问题描述

读取给定的图书文件book.txt中的信息（book.txt中部分图书信息如下图所示），完成一个图书信息管理系统，该系统的各个功能模块要求利用菜单选项进行选择。

系统功能要求

图书浏览

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），包括文件前两行的标题说明信息。

图书统计

统计book.txt中的图书总数n并输出。

图书插入

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。

图书删除

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。

图书查找

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）。

价格更新

将价格小于45元的图书价格提高20%，价格大于等于45元的图书价格提高10%，将修改后的图书信息重新写入新文件book-newprice.txt中。

价格排序

按图书价格升序排序，将排序后的图书信息重新写入新文件book-newsort.txt中。

逆序存储

将book.txt中的全部图书逆序存储（即最后一本置于原第一本位置）写入新文件book-newinverse.txt中。
【数据结构要求】
图书数据类型的定义需要采用数据结构教材（参考文献[1]）24页中的顺序表类型定义方式，如下所示。

算法实现要求

正确性

在合理的数据输入下，能够在有限的运行时间内得到正确的结果。

可读性

程序结构清晰，易于理解，程序要求具有规范的缩进格式，关键语句添加适当的注释，变量或函数名等标识符按照见名知义的原则命名。

健壮性

当输入的数据非法时，能适当地做出正确反应或进行相应处理，而不会产生一些莫名其妙的输出结果。例如，查找不到时给出“图书不存在，查找失败”的提示，插入或删除位置非法时给出“指定位置非法”的提示等。

高效性

分析每个算法的时间复杂度和空间复杂度，并确保时间高效和空间高效。

任务选做要求

基于链式存储结构实现上述所有功能，即将图书数据类型的定义改为数据结构教材（参考文献[1]）29页中的链表类型定义方式，如下所示。

具体实现时需要将上述定义中的ElemType改为如下定义的Book类型取可，即每一本图书作为链表的一个结点。

typedef struct		//图书信息定义
{ char no[20];		//图书ISBNchar name[50];	//图书名字float price; 	//图书价格
} Book;

参考文献
[1] 严蔚敏, 李冬梅, 吴伟民．数据结构（C语言版）（第2版）双色版．人民邮电出版社, 2021．
[2] 李冬梅, 田紫微．数据结构习题解析与实验指导（第2版）．人民邮电出版社, 2022．
[3] C语言教程. https://www.runoob.com/cprogramming/c-tutorial.html.

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以下是笔者在同目录下文件 book.txt 生成的随机数据，便于调试

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完整 $code$

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <windows.h>
#include <stdlib.h>
#define cls system("cls")
#define endl puts("")
#define title(x) printf("========%s========\n", x)
#define DIR "./book.txt"
#define DIR_NewPrice "./book-newprice.txt"
#define DIR_Inverse "./book-newinverse.txt"
#define DIR_Sort "./book-newsort.txt"typedef struct {char no[20], name[50];float price;
} Book;typedef struct LNode {Book data;struct LNode* next;
} *LinkList;LinkList InitList();
int Read(LinkList L, int Type); // Type = 0 头插法, Type = 1 尾插法
void Write(LinkList L, int Type); // 写入文件
// Type = 0 代表源文件
// Type = 1 代表逆序存储的文件
// Type = 2 代表存储更新的价格
// Type = 3 代表存储按价格顺序的文件
void StoreInverse(LinkList L); // 逆序存储
void Output(LinkList L, int count); // 所有图书输出到屏幕
int Add(LinkList L, int count); // 新增图书
int Erase(LinkList L, int count); // 移除图书
int SearchByID(LinkList L, int count); // 按索引搜索
int SearchByName(LinkList L, int count); // 按书名搜索
void Search(LinkList L, int count); // 搜索
void Update(LinkList L); // 更新书的价格
void Edit(LinkList L, int count); // 图书管理
void Sort(LinkList L, int count); // 按价格排序
void CannotOpenFile(); // 报错：无法打开文件
void CannotCloseFile(); // 报错：无法关闭文件
void CannotAllocateMemory(); // 报错：无法分配内存int main(void) {while (true) {LinkList L = InitList();int count = Read(L, 1);if (count == -1) return 0;int op;do {cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("\t\t0 > 退出系统");puts("\t\t1 > 图书列表");puts("\t\t2 > 图书管理");puts("\t\t3 > 查找图书");puts("\t\t4 > 逆序存储");puts("\t\t5 > 价格升序");endl;title("==========================================");scanf("%d", &op);} while (op < 0 || op > 6);switch (op) {case 0: // 退出系统cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("\t\t\t已退出系统");endl;title("==========================================");return 0;break;case 1: // 图书列表Output(L, count);puts("输入任意并回车返回主界面");int op;scanf("%d", &op);break;case 2: // 图书管理Edit(L, count);break;case 3: // 查找图书Search(L, count);break;case 4: // 逆序存储StoreInverse(L);break;case 5: // 按价格升序Sort(L, count);break;}}return 0;
}void CannotOpenFile() {cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("\t\t无法打开文件！");endl;title("==========================================");Sleep(1000);}void CannotCloseFile() {cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("\t\t无法关闭文件！");endl;title("==========================================");Sleep(1000);}void CannotAllocateMemory() {cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("\t\t无法分配内存！");endl;title("==========================================");Sleep(1000);}LinkList InitList() {LinkList L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));if (L == NULL) {CannotAllocateMemory();exit(-1);}L->next = NULL;return L;}int Read(LinkList L, int Type) {FILE* fpRead;if ((fpRead = fopen(DIR, "r")) == NULL) {CannotOpenFile();fclose(fpRead);exit(-1);}LinkList last;if (Type == 1) last = L; // 尾插法记录末节点int count = 0;while (!feof(fpRead)) {count ++;LinkList elem = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));fscanf(fpRead, "%s%s%f\n", elem->data.no, elem->data.name, &elem->data.price);if (!Type) { // 头插法elem->next = L->next;L->next = elem;} else { // 尾插法last->next = elem;elem->next = NULL;last = elem;}}if (fclose(fpRead)) {CannotCloseFile();exit(-1);}return count;}void Write(LinkList L, int Type) {FILE* fpWrite;if (Type == 0) fpWrite = fopen(DIR, "w");else if (Type == 1) fpWrite = fopen(DIR_Inverse, "w");else if (Type == 2) fpWrite = fopen(DIR_NewPrice, "w");else fpWrite = fopen(DIR_Sort, "w");if (fpWrite == NULL) {CannotOpenFile();exit(-1);}for (LinkList elem = L->next; elem != NULL; elem = elem->next) {float Now = elem->data.price;if (Type == 2) {if (Now < 45) Now *= 1.2;else Now *= 1.1;}fprintf(fpWrite, "%s %s %.2f\n", elem->data.no, elem->data.name, Now);}if (fclose(fpWrite)) {CannotCloseFile();exit(-1);}}void StoreInverse(LinkList L) {LinkList L2 = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));L2->next = NULL;Read(L2, 0);Write(L2, 1);cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("\t\t已完成逆序存储");endl;title("==========================================");Sleep(1000);}void Output(LinkList L, int count) {cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;printf("一共索引到 %d 条图书记录\n", count);endl;puts("索引  \tISBN\t\t书名\t\t定价");int cnt = 1;for (LinkList elem = L->next; elem != NULL; elem = elem->next, cnt ++) {printf("%2d  %s  %-18s  %5.2lf\n", cnt, elem->data.no, elem->data.name, elem->data.price);}endl;printf("一共索引到 %d 条图书记录\n", count);endl;title("==========================================");}int Add(LinkList L, int count) {int pos;do {Output(L, count);printf("请输入数字 1 ~ %d，作为插入的位置：", count + 1);scanf("%d", &pos);} while (pos < 1 || pos > count + 1);LinkList tmp = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));printf("ISBN：");scanf("%s", tmp->data.no);printf("书名：");scanf("%s", tmp->data.name);printf("定价：");scanf("%f", &tmp->data.price);int cnt = 1;for (LinkList elem = L; elem != NULL; elem = elem->next, cnt ++) {if (cnt == pos) {tmp->next = elem->next;elem->next = tmp;break;}}Write(L, 0);return count + 1;
}int Erase(LinkList L, int count) {int pos;do {cls;Output(L, count);endl;printf("请输入数字 1 ~ %d，作为删除的位置：", count);scanf("%d", &pos);} while (pos < 1 || pos > count);int cnt = 1;for (LinkList elem = L->next; elem != NULL; elem = elem->next, cnt ++) {if (cnt == pos) {char c[20];do {cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("索引  \tISBN\t\t书名\t\t定价");printf("%2d  %s  %-18s  %5.2lf\n", cnt, elem->data.no, elem->data.name, elem->data.price);title("==========================================");endl;printf("是否确定删除索引第 %d 本书？(Y/N)：", pos);scanf("%s", c);} while (c[0] != 'Y' && c[0] != 'N');if (c[0] == 'N') return count;elem->next = elem->next->next;break;}}Write(L, 0);return count - 1;
}int SearchByID(LinkList L, int count) {int pos;do {cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;printf("请输入数字 1 ~ %d，作为查找的位置：", count);scanf("%d", &pos);} while (pos < 1 || pos > count);return pos;
}int SearchByName(LinkList L, int count) {char Name[60];int cnt;while (true) {cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;printf("请输入书名以查找：");scanf("%s", Name);cnt = 1;for (LinkList elem = L->next; elem != NULL; elem = elem->next, cnt ++) {if (!strcmp(elem->data.name, Name)) return cnt;}if (Name[0] == 'q') return -1;if (cnt == count + 1) {cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("\t\t未查找到相关书名");endl;title("==========================================");Sleep(1000);break;}}return -1;
}void Search(LinkList L, int count) {int op;do {cls;title(" 查找图书 ");endl;puts("\t0 > 返回");puts("\t1 > 按索引查找");puts("\t2 > 按书名查找");endl;title("==========");scanf("%d", &op);} while (op < 0 || op > 2);int pos;switch (op) {case 0:return;break;case 1:pos = SearchByID(L, count);break;case 2:pos = SearchByName(L, count);break;}if (pos == -1) return;int cnt = 1;for (LinkList elem = L->next; elem != NULL; elem = elem->next, cnt ++) {if (cnt == pos) {cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("找到了以下书满足搜索条件：");endl;puts("索引  \tISBN\t\t书名\t\t定价");printf("%2d  %s  %-18s  %5.2lf\n", cnt, elem->data.no, elem->data.name, elem->data.price);endl;title("==========================================");endl;puts("输入任意并回车返回主界面");int op;scanf("%d", &op);return;}}
}void Update(LinkList L) {Write(L, 2);cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("\t\t已完成价格更新");endl;title("==========================================");Sleep(1000);}void Edit(LinkList L, int count) {int op;do {cls;title(" 图书管理 ");endl;puts("\t0 > 返回");puts("\t1 > 新增图书");puts("\t2 > 删除图书");puts("\t3 > 更新价格");endl;title("==========");scanf("%d", &op);} while (op < 0 || op > 3);switch (op) {case 0:return;break;case 1:count = Add(L, count);break;case 2:count = Erase(L, count);break;case 3:Update(L);break;}
}void Swap(LinkList A, LinkList B) { // 交换数据Book C;C = B->data;B->data = A->data;A->data = C;}void Sort(LinkList L, int count) {LinkList L3 = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));L3->next = NULL;LinkList last = L3;for (LinkList elem = L->next; elem != NULL; elem = elem->next) {LinkList New = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));New->data = elem->data;last->next = New;New->next = NULL;last = New;}for (LinkList i = L3->next; i->next != NULL; i = i->next) // 冒泡排序for (LinkList j = i->next; j != NULL; j = j->next)if (i->data.price > j->data.price) Swap(i, j);Write(L3, 3);cls;title(" 安徽工业大学图书馆计算机图书采购管理系统 ");endl;puts("\t\t已完成按价格升序");endl;title("==========================================");Sleep(1000);}