【小白到大牛之路11】交換機後臺管理之端口管理的優化

項目需求

項目10中的使用port1,port2,port3,port4,prot5，以及set_port1, set_port2, set_port3, set_port4, set_port5來管理5個端口。代碼臃腫、重複，不便於維護。

解決方案：
使用結構體數組。

項目實現

修改部分：


//定義了5個端口變量
//struct port port1;
//struct port port2;
//struct port port3;
//struct port port4;
//struct port port5;

void show_port(struct port port) {
    printf("名稱[%s]\t狀態[%s]\tIP[%-15s]\t類型[%s]\n", 
        port.name,
        port.status == 0 ? "禁用":"激活",
        port.ip,
        port.type);
}

void show_ports(struct port ports[]) {
    system("cls");
    printf("---端口狀態---\n");
    /*
    printf("PORT1:\t");
    show_port(port1);

    printf("PORT2:\t");
    show_port(port2);

    printf("PORT3:\t");
    show_port(port3);

    printf("PORT4:\t");
    show_port(port4);
    */
    int n;
    for (n=0; n<5; n++) {
        printf("PORT%d:\t", n+1);
        show_port(ports[n]); //傳遞端口結構體的值
    }

    system("pause");
}

void set_port1(void) {
void set_port(struct port ports[], int num) {
    system("cls");
    printf("---設置PORT1端口---\n");

    printf("請輸入端口名稱: ");
    scanf("%s", ports[num].name);

    printf("請輸入端口的狀態：[0:禁止] [1:激活] ");
    scanf("%d", &ports[num].status);

    printf("請輸入端口的類型：[LAN 或 WAN] ");
    scanf("%s", ports[num].type);

    printf("請輸入端口的IP地址: ");
    scanf("%s", ports[num].ip);

    system("pause");
}

void set_port2(void) {
    system("cls");
    printf("---設置PORT2端口---\n");

    printf("請輸入端口名稱: ");
    scanf("%s", port2.name);

    printf("請輸入端口的狀態：[0:禁止] [1:激活] ");
    scanf("%d", &port2.status);

    printf("請輸入端口的類型：[LAN 或 WAN] ");
    scanf("%s", port2.type);

    printf("請輸入端口的IP地址: ");
    scanf("%s", port2.ip);
}

void set_port3(void) {
    system("cls");
    printf("---設置PORT3端口---\n");

    printf("請輸入端口名稱: ");
    scanf("%s", port3.name);

    printf("請輸入端口的狀態：[0:禁止] [1:激活] ");
    scanf("%d", &port3.status);

    printf("請輸入端口的類型：[LAN 或 WAN] ");
    scanf("%s", port3.type);

    printf("請輸入端口的IP地址: ");
    scanf("%s", port3.ip);
}

void set_port4(void) {
    system("cls");
    printf("---設置PORT4端口---\n");

    printf("請輸入端口名稱: ");
    scanf("%s", port4.name);

    printf("請輸入端口的狀態：[0:禁止] [1:激活] ");
    scanf("%d", &port4.status);

    printf("請輸入端口的類型：[LAN 或 WAN] ");
    scanf("%s", port4.type);

    printf("請輸入端口的IP地址: ");
    scanf("%s", port4.ip);
}

void set_port5(void) {
    system("cls");
    printf("---設置PORT5端口---\n");

    printf("請輸入端口名稱: ");
    scanf("%s", port5.name);

    printf("請輸入端口的狀態：[0:禁止] [1:激活] ");
    scanf("%d", &port5.status);

    printf("請輸入端口的類型：[LAN 或 WAN] ");
    scanf("%s", port5.type);

    printf("請輸入端口的IP地址: ");
    scanf("%s", port5.ip);
}

void set_ports(struct port ports[]) {
    char n;

    while(1) {
        system("cls");
        printf("---端口設置---\n");
        printf("1. PORT1\n");
        printf("2. PORT2\n");
        printf("3. PORT3\n");
        printf("4. PORT4\n");
        printf("5. PORT5\n");
        printf("6. 返回\n");
        printf("請選擇: ");

        fflush(stdin);
        scanf("%c", &n);

        switch (n) {
        case '1':
            set_port1();
            break;
        case '2':
            set_port2();
            break;
        case '3':
            set_port3();
            break;
        case '4':
            set_port4();
            break;
        case '5':
            set_port5();
            break;
        case '6':
            return;
        default:
            input_error();
            break;
        } 
        if (n >= '1' && n <= '5') {
            int num = n - '1';
            set_port(ports, num);
        } else if (n == '6') {
            return;
        } else {
            input_error();
        }
    }

}

void port_admin(struct port ports[]) {
    char n;

    while(1) {
        system("cls");
        printf("1. 查看端口\n");
        printf("2. 設置端口\n");
        printf("3. 返回主菜單\n");
        printf("請選擇: ");

        fflush(stdin);
        scanf("%c", &n);
        if (n == '1') {
            show_ports(ports);
        } else if (n == '2') {
            set_ports(ports);
        } else if (n == '3') {
            break;
        } else {
            input_error();
        } 
    }
}

int main(void) {
    char n; //用戶選擇的菜單編號
    struct port ports[5];

    init(); //初始化
    login(); //登錄

    while (1) {
        show_memu();

        fflush(stdin);
        scanf("%c", &n);
        switch (n) {
        case '1':
            create_user();
            break;
        case '2':
            ip_admin(); 
            break;
        case '3':
            logout();
            break;
        case '4':
            port_admin(ports);
            break;
        default:
            input_error();
            break;
        }
    }

    return 0;
}

完整代碼

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

FILE *file; 

struct port {
    char name[16];
    int  status; //1: 激活  0：禁用
    char ip[16]; 
    char type[4]; //端口類型 LAN  WAN
};

//定義了5個端口變量
//struct port port1;
//struct port port2;
//struct port port3;
//struct port port4;
//struct port port5;

void init(void) {
    //打開文件
    file = fopen("users.txt", "r");   
    if (!file) {   //等效於 file == NULL  
        printf("文件打開失敗");
        //return 1;
        exit(1);
    }
}

void login(void) {
    char name[32];
    char password[16];
    char line[128];
    char name_tmp[32];
    char password_tmp[16];
    char *ret;

    //輸入用戶名和密碼
    while (1) {
        system("cls");

        // 輸入用戶名和密碼
        printf("請輸入用戶名：");
        scanf("%s", name);
        printf("請輸入密碼：");
        scanf("%s", password);

        //從文件中讀取賬號，並進行判斷！
        while (1) {
            //讀一行
            ret = fgets(line, sizeof(line), file); //line:  "admin 123456\n"
            if (!ret) {
                break;
            }           
            sscanf(line, "%s %s", name_tmp, password_tmp);
            if (!strcmp(name, name_tmp) && !strcmp(password, password_tmp)) {
                break;
            }
        }

        if (ret) {  //用戶名和密碼匹配成功
            break;
        } else {
            printf("用戶名或密碼錯誤!\n");  
            system("pause");
            system("cls");

            fseek(file, 0, SEEK_SET); //把文件內部的位置指針設置到文件頭
        }
    }
}

void create_user(void) {
    system("cls");
    printf("\n\n---創建賬號---\n\n");
    printf("待實現...\n\n");
    printf("\n\n按任意鍵返回主菜單");
    fflush(stdin);
    getchar();
}

void ip_admin(void) {
    system("cls");
    printf("\n\n---IP管理---\n\n");
    printf("待實現...\n\n");
    printf("\n\n按任意鍵返回主菜單");
    fflush(stdin);
    getchar();
}

void logout(void) {
    system("cls");
    fclose(file);
    exit(0);
}

void input_error(void) {
    system("cls");
    printf("\n\n輸入錯誤！\n\n");
    printf("\n\n按任意鍵後，請重新輸入\n\n");
    fflush(stdin);
    getchar();
}

void show_memu(void) {
    system("cls");
    // 打印功能菜單
    printf("---交換機後臺管理---\n");
    printf("1. 創建賬號\n");
    printf("2. IP管理\n");
    printf("3. 退出\n");
    printf("4. 端口管理\n");
    printf("請選擇: ");
}

void show_port(struct port port) {
    printf("名稱[%s]\t狀態[%s]\tIP[%-15s]\t類型[%s]\n", 
        port.name,
        port.status == 0 ? "禁用":"激活",
        port.ip,
        port.type);
}

void show_ports(struct port ports[]) {
    system("cls");
    printf("---端口狀態---\n");
    /*
    printf("PORT1:\t");
    show_port(port1);

    printf("PORT2:\t");
    show_port(port2);

    printf("PORT3:\t");
    show_port(port3);

    printf("PORT4:\t");
    show_port(port4);
    */
    int n;
    for (n=0; n<5; n++) {
        printf("PORT%d:\t", n+1);
        show_port(ports[n]); //傳遞端口結構體的值
    }

    system("pause");
}

//void set_port1(void) {
void set_port(struct port ports[], int num) {
    system("cls");
    printf("---設置PORT1端口---\n");

    printf("請輸入端口名稱: ");
    scanf("%s", ports[num].name);

    printf("請輸入端口的狀態：[0:禁止] [1:激活] ");
    scanf("%d", &ports[num].status);

    printf("請輸入端口的類型：[LAN 或 WAN] ");
    scanf("%s", ports[num].type);

    printf("請輸入端口的IP地址: ");
    scanf("%s", ports[num].ip);

    system("pause");
}

void set_ports(struct port ports[]) {
    char n;

    while(1) {
        system("cls");
        printf("---端口設置---\n");
        printf("1. PORT1\n");
        printf("2. PORT2\n");
        printf("3. PORT3\n");
        printf("4. PORT4\n");
        printf("5. PORT5\n");
        printf("6. 返回\n");
        printf("請選擇: ");

        fflush(stdin);
        scanf("%c", &n);
        /*
        switch (n) {
        case '1':
            set_port1();
            break;
        case '2':
            set_port2();
            break;
        case '3':
            set_port3();
            break;
        case '4':
            set_port4();
            break;
        case '5':
            set_port5();
            break;
        case '6':
            return;
        default:
            input_error();
            break;
        } 
        */
        if (n >= '1' && n <= '5') {
            int num = n - '1';
            set_port(ports, num);
        } else if (n == '6') {
            return;
        } else {
            input_error();
        }
    }

}

void port_admin(struct port ports[]) {
    char n;

    while(1) {
        system("cls");
        printf("1. 查看端口\n");
        printf("2. 設置端口\n");
        printf("3. 返回主菜單\n");
        printf("請選擇: ");

        fflush(stdin);
        scanf("%c", &n);
        if (n == '1') {
            show_ports(ports);
        } else if (n == '2') {
            set_ports(ports);
        } else if (n == '3') {
            break;
        } else {
            input_error();
        } 
    }
}

int main(void) {
    char n; //用戶選擇的菜單編號
    struct port ports[5];

    init(); //初始化
    login(); //登錄

    while (1) {
        show_memu();

        fflush(stdin);
        scanf("%c", &n);
        switch (n) {
        case '1':
            create_user();
            break;
        case '2':
            ip_admin(); 
            break;
        case '3':
            logout();
            break;
        case '4':
            port_admin(ports);
            break;
        default:
            input_error();
            break;
        }
    }

    return 0;
}

項目精講

1.爲什麼要使用數組

使用場合：
需要保存很多同類型的數據，而且這些數據有嚴格的順序。

數組的存儲方式：
按地址遞增的方向，依次存儲。

2.數組的定義

數組的定義
請複習項目四

數組的初始化
請複習項目四

結構體數組的定義和初始化

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

struct position {
    int x;
    int y;
};

int main (void){
    struct position ps[10] = {
        {10,20}, {20,30}, {.x=50, .y=80}, 
    };

    for (int i=0; i<10; i++) {
        printf("x=%d, y=%d\n", ps[i].x, ps[i].y);
    }

    return 0;
}

3.變長數組(VLA)

demo1

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int x;
    int buff[x];  
//程序運行時，很可能崩潰！因爲x的值此時是不確定的，很可能是一個很大的數。

    printf("x=");
    scanf("%d", &x);

    printf("%d\n", sizeof(buff));

    return 0;
}

demo2

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int x;
    int buff[x];  
//程序運行時，很可能崩潰！因爲x的值此時是不確定的，很可能是一個很大的數。

    printf("x=");
    scanf("%d", &x);

    printf("%d\n", sizeof(buff));

    return 0;
}

在全局變量中，不能使用變長數組。

4. 二維數組

二維數組的使用場合

每個班有50名學生
學校一共有20個班級
每個學生可用結構來表示

另外：數學計算中的矩陣也常常使用二維數組。

二維數組的定義

#include <stdio.h>

int main(void) {
    //3年2班，有5名同學
    //每個同學有3門課程
    //現在需要定義一個數組，來表示這些成績。
    //相當於： 有5行，3列（每行有3個）
    //     [行數][列數]
    int score[5][3]; 
}

二維數組的存儲方式（以行序爲主序）
把第一行存儲完之後，再存儲第二行......
逐行存儲！
二維數組的初始化

#include <stdio.h>

int main(void) {
    //方式1   
    /*
    int  score[5][3] = {
            60,61,62,  //socre[0] 依次爲： score[0][0], score[0][1], score[0][2]
            63,64,65,
            66,67,68,
            69,70,71,
            72,73,74 };
    */

    //方式2
    /*
    int  score[5][3] = {
        {60,61,62},
        {63,64,65},
        {66,67,68}
    };
    */

    //方式3
    int score[5][3] = {
        [1] = {63, 64, 65},
        [0] = {60, 61, 62}
    };

    //打印整個數組
    for (int i=0; i<5; i++) {
        for (int j=0; j<3; j++) {
            printf("%d\t", score[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

二維數組的使用
1.不能對二維數組的數組名，直接設置值
int a[3][2] = {1,2,3};
int b[3][2];
b = a; ///error
b[0] = {1,2}; //error
b[0][1] = 9; //正確！

2.char類型的二維數組，可以存儲多個字符串

char data[3][16];    

    printf("Please input your name: ");
    scanf("%s", data[0]);
    printf("name=%s\n", data[0]);

    printf("Please input your telephone: ");
    scanf("%s", data[1]);
    printf("Tel=%s\n", data[1]);

5.多維數組

補充：二維數組的初始化

char data[][4] = {1,2,3,4,5,6};
    printf("%d", sizeof(data));   //8

    char data2[4][] = {1,2,3,4,5,6};  //error!

多維數組的使用場合
1）3D處理
2）圖像處理
char pic[800][600][3];

多維數組的定義、初始化、使用
demo

#include <stdio.h>

int main(void) {
     //data[0][0][0], data[0][0][1], data[0][1][0]
    int data[2][3][2] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
    int data2[2][3][2] = {
        {      //data2[0]
         {1,2},
         {3,4},
         {5,6}
        },
        {      //data2[1]
         {7,8},
         {9,10},
         {11,12}
        },   
    };

    for (int i=0; i<2; i++) {
        for (int j=0; j < 3; j++) {
            for (int k=0; k<2; k++) {
                printf("data2[%d][%d][%d] = %d\n", i, j, k, data2[i][j][k]);
            }
        }
    }

    return 0;
}

6.數組作爲函數的參數

demo.

#include <stdio.h>

/*
 某班有10名學生
 每個學生有一個考試成績

 1. 定義一個函數，計算平均成績
 2. 定義一個函數，如果某個成績低於60分，就增加5分。
 */

 float average(int data[]) {
     float s = 0;

     for (int i=0; i<10; i++) {
         s += data[i];
     }

     s = s / 10;

     printf("size=%d\n",  sizeof(data));
     return s;
 }

 float add_score(int n, int data[n]) {
     for (int i=0; i<n; i++) {
         if (data[i] < 60) {
             data[i] += 5;
         }
     }
 }

 int main(void) {
     int scores[10] = {80, 70, 55, 40, 30, 38, 95, 85, 77, 61};
     printf("平均成績是：%.2f\n", average(scores));

     add_score(10, scores);

     for (int i=0; i<10; i++) {
        printf("%d\t", scores[i]);
     }

     printf("\n");
     return 0;
 }

項目練習

練習1

獨立實現項目11

練習2

有4名學員，每個學員有3門課程。
要求輸入這4名學員的所有成績，並分別計算每個課程平均成績，和所有課程的平均成績。
提示：要求用二維數組保存成績。

練習3

定義一個函數，實現方陣的逆轉。

原理分析：

參考：

#include <stdio.h>

void reverse(int n, int data[n][n]) {
    int tmp;

    for (int i=0; i<n-1; i++) {
        for (int j=i+1; j<n; j++) {
            //data[i][j] 和 data[j][i]互換
            tmp = data[i][j];
            data[i][j] = data[j][i];
            data[j][i] = tmp;   
        }   
    }
}

void show(int n, int data[n][n]) {
    for (int i=0; i<n; i++) {
        for (int j=0; j<n; j++) {
            printf("%d\t", data[i][j]);
        }
        printf("\n\n");
    }
}

int main(void) {
    int buff[5][5];
    int val = 100;

    //設置數組buff的值
    for (int i=0; i<5; i++) {
        for (int j=0; j<5; j++) {
            buff[i][j] = val++;
        }
    }

    printf("逆轉之前：\n");
    show(5, buff);
        reverse(5, buff);

    printf("\n逆轉之後:\n");
    show(5, buff);

    return 0;
}

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項目需求

項目實現

項目精講

1.爲什麼要使用數組

2.數組的定義

3.變長數組(VLA)

4. 二維數組

二維數組的使用場合

5.多維數組

6.數組作爲函數的參數

項目練習

練習1

練習2

練習3

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