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# 基于C语言实现一个社交系统
# 设计过程
## 设计构想
Project 的基本要求是实现一个社交系统，使其能够进行基本的消息发布，信息共享，好友关注等功能。针对后台的操作，希望设计针对用户名的开放链表法的哈希索引，消息则使用链表实现，关注关系以有向图的十字链表存储。至于前台的设计，希望以一个界面类，实现全部的前台指令操作。在设计的时候，应当以功能为导向，为界面类提供应有的接口，以保证代码的正常运作。
文件存储的设想：
- 尽可能减少内存的使用量，使用文件操作
- 修改用户信息不需要修改索引值，以达到代码量的减少
- 多索引，保证条件搜索的速度
- 可变信息与长度不可变的信息分开存储，以实现叠加式地文件内容增长，而非重写
数据结构的设想：
- 尽可能实现不修改索引的情况下实现数据文件的修改
- 尽可能选用合适的数据结构，不同情况下使用的数据结构考虑实现为模板方式
对于程序的设想就是这样，在写程序的时候也一直尽量以之作为纲领。
## 文件存储
因为要保证用户的信息在程序结束后不消失，所以需要将其保存在文件中。我将用户的所有内容分为三类：长度不变的个人信息（如电话，等等），用户发布的信息，以及关注信息。所有的文件都是以二进制存储。用户的所有关于个人的信息都存储在 info 中，用户发布的，消息在 meg 中，而关注在 like 中。他们的组织形式如 Figure 1 所示。
还有关于索引的存储，由于程序要求实现关于个人信息的各个条目的搜索，所以关于每一种信息的索引都单独存放。index 中存放的是用户名哈希索引，index_name 存放的是用户姓名索引，index_bir 是生日索引，index_tele 是电话索引，index_add 是地址索引。
## 前台设计
程序的前台功能都是在 Interface 类中实现的，Interface 同时也是连结前台后台的主要类。同时为了测试模式，Interface 也提供了测试接口。详细接口如图 Figure 2，具体见。
## 数据结构
### 前台-字典树
本来是打算实现前缀搜索的功能的，后因时间紧迫，无奈放弃。不过在字典序输出关注列表时可以用到字典树，因此就保留了此数据结构。
在整个程序中，只有在前台显示列表的时候使用到了该数据结构，所以用处不是很大，就作为一个尝试吧。
### 后台-哈希表（模板实现）
在程序的后台操作中，出于各种考虑，最终选择了链表寻址式哈希表作为索引的数据结构。主要的信息都是以字符串的方式存储，因此哈希的函数是针对字符串设计的，采用了 BKDRHash 方法，哈希表共有 H 项，H 为宏定义，大小可改动，解决冲突的方法是拓展链表法。考虑到系统要求的查找操作不只针对用户名，因此哈希表以模板类的方式实现，接口如 Figure 3 所示，详细接口见。
数据结构在第一次启动时，会建立哈希表项的空内容，之后会在索引文件中插入新的内容，在加入元素的时候会将其保存至硬盘中，以保证内存与硬盘内容的统一。在程序运行的过程中，数据结构始终不会被读入内存，索引项的寻址等操作大部分都是建立在文件操作的基础上。由于在实现的设想中，修改都是在数据文件中进行，而哈希索引只是存放指向数据文件的指针，因此是不会被修改，因此没有实现关于索引修改的接口，而对于信息修改导致的修改，采取的是先删除再插入的方法。
索引的格式如下所示，key 值是索引值，而 pointer 则指向索引值所在文件的位置，是一个文件指针。只要知道索引的键值，可以将其在文件中的位置找到，如果保证索引与数据的同步性，就可以大大提高遍历的效率，这也是本次 project 最有难度的地方吧。
| Key1 | Pointer1 |
| --- | --- |
| Key2 | Pointer2 |
| … | … |
至于存储格式的设置，首先索引是有其键值以及指向 info 中对应信息所在位置的指针，而存储还需要保存一个指向下一个哈希索引节点的指针。即如下所示，Saveform 是由索引和指针构成，指针指向链表的下一个节点，依靠此建立了哈希链表。
| RecordNode1 | PointerToNext1 |
| --- | --- |
| RecordNode2 | PointerToNext2 |
| … | … |
在每次插入新索引时，原本链表的最后一个节点会将 PointerToNext 指向新建立的索引结点，从而形成新的索引。这样就完完全全在文件中构建起了一个链表拓展法的哈希索引，提高了搜索的效率。
### 后台-有向图十字链表
程序要求可以查看用户的关注以及关注用户的用户，因此选用有向图作为存储关注关系的数据结构，而十字链表是比较好的存储方式，因为其可以以链表的方式同时查看用户的关注以及关注用户的用户。该有向图也是常驻硬盘的。接口如图 Figure 5 所示，详细见。
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2023-01-16
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基于C语言实现一个社交系统【100010429】 （343个子文件） 
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