学生成绩管理系统 c语言报告.docx
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学生成绩管理系统c语言报告
学生成绩管理系统
本题目设计目的是训练学生的基本编程能力，了解管理信息系统的开发流程，熟悉C语言的文件和单链表的各种基本操作。
本程序中涉及结构体、单链表、文件等方面的知识。
通过本程序的训练，使学生能对C语言的文件操作有一个更深刻的了解，掌握利用单链表存储结构实现对学生成绩管理的原理，为进一步开发出高质量的管理信息系统打下坚实的基础。
1、问题定义
创建一个学生成绩管理系统。
假设系统中每个学生记录只包括学号、姓名、数学成绩、英语成绩、C语言成绩、总分、平均分、名次等信息。
程序的运行效果如下图所示，选择任意菜单后，实现相应功能。
图1.1学生成绩管理系统功能需求
在问题定义阶段要考虑题目的可行性和需求分析，接下来进入开发阶段，完成系统设计和系统实现的任务。
2、系统设计
2．1总体设计
采用模块化的程序设计方法，即将较大的任务按照一定的原则分为一个个较小的任务，然后分别设计各个小任务。
需要注意的是划分出来的模块应该相对独立但又相关，且容易理解。
可以用模块化层次结构图（即模块图）来分析其任务的划分，一般从上到下进行，最上面一层是主模块，下面各层是其上一层模块的逐步细化描述。
本成绩管理系统要求采用单链表实现，如图2.1所示，它由如下五大功能模块组成：
●输入记录模块。
完成将数据存入单链表的工作。
记录可以从以二进制形式存储的数据文件中读入，也可从键盘逐个输入学生记录。
学生记录由学生的基本信息和成绩信息字段构成。
当从数据文件中读入记录时，也就是把在以记录为单位存储的数据文件中，将记录逐条复制到单链表中。
●查询记录模块。
完成在单链表中查找满足相关条件的学生记录。
在此成绩管理系统中，用户可以按照学生的学号或姓名在单链表中进行查找。
若找到该学生的记录，则返回指向该学生的记录的指针。
否则返回一个值为NULL的空指针，并打印出未找到该学生记录的提示信息。
●更新记录模块。
完成对学生记录的维护。
在此成绩管理系统中，它实现了对学生记录的修改、删除、插入和排序操作，并将修改后的数据存入源数据文件。
●统计记录模块。
完成对各门功课最高分和不及格人数的统计。
●输出记录模块。
一是实现对学生记录的存盘，即将记录写入数据文件中；二是实现将记录信息以表格的形式在屏幕上打印出来。
2．2详细设计
2.2.1数据结构设计
●学生成绩信息结构体
structstudent
{
charnum[10];/*学号*/
charname[15];/*姓名*/
intcgrade;/*C语言成绩*/
intmgrade;/*数学成绩*/
integrade;/*英语成绩*/
inttotal;/*总分*/
floatave;/*平均分*/
intmingci;/*名次*/
};
结构体structstudent将用于存储学生的基本信息，它将作为单链表的数据域。
为了简化程序，只取了3门成绩。
●单链表node结构体
typedefstructnode
{
structstudentdata;/*数据域*/
structnode*next;/*指针域*/
}Node,*Link;
这样就定义了一个单链表的结构，data为structstudent结构类型的数据，作为单链表结构中的数据域，next为单链表中的指针域，用来存储其直接节点的地址。
2.2.2主控main（）函数执行流程
判断键值，调用相应函数，
完成相应功能
开始
以可读写的方式打开一个数据文件
将此文件的内容读出，
并存入一个新的单链表中
调用menu（）菜单函数
进入while
（1）主循环
输入[0～9]中的一个数值，
选择相应操作
调用函数Save（），
进行写数据文件操作
结束
输入是否为0？
是否已对修改进行了存盘
是
是
否
否
图2.2主控函数执行流程图
本成绩管理系统执行主流程如图2.2所示。
它先以可读写的方式打开数据文件，此文件默认为“D:
\student”，若该文件不存在，则新建此文件。
当打开文件操作成功后，从文件中一次读出一条记录，添加到新建的单薄链表中，然后执行显示主菜单和进入主循环操作，进行按键判断。
在判断键值时，有效的输入为本0至9之间的任意数值，其他输入都被视为错误按键。
若输入为0（即变量select=0），它会继续判断，如果对记录进行过更新操作，那么是否已经保存过新的数据，若没有，则全局变量saveflage=1，系统会提示用户是否需要进行数据存盘操作，用户输入Y或y，系统会自动进行存盘操作后再执行退出成绩管理系统的操作。
若选择1，则调用Add（）函数，执行增加学生记录操作；若选择2，则调用Del（）函数，执行删除学生记录操作；若选择3，则调用Qur（）函数，执行查询学生记录操作；若选择4，则调用Modify（）函数，执行修改学生记录操作；若选择5，则调用Insert（）函数，执行插入学生记录操作；若选择6，则调用Tongji（）函数，执行统计学生记录操作；若选择7，则调用Sort（）函数，执行按降序排序学生记录操作；若选择8，则调用Save（）函数，执行将学生记录存入数据文件的操作；若选择9，则调用Disp（）函数，执行将学生记录以表格形式打印输出至屏幕的操作；若输入为0～9之外的值，则调用Wrong（）函数，给出按键错误的提示。
2.2.3输入记录模块
输入记录模块主要实现将数据存入单链表中。
当从数据文件中读出记录时，调用fread（p,sizeof（Node）,1,fp）文件读取函数，执行一次从文件中读取一条学生成绩记录信息存入指针变量p所指的节点中的操作，并且该操作在main（）函数中执行，即当成绩管理系统进入显示菜单界面时，该操作已经执行了。
若该文件中没有数据，系统会提示单链表为空，没有任何学生记录可操作，此时，用户应选择1，调用Add（）函数，进行学生记录的输入，即完成在单链表l中添加记录的操作。
值得一提的是，这里的字符串和数值的输入分别采用了函数来实现，在函数中完成输入数据任务，并对数据进行条件判断，直到满足条件为止，这样一来，大大减少了代码的重复和冗余，符合模块化程序设计的特点。
2.2.4查询记录模块
查询记录模块主要实现了在单链表中按学号或姓名查找满足相关条件的学生记录。
在查询函数Qur（l）中，l为指向保存了学生成绩信息的单链表的首地址的指针变量。
为了遵循模块化编程的原则，我们将在单链表中进行的指针定位操作，设计成了一个单独的函数
Node*Locate（Linkl,charfindmess[],charnameornum[]），参数findmess[]保存要查找的具体内容，nameornum[]保存要查找的字段（值为字符串类型的name或者num），若找到该记录，则返回指向该节点的指针；否则，返回一个空指针。
2.2.5更新记录模块
此模块主要实现了对学生记录的修改、删除、插入和排序操作。
因为学生记录是以单链表的结构形式存储的，所以这些操作都在单链表中完成。
下面分别介绍着4个功能模块。
1修改记录。
该操作需要对单链表中目标节点的数据域中的值进行修改，它分两步完成。
第一步，输入要修改的学号，输入后调用定位函数Locate（），在单链表中逐个对节点数据域中学号字段的值进行比较，直到找到该学号的学生记录；
第二步，若找到该学生记录，修改除学号字段之外的各字段值，并将存盘标记变量saveflag置1，表示已经对记录进行了修改，但还未执行存盘操作。
2删除记录。
该操作完成删除指定学号或姓名的学生记录，它也分两步完成。
第一步，输入要删除的学号或姓名，输入后调用定位函数Locate（），在单链表中逐个对节点数据域中学号或姓名字段的值进行比较，直到找到该学号或姓名的学生记录，则返回指向该学生记录的节点指针；
第二步，若找到该学生记录，将该学生记录所在节点的前驱节点的指针域，指向目标节点的后继节点。
③插入记录。
该操作完成在指定学号的随后位置插入新的学生记录。
首先，要求用户输入某个学生的学号，新的记录将插入在该学生记录之后；然后，提示用户输入一条新的学生记录的信息，这些信息保存在新节点的数据域中；最后，将该节点插入在指定位置学号之后。
它的具体插入执行过程如图2.3所示，图中q为位置学号所在节点的指针变量，p为q所指节点的后继节点的指针变量，q->next=p，指针变量i指向新记录所在的节点，即为插入节点i，依次执行的操作为：
①i->next=q->next；②q->next=i。
①
DATA
DATA
DATA
q
p
i
②
图2.3单链表中插入学生记录节点示意图
④排序记录。
有关排序的算法很多，如冒泡排序、插入排序等。
针对单链表结构的特点，我们采用插入排序算法实现按总分的从高到低对学生记录进行排序，排序完成之后，即可按顺序给名次字段赋值。
在单链表中，实现插入排序的基本步骤如下：
1）新建一个单链表l，用来保存排序结果，其初始值为待排序单链表中的头节点。
2）从待排序单链表中取出下一个节点，将其总分字段值与单链表l中的各节点中总分字段的值进行比较，直到在链表l中找到总分小于它的节点。
若找到此节点，系统将待排序链表中取出的节点插入此节点前，作为其前驱。
否则，将取出的节点放在单链表l的尾部。
3）重复第二步，直到从待排序链表中取出的节点的指针域为NULL，即此节点为链表的尾部节点，排序完成。
2.2.6统计记录模块
主要通过循环读取指针变量p所指的当前节点的数据域中各字段的值，并对各个成绩字段进行逐个判断的形式，完成单科最高分学生的查找和各科不及格人数的统计。
2.2.7输出记录模块
当把记录输出至文件时，调用fwrite（p,sizeof（Node）,1,fp）函数，将p指针所指节点中的各字段值，写入文件指针fp所指的文件。
当把记录输出至屏幕时，调用voidDisp（Linkl）函数，将单链表l中的学生记录信息以表格的形式在屏幕上打印出来。
2.2.8函数功能描述
●printheader（）
函数原型：
voidprintheader（）
printheader（）函数用于在以表格形式显示学生记录时，打印输出表头信息。
●printdata（）
函数原型：
voidprintdata（Node*pp）
printdata（）函数用于在以表格形式显示学生记录时，打印输出单链表pp中的学生信息。
●stringinput（）
函数原型：
voidstringinput（char*t,intlens,char*notice）
stringinput（）函数用于输入字符串，并进行字符串长度验证（长度t用于保存输入的字符串，因为是以指针形式传递的，所以t相当于该函数的返回值。
notice用于保存printf（）中输出的提示信息。
●numberinput（）
函数原型：
intnumberinput（char*notice）
numberinput（）函数用于输入数值型数据，notice用于保存printf（）中输出的提示信息，该函数返回用户输入的整型数据。
●Disp（）
函数原型：
voidprintdataDisp（Linkl）
Disp（）函数用于显示单链表l中存储的学生记录，内容为structstudent结构中定义的内容。
●Locate（）
函数原型：
Node*Locate（Linkl,charfindmess[],charnameornum[]）
Locate（）函数用于定位链表中符合要求的节点，并返回指向该节点的指针。
参数findmess[]保存要查找的具体内容，nameornum[]保存按什么字段在单链表l中查找。
●Add（）
函数原型：
voidAdd（Linkl）
Add（）函数用于在单链表l中增加学生记录的节点。
●Qur（）
函数原型：
voidQur（Linkl）
Qur（）函数用于在单链表l中按学号或姓名查找满足条件的学生记录，并显示出来。
●Del（）
函数原型：
voidDel（Linkl）
Del（）函数用于先在单链表l中找到满足条件的学生记录的节点，然后删除该节点。
●Modify（）
函数原型：
voidModify（Linkl）
Modify（）函数用于在单链表l中修改学生记录。
●Insert（）
函数原型：
voidInsert（Linkl）
Insert（）函数用于在单链表l中插入学生记录。
●Tongji（）
函数原型：
voidTongji（Linkl）
Tongji（）函数用于在单链表l中完成学生记录的统计工作，统计该班的总分第一名、单科第一名和各科不及格人数。
●Sort（）
函数原型：
voidSort（Linkl）
Sort（）函数用于在单链表l中完成利用插入排序算法实现单链表的按总分字段的降序排序。
●Save（）
函数原型：
voidSave（Linkl）
Save（）函数用于将单链表l中的数据写入磁盘中的数据文件。
●主函数main（）
整个成绩管理系统控制部分，其详细说明可参考图二。
完成在上述系统设计后，即可着手进行系统实现的工作，开始程序代码的编写。
3、系统实现
3．1编码
3.1.1程序预处理
包括加载头文件，定义结构体、常量和变量，并对它们进行初始化工作。
#include"stdio.h"/*标准输入输出函数库*/
#include"stdlib.h"/*标准函数库*/
#include"string.h"/*字符串函数库*/
#include"conio.h"/*屏幕操作函数库*/
#defineHEADER1"----------------------------STUDENT----------------------------------\n"
#defineHEADER2"|number|name|Comp|Math|Eng|sum|ave|mici|\n"
#defineHEADER3"|---------------|---------------|----|----|----|--------|-------|-----|"
#defineFORMAT"|%-10s|%-15s|%4d|%4d|%4d|%4d|%.2f|%4d|\n"
#defineDATAp->data.num,p->data.name,p->data.egrade,p->data.mgrade,p->data.cgrade,p->data.total,p->data.ave,p->data.mingci
#defineEND"---------------------------------------------------------------------\n"
intsaveflag=0;/*是否需要存盘的标志变量*/
/*定义与学生有关的数据结构*/
structstudent
{
charnum[10];
charname[15];
intcgrade;
intmgrade;
integrade;
inttotal;
floatave;
intmingci;
};
/*定义每条记录或结点的数据结构*/
typedefstructnode
{
structstudentdata;
structnode*next;
}Node,*Link;
3.1.2主函数main（）
main（）函数主要实现了对整个程序的运行控制，以及相关功能模块的调用。
详细分析可参考图2。
voidmain（）
{
Linkl;/*定义链表*/
FILE*fp;/*文件指针*/
intselect;/*保存选择结果变量*/
charch;/*保存（y,Y,n,N）*/
intcount=0;/*保存文件中的记录条数（或结点个数）*/
Node*p,*r;/*定义记录指针变量*/
l=（Node*）malloc（sizeof（Node））;
if（!
l）
{
printf（"\nallocatememoryfailure"）;/*如没有申请到，打印提示信息*/
return;/*返回主界面*/
}
l->next=NULL;
r=l;
fp=fopen（"C:
\\student","ab+"）;/*以追加方式打开一个二进制文件，可读可写，若此文件不存在，会创建此文件*/
if（fp==NULL）
{
printf（"\n=====>cannotopenfile!
\n"）;
exit（0）;
}
while（!
feof（fp））
{
p=（Node*）malloc（sizeof（Node））;
if（!
p）
{
printf（"memorymallocfailure!
\n"）;/*没有申请成功*/
exit（0）;/*退出*/
}
if（fread（p,sizeof（Node）,1,fp）==1）/*一次从文件中读取一条学生成绩记录*/
{
p->next=NULL;
r->next=p;
r=p;/*r指针向后移一个位置*/
count++;
}
}
fclose（fp）;/*关闭文件*/
printf（"\n=====>openfilesucess,thetotalrecordsnumberis:
%d.\n",count）;
menu（）;
while
（1）
{
system（"cls"）;
menu（）;
p=r;
printf（"\nPleaseEnteryourchoice（0~9）:
"）;/*显示提示信息*/
scanf（"%d",&select）;
if（select==0）
{
if（saveflag==1）/*若对链表的数据有修改且未进行存盘操作，则此标志为1*/
{getchar（）;
printf（"\n=====>Whethersavethemodifiedrecordtofile?
（y/n）:
"）;
scanf（"%c",&ch）;
if（ch=='y'||ch=='Y'）
Save（l）;
}
printf（"=====>thankyouforuseness!
"）;
getchar（）;
break;
}
switch（select）
{
case1:
Add（l）;break;/*增加学生记录*/
case2:
Del（l）;break;/*删除学生记录*/
case3:
Qur（l）;break;/*查询学生记录*/
case4:
Modify（l）;break;/*修改学生记录*/
case5:
Insert（l）;break;/*插入学生记录*/
case6:
Tongji（l）;break;/*统计学生记录*/
case7:
Sort（l）;break;/*排序学生记录*/
case8:
Save（l）;break;/*保存学生记录*/
case9:
system（"cls"）;Disp（l）;break;/*显示学生记录*/
default:
Wrong（）;getchar（）;break;/*按键有误，必须为数值0-9*/
}
}
}
3.1.3主菜单界面
用户进入成绩管理系统时，需要显示主菜单，提示用户进行选择，完成相应任务。
此代码被main（）函数调用。
voidmenu（）/*主菜单*/
{
system（"cls"）;/*调用DOS命令，清屏.与clrscr（）功能相同*/
textcolor（10）;/*在文本模式中选择新的字符颜色*/
gotoxy（10,5）;/*在文本窗口中设置光标*/
cprintf（"TheStudents'GradeManagementSystem\n"）;
gotoxy（10,8）;
cprintf（"*************************Menu********************************\n"）;
gotoxy（10,9）;
cprintf（"*1inputrecord2deleterecord*\n"）;
gotoxy（10,10）;
cprintf（"*3searchrecord4modifyrecord*\n"）;
gotoxy（10,11）;
cprintf（"*5insertrecord6countrecord*\n"）;
gotoxy（10,12）;
cprintf（"*7sortreord8saverecord*\n"）;
gotoxy（10,13）;
cprintf（"*9displayrecord0quitsystem*\n"）;
gotoxy（10,14）;
cprintf（"*************************************************************\n"）;
/*cprintf（）送格式化输出至文本窗口屏幕中*/
}
3.1.4表格形式显示记录
由于记录显示操作经常进行，所以将这部分由独立的函数来完成，减少代码的重复。
它将显示单链表L中存储的学生记录，内容为student结构中定义的内容。
voidDisp（Linkl）
{
Node*p;
p=l->next;/*l存储的是单链表中头结点的指针*/
if（!
p）/*p==NULL,NULL在stdlib中定义为0*/
{
printf（"\n=====>Notstudentrecord!
\n"）;
getchar（）;
return;
}
printf（"\n\n"）;
printheader（）;/*输出表格头部*/
while（p）/*逐条输出链表中存储的学生信息*/
{
printdata（p）;
p=p->next;/*移动直下一个结点*/
printf（HEADER3）;
}
getchar（）;
}
3.1.5记录查找定位
用户进入成绩管理系统时，对某个学生的记录进行处理前，需要按照条件找到这条记录。
此函数完成了节点定位的功能。
/*************************************************************
作用：
用于定位链表中符合要求的节点，并返回指向该节点的指针
参数：
findmess[]保存要查找的具体内容;nameornum[]保存按什么
在单链表l中查找;
**************************************************************/
Node*Lo
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