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【C语言】学生管理系统：完整模拟与实现

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🔥引言

本篇文章为修改了在校期间实训报告，使用C语言实现学生成绩管理系统。对此，其中步骤没有详细写出，如果有问题可以私信我，感谢你的支持。

文章目录

一、背景描述

学生成绩管理系统是用于存储学生个人信息，对于学生信息进行系统的管理。关于学生成绩管理系统，不单单只能适用于学生信息，该系统的底层逻辑，同样适用于需要多个对对象复杂信息进行存储和管理的场景。

二、任务需求

对于学生成绩管理系统，需要设计以下接口功能，才能保证系统的基本运行和提高系统的可维护性。接口:学生信息录入、输出、查询、修改，排序等功能。包括系统的控制面板，通过输入控制对应接口的调用。

三、总体设计

3.1开放平台

本次学生成绩管理系统在DEV-C++轻量级编译器下实现，并且通过C语言编写该程序。

3.2 总体思路

我们将通过该系统的底层逻辑针对性的实现接口。学生信息是具有复杂的信息，需要使用结构体(类)进行封装这些信息，而对于多个学生对象需要使用数组进行存储，但是数组的大小在编译阶段就被确定，属于静态数组。对于数组的大小无法合理的分配，大小给大了导致浪费，开小了又不够使用。对此，需要使用动态开辟内存的数据结构来存在我们学生的数据，这种数据结构称为顺序表。

在这里插入图片描述
对于，实现学生成绩管理系统就需要借用顺序表的结构和接口。对此我们将学生成绩管理系统分为两大过程:模拟实现顺序表，以管理系统为目标对顺序表进行应用
在这里插入图片描述
学生成绩管理系统是基于顺序表的应用，对此需要先实现顺序表或者使用STL，根据管理系统的要求进行处理。
在这里插入图片描述

四、功能模板设计:

功能模板根据两个大过程:模拟实现顺序表，顺序表的应用实现管理系统。

4.1 模拟实现顺序表

4.1.1 顺序表的基本结构

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <Windows.h>

typedef struct AchievementInfo SLDataType;
//顺序表的基本结构
typedef struct SeqList
{
    SLDataType* _a;

    int _size; //顺序表中有效元素
    int _capacity; //顺序表当前容量
}SL;

4.1.2 顺序表的初始化

void SLInit(SL* ps)
{
    assert(ps);
    ps->_a = NULL;
    ps->_size = 0;
    //可以选择给数据或者不给
    //这先不给，扩容需要_a指向一个明确的空间
    ps->_capacity = 0;
}

4.1.3 顺序表的销毁

void SLDestroy(SL* ps)
 {
 assert(ps);
 assert(ps->_a);
 //释放动态开辟内存
 free(ps->_a);
 ps->_a = NULL;

 ps->_size = 0;
 ps->_capacity = 0;
 }

4.1.4顺序表的扩容(为插入数据提供保障)

void SLCheckCapacity(SL* ps)
{
    assert(ps);
    if (ps->_capacity == ps->_size)
    {
        int new_cpacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : ps->_capacity * 2;
        SLDataType* tmp = (SLDataType*)realloc(ps->_a, sizeof(SLDataType) * new_cpacity);
        if (tmp == NULL)
        {
            perror("realloc fail!");
            return ;
        }

        ps->_a = tmp;
        ps->_capacity = new_cpacity;
    }
}

【在实现该接口时】:

  • 为存储数据而申请的一块空间，那么需要交给这个数据类型去维护

  • Capacity代表当前空间大小，Size代表当前有效数据，当有效数据充满了当前空间大小就需要申请内存空间（这里需要实现多次插入函数，这里单独实现SLChekckCapacity）

  • newcapacity是防止在扩容时，capacity为空(零乘任何数为零)，申请空间大小错误

  • 最好不要phead直接接收扩容的地址，防止扩容(第二种情况)失败导致找不到之前空间地址

  • 开辟以字符类型来维修开辟的空间，需要为‘\0‘开辟一个空间

4.1.5 顺序表的尾插

//顺序表的尾插
void SLPushBack(SL* ps, SLDataType x)
{
    assert(ps);
    if (ps->_capacity == ps->_size) SLCheckCapacity(ps);

    ps->_a[ps->_size++] = x;
}

4.1.6 顺序表的判空

bool SLEmpty(SL*ps)
{
    assert(ps);
    assert(ps->_a);
    return ps->_size==0;
}

4.1.7 顺序表的任意位置删除(pos是下标)

//任意位置删除
 void SLErase(SL* ps, int pos)
 {
   assert(!(SLEmpty(ps)));
 assert(ps);
 assert(ps->_a);
 ​
 assert(0 <= pos && pos < ps->_size);
 ​
 for (int i = pos; i < ps->_size; i++)
 {
 ps->_a[i] = ps->_a[i + 1];
 }
 ps->_size--;
 }

【在实现该接口时】:

  • 需要对pos设置范围

  • 以下标pos为界，pos之后的数据向前移动(跟头删是类似的，主要是在循环条件略显差异)

4.2 实现学生成绩管理系统

首先学生成绩管理系统是在顺序表数据结构的基础上，进行灵活的应用，对此需要包括顺序表的头文件，便于调用顺序表中实现的接口。

4.2.1 学生成绩管理系统需要实现的接口

以下是Management System.h头文件，主要用于定义学生信息的结构和该系统需要实现的接口

#define NAME_MAX 100
#define SEX_MAX 10
#define REGISTRATION_MAX 30
#define Grades_MAX 10


enum AcInfo
{
    Name = 1,
    Registration,
    Grades
};

struct AchievementInfo
{
    //学生姓名
    char _name[NAME_MAX];
    //学生性别
    char _sex[SEX_MAX];
    //学生学籍号
    char _registration[REGISTRATION_MAX];
    //学生成绩
    int _grades;
};

typedef struct AchievementInfo AInfo; 

typedef struct SeqList Achievement;
//学生信息的初始化
void Achievement_Init(Achievement* ac);
//学生信息的销毁
void Achievement_Destroy(Achievement* ac);

//添加学生信息
void Achievement_Add(Achievement* ac);
//删除学生信息
void Achievement_Del(Achievement* ac);
//修改学生成绩信息
void Achievement_Modify(Achievement* ac);
//查看全部学生信息
void Achievement_Show(Achievement* ac);
查找指定学生信息
void  Achievement_Find(Achievement* ac);
//按照名字或者成绩排序
void Achievement_Sort(Achievement* ac);

4.2.2 typedef重定义类型的名字

//对于顺序表结构体类型重定义类型
 typedef struct SeqList AInfo;
 //对于顺序表内嵌结构体重定义类型
 typedef struct AchievementInfo AInfo;

4.3 实现学生成绩管理系统接口(主要是对顺序表接口的复用)

在这里插入图片描述

4.3.1学生信息的初始化

void Achievement_Init(Achievement* ac)
{
    SLInit(ac);
}

4.3.2 学生信息的销毁

void Achievement_Destroy(Achievement* ac)
{
    SLDestroy(ac);
}

4.3.3 添加学生信息

void Achievement_Add(Achievement* ac)
{
    AInfo info;
    printf("请分别输入学生的名字、性别、学号、成绩\n");
    scanf("%s %s %s %d", 
          info._name, 
          info._sex, 
          info._registration, 
          &info._grades);

    //往（顺序表）中插入数据
    SLPushBack(ac, info);
}

4.3.4 查找指定学生的下标

int FindSTName(Achievement* ac, char name[])
{
    for (int i = 0; i < ac->_size; i++)
    {
        if (strcmp(ac->_a[i]._name, name) == 0 )
        {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

4.3.5 删除学生信息

void Achievement_Del(Achievement* ac)
{
    assert(ac);
    //根据用户的名字进行删除
    printf("请输入你需要删除的学生姓名\n");
    char name[NAME_MAX];
    scanf("%s", name);

    int findidex = FindSTName(ac, name);
    if (findidex < 0)
    {
        printf("你需要删除的学生信息不存在\n");
        return;
    }

    //找到了进行删除操作
    SLErase(ac, findidex);
}

4.3.6 查看学生成绩信息

void Achievement_Show(Achievement* ac)
{
    printf("系统正在加载中....\n");
    Sleep(3000);
    printf("系统加载完成！\n");
    //打印表头信息
    printf("%s %s %-10s %s\n", "学生姓名", "学生性别", "学生学号", "学生成绩");

    for(int i =0; i < ac->_size; i++)
    {
        printf("%-10s %-5s %-8s %-d分\n", ac->_a[i]._name, ac->_a[i]._sex, 
               ac->_a[i]._registration, ac->_a[i]._grades);
    }
}

4.3.7 修改学生信息

void Achievement_Modify(Achievement* ac)
{
    assert(ac);
    //根据用户的名字进行修改 成绩
    printf("请输入你需要修改的学生姓名\n");
    char name[NAME_MAX];
    scanf("%s", name);

    int findidex = FindSTName(ac, name);
    if (findidex < 0)
    {
        printf("你需要修改的学生信息不存在\n");
        return;
    }

    printf("系统正在加载中....\n");
    Sleep(3000);
    printf("系统加载完成！\n");

    printf("请重新分别输入学生的名字、性别、学号、成绩\n");
    scanf("%s %s %s %d", 
          ac->_a[findidex]._name, 
          ac->_a[findidex]._sex,
          ac->_a[findidex]._registration,
          &ac->_a[findidex]._grades);

    printf("修改成功！\n");
}

4.3.8 查找指定学生信息

void  Achievement_Find(Achievement* ac)
{
    assert(ac);
    //根据用户的名字进行修改 成绩
    printf("请输入你需要查找的学生姓名\n");
    char name[NAME_MAX];
    scanf("%s", name);
    int findidex = FindSTName(ac, name);
    if (findidex < 0)
    {
        printf("你需要查找的学生信息不存在\n");
        return;
    }

    printf("系统正在加载中....\n");
    Sleep(3000);
    printf("系统加载完成！\n");
    printf("以下是你需要查找的学生信息\n");

    printf("%-10s %-5s %-8s %-d分\n", ac->_a[findidex]._name, ac->_a[findidex]._sex,
           ac->_a[findidex]._registration, ac->_a[findidex]._grades);
}

4.3.9 按照名字或者成绩排序

//按照名字或者成绩排序
 void Achievement_Sort(Achievement* ac)
 {
 enum AcInfo select;
 printf("请输入你需要按照什么类型排序:（1->Name，2->Registration，3->Grades）\n");
 
 // 清空输入缓冲区
 fflush(stdin);
 
 scanf("%u", &select);
 
 if (select < Name || select > Grades)
 {
 printf("输入的排序类型无效！\n");
 return; // 或者采取其他合适的处理方式
 }
 //这个名字就代表什么数据
 switch (select)
 {
 case Name:
 qsort(ac->_a, ac->_size, sizeof(ac->_a[0]), Name_Compare);
 break;
 case Registration:
 qsort(ac->_a, ac->_size, sizeof(ac->_a[0]), Registration_Compare);
 break;
 case Grades:
 qsort(ac->_a, ac->_size, sizeof(ac->_a[0]), Grades_Compare);
 break;
 default:
 break;
 }
 printf("排序成功\n");
 }

4.3.10 比较函数的接口

int Name_Compare(const void* e1, const void* e2)
{
    //是每个元素之间的比较
    const AInfo* a1 = (const AInfo*) e1;
    const AInfo* a2 = (const AInfo*) e2;

    return strcmp(a1->_name, a2->_name);
}

int Registration_Compare(const void* e1, const void* e2)
{
    //是每个元素之间的比较
    const AInfo* a1 = (const AInfo*)e1;
    const AInfo* a2 = (const AInfo*)e2;

    return strcmp(a1->_registration, a2->_registration);
}
int Grades_Compare(const void* e1, const void* e2)
{
    //是每个元素之间的比较
    const AInfo* a1 = (const AInfo*)e1;
    const AInfo* a2 = (const AInfo*)e2;

    //如果是100分就会出现问题
    //是根据字符的大小进行判断
    //所以这里成绩可以整型的比较进行
    return a1->_grades - a2->_grades;
}

4.4 菜单界面

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SeqList.h"
#include "Management System.h"

void mune()
{
    printf("*****************************************************\n");
    printf("************欢迎使用学生成绩管理系统*****************\n");
    printf("*****1.添加学生信息********2.删除学生信息************\n");
    printf("*****************************************************\n");
    printf("*****3.修改学生信息********4.查找指定学生信息*********\n");
    printf("*****************************************************\n");
    printf("*****5.查看全部学生信息****6.按照名字或者成绩排序******\n");
    printf("***************0.退出系统*****************************\n");
    printf("*****************************************************\n");


}


int main()
{
    typedef struct SeqList AInfo;

    AInfo ac;
    Achievement_Init(&ac);
    int input;

    mune();
    do
    {
        printf("请根据菜单选择你需要完成的操作\n");

        // 清空输入缓冲区
        fflush(stdin);
        scanf("%d", &input);
        printf("请稍等！\n");

        switch (input)
        {
            case 0: printf("成功退出该系统");
                Achievement_Destroy(&ac);
                break;
            case 1: 
                Achievement_Add(&ac);
                break;
            case 2: Achievement_Del(&ac);
                break;
            case 3: Achievement_Modify(&ac);
                break;
            case 4: Achievement_Find(&ac);
                break;
            case 5: Achievement_Show(&ac);
                break;
            case 6: Achievement_Sort(&ac);
                break;
            default:
                printf("非法输入，请重新输入\n");
                break;
        }

    } while (input);
    return 0;
}

五、以下是系统测试情况

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
将sqort比较函数是对于元素进行比较，在强转类型转化的时候，类型我给了定义顺序表结构的结构体类型，而不是顺序表中内嵌学生信息的结构体类型，所以导致了错误。

当然这一块学生按照名字，学号，成绩排序，在学习枚举时。我想到了以枚举类型代替数据，从而配合switch分支语句，进行选择性的根据不同要求进行排序，这也是属于我比较满意的地方。
在这里插入图片描述

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以上就是本篇文章的所有内容，在此感谢大家的观看！这里是店小二C语言笔记，希望对你在学习C语言中有所帮助！

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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