c++-学生信息管理系统-(链表+文件)--实验报告.doc

XX大学

二○一二～二○一三学年第二学期
xxxxxxx学院
面向对象C++语言课程设计报告

课程名称： 面向对象C++语言课程设计
班 级： ____
学 号： ____________________
姓 名： _________
指导教师：_______ _______________

二○一三年 六 月
34

目录

一、系统需求与功能分析 3
1.1 系统需求分析 3
1.2系统功能分析 3
1.3系统性能分析 4
二、总体结构设计 5
2.1系统的结构设计 5
2.2系统管理流程图 5
三、 系统详细设计和系统实现 7
四、 系统测试 13
五、 测试结果 14
六、心得体会 19
七、附录 20
附录一：源程序清单 20
附录二：运行结果 32

一、系统需求与功能分析
1.1 系统需求分析
(1) 能完成学生信息的录入，插入、修改、删除、输出、查询等功能；
(2)采用单链表存储结构实现；
(3) 所有数据以外部文件方式保存。
1.2系统功能分析
(1)要设计一个学生信息管理系统，其功能包括：
①录入函数Add()：将学生信息按尾插法插入到链表中；
②插入函数Insert()：根据所给学号作为插入位置，在其后插入信息；
③修改函数Modify()：修改指定的学生信息；
④删除函数Delete()：当需要删除的学号和姓名一致时则删除对应的学生记录；
⑤输出函数Show()：显示全部学生信息；
⑥查询函数Search()：分别可以按学号和按姓名进行学生信息查询；
⑦菜单函数Menu()：为程序的菜单函数为实现各种功能提供便捷；
⑧读取数据函数Read()：从外部文件读取学生信息信息；
⑨保存数据函数Save()：将数据保存到外部文件中。
(2)线性表的链接存储结构称为单链表，单链表使用一组任意的存储单元存放线性表的元素，这组存储单元可以连续也可以不连续，甚至可以零散分布在内存中的任意位置。为了正确表示元素之间逻辑关系，每个存储单元在存储数据元素的同时，还必须存储其后继元素所在地址信息，这个地址信息称为指针，这两部分组成了数据元素的存储映像，称为结点，结点结构如图1.1所示。

图1.1单链表的结点构造
设p是一个指针变量，则p的值是一个指针。设指针p指向某个结点，则该结点用*p表示，在单链表中，结点p由两个域组成：存放数据元素的部分和存放后继结点地址的指针部分，分别用p->data和p->next来标识，p->next指向结点ai+1，其指针与结点之间关系如图1.2所示。

图1.2指针与结点之间关系的示意图
1.3系统性能分析
1．硬件环境
处理器：CPU主频在500MHz以上
内存：128MB以上
硬盘空间：10MB。
2．软件环境
操作系统: Windows 98/Me/NT/2000/XP(推荐使用Windows 2000/XP)。
调试环境: Visual C++及以上版本。

二、总体结构设计
2.1系统的结构设计
通过对学生信息管理系统的功能分析，可以定义出系统的总体结构模块图，如图2.1所示。
学生信息管理系统
学生信息插入
学生信息修改
学生信息删除
学生信息显示
学生信息查询
学生信息读取
学生信息保存
学生信息录入

图2.1学生信息管理系统总体结构设计
2.2系统管理流程图
前面的分析中已经定义了系统各个模块，属于静态建模的范围。在系统运行时刻的动态模型应该由系统的流程决定。当用户运行该系统后可以来进行学生信息信息（录入）插入管理、学生信息修改管理、学生信息删除管理、学生信息显示管理及学生信息显示等操作，具体的流程如图2.2所示。
进入系统
数据读入
修改
删除

显示
查询
数据保存
退出系统
不保存
Y
N

图2.2系统流程图
主模块应负责应用程序的主界面，由它调用其他模块.因此主模块应具有操作性好、界面清晰的特点，使用户能够很方便地找到所需功能。
根据功能需求的结果分析，主界面应该由学生信息录入管理，学生信息插入管理，学生信息修改管理、学生信息删除管理、学生信息显示管理和学生信息信息查询管理组成，可以通过输入相应的数字进入相应的功能模块。

三、 系统详细设计和系统实现
系统总体设计完成后，就可以根据需求对各个模块来进行实现了。在本系统中需要编码实现的主要有学生信息信息插入、学生信息信息查询、学生信息信息修改、学生信息信息删除和学生信息信息输出等5个模块。
(1)学生信息录入模块
添加的信息包括姓名(允许重复)、学号(不允许重复)、年龄、性别、宿舍地址、计算机成绩、数学成绩和英语成绩。流程图如下图3.1所示。

开始录入数据
输入学生信息
调用类成员函数采用单链表保存数据
结束

图3.1录入模块流程图
本程序采用的是尾插法，就是每次将新申请的结点插在终端结点的后面，其执行过程如图3.12所示。

图3.12尾插法建立单链表操作示意图
(2)学生信息插入模块
输入一个存在的学号作为插入位置，在其后插入的信息包括姓名、学号、年龄、性别、宿舍地址、计算机成绩、数学成绩和英语成绩。流程图如下图3.2所示。

开始插入数据
输入学生学号
以学号为插入位置，在其后插入信息
结束
调用类成员函数采用单链表保存数据

图3.2插入模块流程图
本程序采用的是尾插法，就是每次将新申请的结点插在终端结点的后面，其执行过程如图3.22所示。

图3.22 尾插法插入操作示意图

(3)学生信息修改模块
首先要查找与要修改数据相匹配的信息，若没有则返回失败。否则把相应的信息输出，然后再重新输入新的数据并保存到单链表。

(4)学生信息删除模块
当选择删除功能时，首先输入要删除的同学的姓名，然后输入要删除的同学的学号，如果该同学存在并且姓名与学号匹配的上，则进行删除操作，否则返回失败。其流程图3.4如下：
开始删除操作
输入姓名
输入学号
姓名学号一致
执行删除功能
返回主菜单
N
Y

图3.4删除学生信息模块流程图
删除操作定义为将单链表的第i个结点删去。因为在单链表中结点ai存储地址在其前驱结点ai-1的指针域，所以必须首先找到ai-1的存储地址p，然后令p的next域指向ai 的后继结点，即把结点ai 从链上摘下来，最后释放结点ai的存储空间，如图3.42所示。

图3.42在单链表中删除结点指针的变化情况

(5)学生信息显示模块
从单链表表头遍历整个单链表，将所有数据输出。其部分代码如下：
void Function::Show()
{
Student *temp;
system("cls");
temp=Student_First->Next;
if(!temp)
{ cout<<"文件无数据\n\n "<<endl;
cout<<"按任意键返回主菜单"<<endl;
getch();

Menu();
}
else
{cout<<"姓名\t学号\t\t年龄\t性别\t宿舍住址\t 计算机 数学 英语\n";
while(temp!=NULL)
{ temp->Out();
temp=temp->Next;
}
}
cout<<endl<<"按任意键返回主菜单"<<endl;
getch();

Menu();
}

(6)学生信息查询模块
按姓名和学号查找学生信息的流程图分别如下图3.6所示。

按姓名或学号
查找开始
结束
输入要查找的信息
判断
抱歉没有该学生
输出该学生的信息
N
Y

图3.6按姓名或学号查找学生信息信息流程图
在单链表中，即使知道被访问结点的位置i，也不能像顺序表那样直接按序号访问，而只能从头指针出发，设置一个工作指针p，顺next域逐个结点往下搜索。当p指向某个结点时判断是否为第i个结点，若是则查找成功；否则，将工作指针p后移，即将p指向原来所指结点的后继结点。直到p为NULL时查找失败。单链表查找过程如图3.62所示。

图3.62单链表查找过程的示意图

四、 系统测试
在完成了系统各方面的设计后，并不是可以运行就完成的，为了保证系统性能的稳定性跟安全性等，就要对系统做测试。
测试环境如下：
l 硬件:联想ThinkPad 2.4GHz，500GB硬盘，4G内存；
l 软件:Windows 7 Personal SP1，分辨率1366*768，Microsoft Visual C++ 6.0。

在对系统功能进行逐一测试的时候，遇到了一些问题，例如，因为把学号定义为整形（int），在输入以0为开头的学号时，系统会自动把0去掉，这样学号的信息就丢失了第一位。为了解决这个问题，将学号改成了 字符型(char)，这样在构造函数里也需要把学号的初始化用 字符串拷贝（strcpy）来实现。
遇到的问题还有很多，例如数据出错，内存溢出等，经过反复测试，调试和努力修正，程序得以完善。

五、 测试结果
运行的主界面如图5.1所示：

图5.1运行主界面

①当选择1学生信息录入功能时，如图5.2所示。

图5.2录入学生信息实现

②为了验证插入的正确性，首先再录入一条信息，然后显示信息。然后在第一个人和第二个人之间插入信息。
录入第二条信息后，返回主菜单 选择5 显示全部学生信息：运行结果如图5.3所示。

图5.3显示学生信息

按任意键返回主菜单后，选择2 插入学生信息，输入存在的学号作为插入位置，比我在第一个和第二人之间插入一个新信息，只需要输入第一个学生的学号即可，运行结果如图5.4所示。

图5.4插入学生信息

插入完成后，程序会自动返回主菜单，为了验证插入的正确性，选择5 显示全部学生信息，运行结果如图5.5 所示。

图5.5显示学生信息

③当在主菜单中选择3时，则进行学生信息修改功能。其运行结果如图5.6所示。

图5.6修改学生信息菜单

选择按姓名或学号修改均可，运行结果如 图5.7所示

图5.6按学号修改学生信息

为了验证修改的正确性，返回主菜单 输入5 显示全部学生信息，可以看到第三条记录已经更新，如图5.7 所示

图5.7显示学生信息

④当在主菜单中选择3时，则进行删除功能。输入正确的姓名和学号才会执行删除操作。其运行结果如图5.8所示。

图5.8 删除学生信息功能实现

为了验证程序的正确性，返回主菜单，选择5 显示全部学生信息，可以看到第二条记录已被删除。如图5.9所示。

图5.9 显示学生信息

②返回主菜单后选择6查询学生信息，运行结果按由姓名查询和按学号查询分别如图5.10和图5.11所示。

图5.10按姓名查找相关信息实现

图5.11按学号查找相关信息实现

六、心得体会
在本次课程设计过程中，曾遇到过不少问题，单靠我个人的努力，很难按时完成该课程设计，在此，我衷心感谢我的指导老师——xxx。xxx老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我获益非浅。从一遍一遍得修改到最后定稿的各个环节给予细心指导，使我在知识和能力上都得到了极大的提高，在此表示衷心地感谢。在整个过程中，我查阅了大量的关于学生信息管理系统的资料和网站，在老师的指导和自己的努力下，终于完成了本次课程设计。
通过这次数据结构课程设计的实验，在解决问题的过程中，充分体会到了数据结构这门课程对于软件设计的重要性，也体会到了数据结构+算法=程序这句话的真正含义，一个实际问题的解决第一步就是要依赖于良好的抽象思维的，将实际问题转化为相应的数据结构，只有这一步做好了，才能采取相应的算法和优化方法解决问题和解决好问题。
同时我还要感谢指导过我的每一位老师，他们给了我很大的指导和帮助，还有在我陷入困境时帮助过我的同学们。另外，还要感谢学校领导、辅导员，为我们提供了良好的设计环境以及各方面的支持。
七、附录
附录一：源程序清单（源代码）：
附录二：运行结果：

附录一：源程序清单

// 程序名称：Student.cpp
// 程序功能：采用链表与文件实现一个简单的学生成绩管理系统。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include<cstring>
#include<conio.h>
#include<windows.h>
#include <ctime>
using namespace std;
struct Class
{ int Computer;
int Math;
int English;
};
class Student{
public:
Student();
void Ofile(ofstream &of);
void Infile(ifstream &f);
void Out();
void Set(char *name,char *no,int age,char *sex,char *add,Class score);
char *GetName();
char * GetNo();
Student *Next;
protected:
char Name[20];
char No[20];
int Age;
char Sex[20];
char Add[40];
Class Score ;
};
Student::Student():Next(0){}
char *Student::GetName(){return Name;}
char *Student::GetNo(){return No;}
void Student::Set(char *name,char *no,int age,char *sex,char *add,Class score)
{ strcpy(Name,name);
strcpy(No,no);
Age=age;
strcpy(Sex,sex);
strcpy(Add,add);
Score=score;
}
void Student::Infile(ifstream &f)
{ f>>Name>>No>>Age>>Sex>>Add>>Score.Computer>>Score.Math>>Score.English; //将数据输入到文件
}
void Student::Ofile(ofstream &of)
{ of<<" "<<Name<<" "<<No<<" "<<Age<<" "<<Sex<<" "<<Add<<" "<<Score.Computer<<" "<<Score.Math<<" "<<Score.English; //从文件中提取数据
}
void Student::Out()
{
cout<<"-------------------------------------------------------------------------------"<<endl;
cout<<Name<<"\t"<<No<<"\t"<<Age<<"\t"<<Sex<<"\t"<<Add<<"\t "<<Score.Computer<<"\t "<<Score.Math<<"\t "<<Score.English<<endl;
}
class Function //功能类
{
public:
Function(); //构造函数
~Function(); //析构函数
void Menu(); //菜单函数
void Add(); //录入学生信息函数
void Insert(); //插入学生信息函数
void Modify(); //修改学生信息函数
void Delete(); //删除学生信息函数
void Show(); //显示学生信息函数
void Search(); //查询学生信息函数

private:
Student *Student_First;
void Read(); //读取学生信息函数
void Save(); //保存学生信息函数
};
Function::Function()
{ Student_First=new Student;
Read();
}
Function::~Function()
{ delete Student_First;
}
void Function::Add() //录入学生信息函数
{ char name[20];
char no[20];
int age;
char sex[20];
char add[100];
Class score;
char choose;
Student *f1,*p,*f2;
system("cls");
f1=Student_First;
f2=Student_First->Next;
while(f1->Next)
f1=f1->Next;
do
{ p=new Student;
cout<<"请输入您要添加的学生成绩信息:"<<endl;
cout<<"请输入学生姓名: ";
cin>>name;
cout<<"请输入学号: ";
cin>>no;
while(f2)
{ if(strcmp(f2->GetNo(),no)==0)
{ cout<<"该学生已存在，请确定学号!\n\n";
cout<<"1.返回主菜单\n2.继续添加 ------- ";
cin>>choose;
while(choose!='1'&&choose!='2')
{ cout<<"1.返回主菜单\n2.继续添加 ------- ";
cin>>choose;
}
if(choose=='1')
Menu();
else if(choose=='2')

Add();
}
f2=f2->Next;
}

cout<<"请输入年龄: ";
cin>>age;
cout<<"请输入性别: ";
cin>>sex;
cout<<"请输入宿舍地址: ";
cin>>add;

cout<<"请输入计算机成绩: ";
cin>>score.Computer;
cout<<"请输入数学成绩: ";
cin>>score.Math;
cout<<"请输入英语成绩: ";
cin>>score.English;
p->Set(name,no,age,sex,add,score);
f1->Next=p;
p->Next=NULL;
f1=f1->Next;
cout<<"是否继续输入信息?(Y\\N) ------- ";
cin>>choose;
}while(choose=='y'||choose=='Y');
Save();
Menu();
}

void Function::Insert()
{
char name[20];
char no[20];
int age;
char sex[20];
char add[100];
Class score;
int flag(0);
Student *f1,*p;
system("cls");
f1=Student_First;

p=new Student;
cout<<"请输入学号来确定插入位置:"<<endl;
cin>>no;
while(f1)
{ if(strcmp(f1->GetNo(),no)==0)
{ flag=1;
break;
}
f1=f1->Next;
}
if(flag==0)
{
cout<<"\n无该学生的信息,程序将返回主菜单\n"<<endl;
Sleep(2000);
Menu();
}

else
{
cout<<"请输入学生姓名: ";
cin>>name;
cout<<"请输入学号: ";
cin>>no;
cout<<"请输入年龄: ";
cin>>age;
cout<<"请输入性别: ";
cin>>sex;
cout<<"请输入宿舍地址: ";
cin>>add;

cout<<"请输入计算机成绩: ";
cin>>score.Computer;
cout<<"请输入数学成绩: ";
cin>>score.Math;
cout<<"请输入英语成绩: ";
cin>>score.English;
p->Set(name,no,age,sex,add,score);
}

p->Next=f1->Next;
f1->Next=p;
Save();
cout<<"插入成功! ";
Sleep(1500);

Menu();
}

void Function::Modify() //修改学生信息函数
{
int flag(0);
char choose,name[20];
Student *temp,*p;
char no[20];
int age;
char sex[20];
char add[100];
Class score;
system("cls");
temp=p=Student_First;
cout<<"输入修改方式：\n1.按姓名修改\n2.按学号修改 ------- ";
cin>>choose;
if(choose=='1')
{
cout<<"请输入您要修改的姓名:\n ";
cin>>name;
while(temp)
{ if(strcmp(temp->GetName(),name)==0)
{
flag=1;
cout<<"\n姓名\t学号\t\t年龄\t性别\t宿舍住址\t 计算机 数学 英语\n";
temp->Out();
cout<<"请输入姓名: ";
cin>>name;
cout<<"请输入学号: ";
cin>>no;
cout<<"请输入年龄: ";
cin>>age;
cout<<"请输入性别: ";
cin>>sex;
cout<<"请输入宿舍地址: ";
cin>>add;
cout<<"请输入计算机成绩: ";
cin>>score.Computer;
cout<<"请输入数学成绩: ";
cin>>score.Math;
cout<<"请输入英语成绩: ";
cin>>score.English;
temp->Set(name,no,age,sex,add,score);

break;
}
temp=temp->Next;

}
}
else if(choose=='2')
{
cout<<"请输入您要修改的学号: ";
cin>>no;
while(temp)
{ if(strcmp(temp->GetNo(),no)==0)
{
flag=1;
cout<<"\n姓名\t学号\t\t年龄\t性别\t宿舍住址\t 计算机 数学 英语\n";
temp->Out();
cout<<endl;
cout<<"请输入姓名: ";
cin>>name;
cout<<"请输入学号: ";
cin>>no;
cout<<"请输入年龄: ";
cin>>age;
cout<<"请输入性别: ";
cin>>sex;
cout<<"请输入宿舍地址: ";
cin>>add;
cout<<"请输入计算机成绩: ";
cin>>score.Computer;
cout<<"请输入数学成绩: ";
cin>>score.Math;
cout<<"请输入英语成绩: ";
cin>>score.English;
temp->Set(name,no,age,sex,add,score);

break;
}
temp=temp->Next;

}
}
if(flag==0)
cout<<"\n无该学生的信息\n"<<endl;
else
{
Save();
cout<<"修改成功!"<<endl;
}

cout<<"1.返回主菜单\n2.继续修改 ------- ";
cin>>choose;
while(choose!='1'&&choose!='2')
{ cout<<"1.返回主菜单\n2.继续修改 ------- ";
cin>>choose;
}
if(choose=='1')
Menu();
else if(choose=='2')
Modify();
}

void Function::Delete() //删除学生信息函数
{ char name[20];
char no[20];
char choose;
Student *temp,*p;
system("cls");
p=temp=Student_First->Next;
cout<<"请输入姓名: ";
cin>>name;
cout<<"输入学号: ";
cin>>no;
while(temp)
{ if(strcmp(temp->GetName(),name)==0&&strcmp(temp->GetNo(),no)==0) //判断该学生信息是否存在
{ cout<<"姓名\t学号\t\t年龄\t性别\t宿舍住址\t 计算机 数学 英语\n";
temp->Out();
cout<<"\n是否删除(Y/N) -------";
cin>>choose;
if(choose=='y'||choose=='Y')
{ p->Next=p->Next->Next;
delete temp;
cout<<"删除成功:\n";
}
break;
}
p=temp;
temp=temp->Next;
}
Save();
cout<<"1.返回主菜单\n2.继续删除 ------- ";
cin>>choose;
while(choose!='1'&&choose!='2')
{ cout<<"1.返回主菜单\n2.继续删除 ------- ";
cin>>choose;
}
if(choose=='1')
Menu();
else if(choose=='2')
Delete();
}

void Function::Read() //读取学生信息函数
{ Student *p,*p2;
p=Student_First;
ifstream is("Student.txt",ios::in);
if(!is)
{ ofstream os("Student.txt",ios::out);
os.close();
return ;
}
while(!is.eof())
{ p2=new Student;
p2->Infile(is);
p->Next=p2;
p2->Next=NULL;
p=p->Next;
}
}
void Function::Save() //保存学生信息函数
{ ofstream of("Student.txt",ios::out);
Student *p=Student_First->Next;
while(p)
{ p->Ofile(of);
p=p->Next;
}
of.close();
}
void Function::Search()
{ int flag(0);
char choose;
char t1[20];
char t2[20];
system("cls");
Student *temp=Student_First->Next;
do
{ cout<<"输入查询方式：\n1.按姓名查询\n2.按学号查询 ------- ";
cin>>choose;
if(choose=='1')
{ cout<<"请输入您要查询的姓名:";
cin>>t1;
while(temp)
{ if(strcmp(t1,temp->GetName())==0)
{ flag=1;
break;
}
temp=temp->Next;
}
if(flag==0)