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# BankManager
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Windows 命令行银行账户管理系统，使用 C 语言实现，支持账户管理、交易记录和基于 Merkle 树的数据完整性校验。
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## 构建
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```powershell
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gcc *.c -o bank.exe -ladvapi32
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```
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运行：`.\bank.exe`
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## 数据结构总览
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项目围绕 **4 个核心数据结构** 构建，它们共同决定了系统的存储、操作和校验能力：
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| 数据结构 | 定义位置 | 用途 |
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|----------|----------|------|
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| `STACCOUNT` | `bank.h:8-15` | 账户信息记录 |
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| `LogEntry` | `bank.h:55-62` | 单笔交易日志 |
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| `LogQueue` | `bank.h:64-69` | 交易日志的环形缓冲队列 |
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| `HashValue` | `bank.h:87-89` | SHA-256 哈希值（Merkle 树节点） |
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## 1. STACCOUNT — 账户信息
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```c
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#define MAX_ACCOUNTS 50
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#define NAME_LEN 31
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typedef struct strAccount {
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int id; // 唯一账户 ID
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char name[NAME_LEN]; // 户名（最长 30 字符）
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double balance; // 账户余额
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int password; // 6 位数字密码 (100000–999999)
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int quanxian; // 权限级别: 0=访客, 1=管理员, 2=普通用户
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} STACCOUNT;
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```
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### 全局实例
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```c
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STACCOUNT g_astAccounts[MAX_ACCOUNTS]; // bank.c:6 — 固定 50 槽位数组
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int g_iAccCount; // bank.c:8 — 当前有效账户数量
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```
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### 设计要点
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- **固定容量**：最多 50 个账户，由 `MAX_ACCOUNTS` 宏控制。
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- **删除策略**：删除账户时将其槽位**全部置零**（`memset`），而非移动元素。`LoadData` 通过统计 `id != 0` 的槽位重新计算 `g_iAccCount`。
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- **管理员硬编码**：id=1000, password=123456，`InitAdminAccount()` 每次启动都会强制覆盖第一个槽位（`account.c:18-22`）。
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- **内存布局**：`sizeof(STACCOUNT)` = 4 + 31 + 3(padding) + 8 + 4 + 4 = 54 字节（假设 64 位, 对齐后 56）。
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## 2. LogEntry — 交易日志条目
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```c
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typedef struct {
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int account_id; // 关联的账户 ID
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char type[10]; // 操作类型: "Deposit" 或 "Withdraw"
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double amount; // 交易金额
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double balance; // 交易后余额
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char timestamp[20]; // 时间戳 (格式: YYYY-MM-DD HH:MM:SS)
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char location[50]; // 地点信息 (固定 "宇宙总行")
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} LogEntry;
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```
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### 数据来源
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- `type`、`amount`、`balance` 由 `Deposit()` / `Withdraw()` 填充。
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- `timestamp` 由 `EnqueueLog()` 调用时通过 `time()` + `localtime()` 生成。
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- `location` 在 `log.c:55` 硬编码为 `"宇宙总行"`。
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- **不可变**：一旦入队，LogEntry 不再被修改（除非被环形队列覆盖）。
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## 3. LogQueue — 环形缓冲队列
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```c
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#define MAX_LOGS 100
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typedef struct {
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LogEntry logs[MAX_LOGS]; // 固定 100 条日志存储
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int front; // 队头指针（最旧记录）
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int rear; // 队尾指针（下一插入位）
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} LogQueue;
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```
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### 全局实例
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```c
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LogQueue g_logQueue; // bank.c:5
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```
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### 工作原理
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```
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初始状态: front = 0, rear = 0
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入队 3 条: front = 0, rear = 3, 有效记录: [0, 1, 2]
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入队 100 条后继续入队: front = 1, rear = 0, 有效记录: [1..99, 0]（循环覆盖）
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```
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- **满判断**：`(rear + 1) % MAX_LOGS == front` — 始终保留一个空位以区分满/空。
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- **空判断**：`front == rear`。
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- **容量上限**：`MAX_LOGS - 1 = 99` 条有效记录。
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- **溢出行为**：当队列满时，`EnqueueLog()` 静默覆盖最旧记录，并同步更新 Merkle 根。
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- **遍历逻辑**：`ShowTransactionLogs()` 从 `front` 到 `(rear - 1) % MAX_LOGS` 依次输出。
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### 持久化
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整个 `LogQueue` 结构体以二进制形式写入 `log.dat`：
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文件大小 = sizeof(LogQueue) = 100 * sizeof(LogEntry) + 2 * sizeof(int)
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≈ 100 * 96 + 8 = 9608 字节
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```
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## 4. HashValue — SHA-256 哈希值
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```c
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#define HASH_SIZE 32
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typedef struct {
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unsigned char data[HASH_SIZE]; // 32 字节 RAW SHA-256 摘要
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} HashValue;
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```
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### 全局实例
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```c
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HashValue g_merkleRoot; // merkle.c:8 — 所有日志的 Merkle 树根哈希
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### 依赖
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- 使用 **Windows CryptoAPI** (`wincrypt.h`) 计算 SHA-256。
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- 编译时需链接 `-ladvapi32`。
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### Merkle 树构建流程 (`BuildMerkleTree`)
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1. 读取 `g_logQueue` 中的所有有效日志条目（从 `front` 到 `rear`）。
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2. 对每条 `LogEntry` 调用 `HashLogEntry()`，生成 **leaf hashes**（叶子节点）。
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3. 将所有叶子哈希存储在**动态分配的 `HashValue* leaves` 数组**中（堆内存，使用后释放）。
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4. 自底向上两两哈希合并，直到产生唯一的根哈希 → `g_merkleRoot`。
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5. 持久化到 `merkle.dat`（32 字节固定大小）。
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```
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日志条目: [E1] [E2] [E3] [E4] [E5]
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│ │ │ │ │
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叶子哈希: [H1] [H2] [H3] [H4] [H5]
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│ │ │ │ │
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中间层: [H12] [H34] H5
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│ │ │
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顶层: [ H1234 ] H5
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│ │
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Merkle根: [ H12345 ] → g_merkleRoot
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```
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## 数据流与文件布局
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┌──────────┐ 二进制块 (50 × sizeof(STACCOUNT)) ┌──────────┐
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│ bank.dat │ ◄──────────────────────────────────► │ accounts │
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│ 2700 B │ │ 内存数组 │
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└──────────┘ └────┬─────┘
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│
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┌──────────┐ sizeof(LogQueue) 二进制块 ┌────────────┐ │
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│ log.dat │ ◄──────────────────────────► │ logQueue │◄┘
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│ ≈9608 B │ │ 环形队列 │ 交易操作
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└──────────┘ └──┬─────────┘ 触发日志
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│
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┌──────────┐ 32 字节固定块 │ BuildMerkleTree()
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│merkle.dat│ ◄───────────────── g_merkleRoot│
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│ 32 B │ │
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└──────────┘ │
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▲ │
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└────────── VerifyMerkleTree() ──────┘
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```
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### 文件一览
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| 文件 | 大小 | 格式 | 内容 |
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| `bank.dat` | 2700+ B | 二进制 | 50 个 `STACCOUNT` 连续存储 |
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| `log.dat` | ~9608 B | 二进制 | 完整 `LogQueue` 结构体 |
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| `merkle.dat` | 32 B | 二进制 | Merkle 根哈希 |
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## 辅助数据结构
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### KMP 部分匹配表（`log.c:111`）
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```c
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int* lps = (int*)malloc(M * sizeof(int)); // 动态分配，搜索后释放
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用于在日志中执行模式搜索（`SearchLogs` → `KMPSearch`），支持任意字符串模式匹配，而非简单的 `strstr`。
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### 全局状态变量
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| 变量 | 类型 | 位置 | 说明 |
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| `quanxian` | `int` | `bank.c:9` | 当前会话权限：0=未登录, 1=管理员, 2=用户, -2=退出 |
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| `user_id` | `int` | `bank.c:10` | 当前登录用户 ID |
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| `g_iAccCount` | `int` | `bank.c:8` | 有效账户数（不含已删除的空槽） |
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## 已知限制
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- **Windows 独占**：依赖 `<io.h>` 和 Windows CryptoAPI，无法在 POSIX 系统编译。
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- **固定容量**：账户 50 个，日志 99 条有效记录，超出后日志自动覆盖。
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- **明文密码**：密码以 `int` 类型存储，无哈希保护。
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- **管理员硬编码**：每次启动强制重置，不支持持久化管理员的密码修改。
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- **单用户会话**：`quanxian` 和 `user_id` 是全局变量，不支持多用户并发。
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