C語言學生信息管理系統：文件操作、動態記憶體、模組化設計完整實作

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專案概覽

基於控制台的學生信息管理系統，功能：查詢、錄入、修改。技術棧：C99、標準 I/O、動態記憶體、二進制文件存儲、模組化設計（頭文件 + 實現分離）。

系統架構

main.c          → 程式入口、選單循環
student.h       → 資料結構、函式宣告、全域變數
student.c       → 核心邏輯實現
stud.dat        → 二進制數據文件 (持久化)

核心資料結構

// student.h
#ifndef STUDENT_H
#define STUDENT_H

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

typedef struct {
    char name[10];
    int id;
    int age;
    char address[30];
} Student;

int menu();                    // 顯示選單，回傳選項
void input_students();         // 錄入學生信息
void save_to_file(Student*);   // 寫入二進制文件
void print_students(Student*, int); // 格式化輸出
void query_modify(int mode);   // mode=0 查詢, mode=1 修改
void modify_student(Student*, int); // 修改指定學號記錄
void sort_students(Student*);  // 按學號排序 (可選)

extern int student_count;      // 全域學生數

#endif

關鍵模組實現

主程式：選單循環

// main.c
#include "student.h"

int main() {
    int choice = menu();
    while(choice != 1 && choice != 2 && choice != 3) {
        printf("請重新輸入正確參數 (1-3):\n");
        scanf("%d", &choice);
    }

    do {
        switch(choice) {
            case 1: query_modify(0); break;  // 查詢
            case 2: input_students(); break; // 錄入
            case 3: query_modify(1); break;  // 修改
        }
        printf("\n是否繼續其他操作？(Y/N): ");
        char c = getchar();  // 吸收換行
        c = getchar();
    } while(c == 'Y' || c == 'y');

    return 0;
}

錄入與持久化

// student.c 片段
void input_students() {
    system("clear");  // Linux/macOS; Windows 用 "cls"
    printf("學生信息錄入系統\n");
    printf("請輸入學生人數: ");
    scanf("%d", &student_count);

    Student *students = (Student*)malloc(student_count * sizeof(Student));
    if(!students) { printf("記憶體分配失敗！\n"); return; }

    printf("依次輸入: 學號 姓名 年齡 地址\n");
    for(int i = 0; i < student_count; i++) {
        scanf("%d %s %d %s", 
              &students[i].id, students[i].name, 
              &students[i].age, students[i].address);
    }
    save_to_file(students);
    free(students);
}

void save_to_file(Student *students) {
    FILE *fp = fopen("stud.dat", "ab");  // 追加模式
    if(!fp) { 
        fp = fopen("stud.dat", "wb");    // 首次創建
        if(!fp) { perror("文件創建失敗"); exit(1); }
    }
    for(int i = 0; i < student_count; i++)
        fwrite(&students[i], sizeof(Student), 1, fp);
    fclose(fp);
    printf("信息錄入完成！\n");
}

查詢與修改：讀取全文件到記憶體

void query_modify(int mode) {
    system("clear");
    FILE *fp = fopen("stud.dat", "rb");
    if(!fp) { printf("無數據文件\n"); return; }

    // 先計算記錄數
    Student tmp;
    int count = 0;
    while(fread(&tmp, sizeof(Student), 1, fp) == 1) count++;
    rewind(fp);

    Student *students = (Student*)malloc(count * sizeof(Student));
    for(int i = 0; i < count; i++)
        fread(&students[i], sizeof(Student), 1, fp);
    fclose(fp);

    print_students(students, count);

    if(mode == 1) modify_student(students, count);
    else free(students);
}

void modify_student(Student *students, int count) {
    int target_id;
    printf("輸入要修改的學號: ");
    scanf("%d", &target_id);

    for(int i = 0; i < count; i++) {
        if(students[i].id == target_id) {
            printf("輸入新信息: 學號 姓名 年齡 地址\n");
            scanf("%d %s %d %s",
                  &students[i].id, students[i].name,
                  &students[i].age, students[i].address);
            break;
        }
    }

    // 全量覆寫文件
    FILE *fp = fopen("stud.dat", "wb");
    for(int i = 0; i < count; i++)
        fwrite(&students[i], sizeof(Student), 1, fp);
    fclose(fp);
    free(students);
    printf("修改成功！\n");
}

關鍵技術點總結

技術點	實現方式	注意事項
動態記憶體	malloc/free 配對	檢查回傳值，用完即釋放
二進制文件	fread/fwrite 結構體	結構體無指標成員，固定大小
文件模式	"ab" 追加 / "wb" 覆寫 / "rb" 讀取	修改需全量覆寫
輸入緩衝	getchar() 吸收換行	scanf 留下換行干擾後續輸入
跨平台清屏	system("clear"/"cls")	教學用；生產用 ANSI 轉義序列