《C程序设计》课程设计指导书0104.docx
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《C程序设计》课程设计指导书0104
长春理工大学光电信息学院
《C程序设计》
课程设计指导书
信息工程分院计算机实验室
一、课程设计的目的
采用结构化程序设计方法，综合运用C语言的基本知识，尤其是数组、函数、指针及流程控制等，并补充课程中虽未涉及但实用中必要的其他内容，实现一个功能较为齐全的程序实例。
二、设计题目
学生成绩管理系统。
程序的主要功能如下：
1、按学号记录一个班M名学生N门课程的期末考试成绩；
2、逐一显示M个学生的有关数据；
3、实现查找、删除；
4、能统计出补考学生及其相应科目。
三、设计的方法步骤
1、自愿结合，每2～3名同学为一组，选组长一名。
2、由组长主持，全组一起消化理解整个程序的基本功能。
在此基础上，明确每一名同学所承担的具体模块（函数）。
3、尽可能独立地实现系统的功能（组内同学可一起讨论），确有困难，可参照本指导书中所附的示范案例。
4、应认真研读本指导书中示范案例中的思考题，为答辩做准备。
四、课程设计报告的内容
1、课程设计目的；
2、课程设计题目及主要功能；
3、程序中用到的主要数据结构及程序的总体功能框图；
4、所实现的模块（函数）功能及源程序；
5、所实现的模块（函数）中最能代表你设计水平的②算法框图；（可选）
6、程设计的心得体会。
（可选）
五、答辩要求
1、以组为单位答辩，答辩时应提供能运行的完整程序及课程设计报告（每人1份）。
2、组长概述程序的总体功能及总的设计思路后，逐个同学上机演示你本人承担的模块功能并回答老师的提问。
3、提问问题中除指导书上列出的思考题,还包括老师随时针对你的源代码、框图等以及设计中涉及到的基本知识所提出的问题。
附1：
设计参考案例
a）设计的基本思路
我们采用C语言，VC6.0集成开发环境，字符用户界面，结构化程序设计方法。
依据N.Wirth的著名公式：
程序=数据结构+算法
其中数据结构要解决两个问题：
表示一个学生的属性及M个学生的集合；算法则应实现程序的功能。
二、数据结构
用一个结构体类型表示一个学生的属性：
typedefstructstudent{
longnum;/*学号*/
charname[20];/*姓名*/
intscote[N];/*N门功课考试成绩*/
structstudent*next;/*为构成链表而设*/
}Student;
我们采用单链表表示M个学生的集合，这主要是为了熟悉链表的操作。
所以在Student类型中事先已设置了next域。
。
我们也可以采用结构体数组表示M个学生的集合（当然应去掉Student中的next域）。
三、系统的功能框图
四、系统各功能模块（函数）的实现
1、主模块（main（）函数）再任意选择两个模块书写
主模块的主要功能是反复显示菜单，根据用户的选项，调用相应的功能模块，直到用户选择退出。
参考程序如下：
#include"my.h"
charcourse[N][20];
voidmain（）
{
Student*head;
Student*p;
charch;
longnum;/*numberofstudents*/
inti;
clrscr（）;
printf（"\nEnter%dcoursenames:
\n",N）;
for（i=0;i{
fflush（stdin）;
gets（course[i]）;
}
p=（Student*）malloc（sizeof（Student））;
if（p==NULL）
{
printf（"\nMemoryallocationerror."）;
exit
（1）;
}
else
{
p->number=0;
p->next=NULL;
strcpy（p->name,"headnode"）;
for（i=0;ip->score[i]=0;
head=p;
}
do{
ch=menu（）;
switch（ch）
{
case'1':
input（head）;
break;
case'2':
display（head）;
printf（"\nEnteranykeytocontinue,please:
"）;
getche（）;
break;
case'3':
delete（head）;
printf（"\nEnteranykeytocontinue,please:
"）;
getche（）;
break;
case'4':
printf（"\nEnterthenumberofstudent:
"）;
scanf（"%ld",&num）;
p=search（head,num）;
if（p==NULL）
printf（"\n%ldnumberstudentisnotfound.",num）;
else
dispnode（p->next）;
printf（"\nEnteranykeytocontinue,please:
"）;
getche（）;
break;
case'5':
reexamine（head）;
printf（"\nEnteranykeytocontinue,please:
"）;
getche（）;
break;
case'6':
printf（"\nExittheprogramnow,bye_bye!
"）;
exit（0）;
break;
default:
printf（"\nYoushouldpress<1>---<6>"）;
if（ch=='\n'||ch=='\t'||ch==''）
printf（"\nchiswhitecharacter.\n"）;
else
printf（"\nch=%c\n",&ch）;
break;
}
}while
（1）;
}
_
思考题：
（1）main（）函数中的循环怎样才能结束？
（2）除了用do-while,还可用什么循环语句？
（3）head所指的空节点的num域可用于表示什么信息？
2、显示菜单模块
显示一个字符界面的菜单，返回代表用户选项的一个数字字符。
参考程序如下：
#include"my.h"
charmenu（）
{
charch;
inti;
clrscr（）;
printf（"\n\n\t1---Input\n"）;
printf（"\n\t2---Display\n"）;
printf（"\n\t3---delete\n"）;
printf（"\n\t4---Search\n"）;
printf（"\n\t5---Reexamine\n"）;
printf（"\n\n\t6---Exit\n"）;
printf（"\n\n\t\tEnteryourchoice:
"）;
fflush（stdin）;
ch=getche（）;
getche（）;/*waitfor*/
returnch;
}
思考题：
（1）你能自己设计一个更美观好用的字符用户界面吗？
（2）用单个字符代表用户的选项，如，I代表input,，则菜单程序应如何修改？
（3）函数中的fflush（）getche（）起什么作用？
3、录入模块
录入学生的数据，以学号从小到大的顺序插入到链表中。
如果链表中已存在该学生，则给出提示信息，不重复录入。
一次可录入0…n名学生数据，当输入学号为负时，结束录入。
参考程序如下：
#include"my.h"
externcharcourse[N][20];
voidinput（Student*h）
{
longnum;
Student*p,*q,*r;
inti,n=0;/*nisnumberofinsertedinonecalling*/
charch;
clrscr（）;
printf（"\nEnterdataforastudent:
\n"）;
printf（"\nNumber:
"）;
scanf（"%ld",&num）;
while（num>0）
{
p=search（h,num）;
if（p!
=NULL）
{
printf（"\n%ldnumberstudenthasbeenexisted.",num）;
printf（"\nReenternumberforastudent,please:
"）;
fflush（stdin）;
scanf（"%ld",&num）;
}
else
{
p=（Student*）malloc（sizeof（Student））;
if（p==NULL）
{
printf（"\nMemoryallocationerror."）;
exit
（1）;
}
else
{
n++;/*incrementsnumberofstudents*/
p->number=num;
printf（"\nName:
"）;
fflush（stdin）;
gets（p->name）;
printf（"\nEnter%dexaminescores:
",N）;
for（i=0;i{
printf（"\n%s:
\t",course[i]）;
scanf（"%d",&p->score[i]）;
}
}
r=h;
q=r->next;
while（q!
=NULL&&num>q->number）
{
r=q;
q=q->next;
}
r->next=p;
p->next=q;
clrscr（）;
printf（"\nEnterdataforastudent:
\n"）;
printf（"\nNumber:
"）;
scanf（"%ld",&num）;
}
}
h->number+=n;
printf（"\nThereare（is）%dstudent（s）were（was）inserted.",n）;
printf（"\nThereare（is）total%ldstudent（s）.",h->number）;
}
思考题：
（1）在录入模块中，为什么要调用查找模块？
（2）为什么在接收输入的学号时，另设一个变量num，而不直接使用p→num?
（定p指向新近成功申请的节点）
（3）插入新节点时，如何在原附加在表头，而与其它情况同样处理可以吗？
（4）在此模块内，表头指针所指的空的头节点起到了什么作用？
（5）在接收学生姓名时，用了库函数gets（name）;比运用scanf（"%s”,name）好处在哪儿？
（6）不调用search（）,代码应如何修改？
（7）果用程序保证每门课的成绩在[0，100]范围内，怎样实现？
4、查找模块
在给定的链表中查找给定学号的学生。
找到则返回给定节点前驱节点的指针，找不到返回null.
这里所以要返回前驱节点的指针，而不是待查节点的指针，原因在于删除模块想调用查找模块，插入节点时要用到待删节点的前驱节点的指针。
这是本查找模块与一般查找不同的一个创意。
参考程序如下：
#include"my.h"
Student*search（Student*h,longnum）
{Student*p,*q;
q=h;
p=h->next;
if（p==NULL）
returnNULL;
else
{
while（p!
=NULL&&p->number!
=num）
{
q=p;
p=p->next;
}
if（p!
=NULL&&p->number==num）
returnq;
else
returnNULL;
}
}
_
思考题：
（1）此search（）模块为何返回所查节点前驱的指针？
（2）如果不考虑插入的需要，本模块应如何修改？
5输出补考名单
遍历整个链表，输出需补考的学生名单及补考课目。
这一功能很有实际意义。
它是在遍历链表的基础上进行筛选。
附带求出全班的不及格率。
参考程序如下：
#include"my.h"
voidreexamine（Student*h）
{Student*p;
intpass;/*logicvar.*/
inti;
intnopass=0;/*numberofno-passstudent*/
clrscr（）;
if（h->number==0）
printf（"\nThereisnostudentinthelist."）;
else
{
p=h->next;
while（p!
=NULL）
{
pass=1;
for（i=0;i{
if（p->score[i]<60）
{
pass=0;
nopass++;
break;
}
}
if（pass==0）
{
dispnode（p）;
printf（"\nEnteranykeytocontinue,please:
"）;
getche（）;
}
p=p->next;
}
printf（"\n\nThere%stotal%ldstudent（s）",h->number>1?
"are":
"is",h->number）;
printf（"\nincluded%dstudent%cno-pass.",nopass,nopass>1?
's':
''）;
printf（"\nNo-passpercentageis%.2f%%.\n",（float）（nopass）/h->number*100）;
}
}
思考题：
（1）能设计一个更好的输出格式;
（2）int型变量pass的作用是什么？
while循环中为什么有pass=1;这条语句
7、显示模块遍历链表，逐个显示学生的数据。
此模块功能与输出补考名单类似，只是不必筛选，因此更简单一些。
参考程序如下：
#include"my.h"
voiddisplay（Student*h）
{
Student*p;
clrscr（）;
if（h->number==0）
printf（"\nThereisnostudentinthelist.\n"）;
else
{p=h->next;
while（p!
=NULL）
{
dispnode（p）;
printf（"\nEnteranytocontinue,please:
"）;
getche（）;
p=p->next;
};
}
{
intmany;/*indicatenumberofstudent>1?
*/
many=h->number>1;
printf（"There%s%ldstudent（s）",many?
"are":
"is",h->number）;
}
}
思考题：
（1）显示与输出补考名单模块有何相似之处？
（2）自己设计一个更好的输出格式。
6、删除模块：
由用户指定待删除学生的学号，调用search（）模块，若找到则删除，否则返回，一次只删除一个学生。
参考程序如下：
#include"my.h"
voiddelete（Student*h）
{Student*p,*q;
intnum;
charanswer;
clrscr（）;
printf（"\nEnternumberofthestudentbeingdeleted:
"）;
scanf（"%ld",&num）;
q=search（h,num）;
if（q!
=NULL）
{
p=q->next;
dispnode（p）;
printf（"\nDeletethestudent,areyousure?
（Y/N）:
"）;
fflush（stdin）;
answer=getche（）;
answer=tolower（answer）;
if（answer=='y'）
{
q->next=p->next;
free（p）;
h->number--;
}
else
{
printf（"\nYouchangeyouridea,bye_bye."）;
}
}
else
{
printf（"\nThestudenttobedeletedisnotfound."）;
}
}
思考题：
（1）如果想一次可删除多个学生，此模块的程序代码应怎样修改？
（2）free（p）;起什么作用？
（3）实际删除节点前，显示一下待删节点包含的信息，然后再次要求用户确认要删除此节点，你认为是否有必要？
程序如何实现的？
附2：
程序的调试：
一位著名的编程大师曾说过：
“程序就是10％的灵感和90％的调试。
所有的编程高手都是调试的能手。
调试可分单模块调试和多模块联调。
关于调试的基本原则和方法以后在《软件工程》等相关课程中会深入探讨，我们在在此仅就以上案例说说具体作法。
为了调试每个模块，首先要对该模块单独编译，以便让编译器为我们尽可能地发现语法方面的错误，然后加以改正，直至编译成功。
然后，我们需要编写一个main（）函数，调用该模块，以发现逻辑上的错误，并进一步分析对代码进行优化。
当可以正常执行后再仔细划分程序所能处理数据的各种情况，特别是边界上的数据，能否被正确处理；异常或错误的数据能否被程序所发现并剔除，例如，对menu（）函数，就须反复调用，以验证在多次调用时是否每次都能按预期的方式工作。
案例中的fflush（）就是在调试中发现问题后，通过查找资料而填加上的。
另外，各模块虽然相互独立，但逻辑上的有一定的先后次序。
建议调试次序先调menu（），search（）,input（）,然后调其它模块。
联调要建立项目文件（或称工程文件）。
具体操作方法是：
在TurboC2.0的集成开发环境下，用编辑器建一个一个项目文件，（.prj是必须的，文件名可选）内容如下：
main.c
menu.c
input.c
display.c
dispnode.c
search.c
delete.c
reexam.c
命名为student.prj然后在project下拉菜单,的PrjectName项下，注册上述项目文件名。
再接ctrl-F9菜单就自动对项目文件中所列的C源文件进行编译连接并加以执行了。
当然，在各模块正确通过编译后，联调还会产生一些错误，有些错误还比较隐蔽，需要耐心，细致地一一查找改正，这也是锻炼我们实际工作能力的好机会。
调试中要充分利用TurboC2.0集成开发环境提供的各种调试手段，如单步运行、设置断点、添加观察项等。
具体操作请参照教科书上的有关章节。
相信同学们经过艰苦努力，一定会有事前难以预想的收获。
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