elem[i].price);    //依次输出排序后的图书信息 }printf("=================================================================\n\n");WriteIntoFile(L, "book_newsort.txt");  //将修改后的所有图书信息写入到book_newsort.txt中 //按任意键返回排序菜单页面 system("pause");ShowSortMenu();
}

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