C语言课程设计-学生信息管理

于 2024-12-29 21:53:17 发布
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文章标签： c语言 课程设计 数据挖掘
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版权

目 录
1.需求分析 1
2.概要设计 2
3.详细设计 3
4.系统运行结果展示 4
总结 5
附录：源代码 5

1 需求分析
1.1 问题描述
学生成绩管理系统学生数据由学号、姓名、班级、三门课（数学、英语、计算机）的成绩和平均成绩构成。
实现功能包括：
（1）添加学生的记录
（2）查询学生（分别按学号和姓名）
（3）对学生数据排序（分别按平均成绩和计算机成绩的降序）
（4）删除学生记录
（5）修改学生记录
（6）班级成绩分析（各科平均成绩、最高分、最低分、及格率）
（7）输出学生信息表

1.2 系统功能需求分析
该系统用于管理学生的成绩信息，支持添加、查询、排序、删除、修改学生记录，并进行班级成绩分析。系统的用户包括教师和管理员，系统需具备良好的交互性和易用性。
1.1添加学生记录
需求描述：允许用户添加新的学生记录，包括学号、姓名、班级、数学成绩、英语成绩和计算机成绩。
输入：学号、姓名、班级、数学成绩、英语成绩、计算机成绩。
输出：确认记录已成功添加。
异常处理：如果达到最大学生数量限制，提示用户无法添加更多记录。
1.2查询学生记录
1.2.1按学号查询
需求描述：根据学号查询学生信息。
输入：学号。
输出：显示学生的所有信息（学号、姓名、班级、数学成绩、英语成绩、计算机成绩、平均成绩）。
异常处理：如果未找到对应学号的学生，提示未找到。
1.2.2按姓名查询
需求描述：根据姓名查询学生信息。
输入：姓名。
输出：显示学生的所有信息（学号、姓名、班级、数学成绩、英语成绩、计算机成绩、平均成绩）。
异常处理：如果未找到对应姓名的学生，提示未找到。
1.3学生数据排序
1.3.1按平均成绩排序
需求描述：按平均成绩降序排列所有学生记录。
输出：确认记录已成功排序。
1.3.2按计算机成绩排序
需求描述：按计算机成绩降序排列所有学生记录。
输出：确认记录已成功排序。
1.4删除学生记录
需求描述：根据学号删除学生记录。
输入：学号。
输出：确认记录已成功删除。
异常处理：如果未找到对应学号的学生，提示未找到。
1.5修改学生记录
需求描述：根据学号修改学生的所有信息。
输入：学号、新的姓名、新的班级、新的数学成绩、新的英语成绩、新的计算机成绩。
输出：确认记录已成功修改。
异常处理：如果未找到对应学号的学生，提示未找到。
1.6班级成绩分析
需求描述：分析指定班级的成绩情况，包括各科平均成绩、最高分、最低分和及格率。
输入：班级名称。
输出：显示班级的数学、英语、计算机三科的平均成绩、最高分、最低分和及格率。
异常处理：如果未找到对应班级的学生，提示未找到。
1.7输出学生信息表
需求描述：输出所有学生的完整信息表。
输出：显示所有学生的所有信息。
2.数据需求
学生信息：学号、姓名、班级、数学成绩、英语成绩、计算机成绩、平均成绩。
数据存储：采用数组存储学生信息，限制最大记录数量。

2.概要设计
2.1总体设计
学生成绩管理系统的总体设计，包括主函数和各个子函数的详细设计。首先通过定义结构体确定学生信息的项目和大小，然后逐步实现输入、显示、查找、删除、修改和退出功能。结构体定义：定义学生信息的结构体，包含学号、姓名、班级、三门课程成绩和平均成绩。主函数：通过菜单选择实现不同功能。子函数设计：包括输入、显示、查找、删除、修改和退出功能的子函数。
系统功能模块图如图1所示：

2.1系统功能模块
2.2系统功能运行流程图

2.2系统功能运行流程图

3.详细设计
3.1 数据结构设计
#define MAX_STUDENTS 100
#define MAX_NAME_LEN 50
#define MAX_CLASS_LEN 20

// 定义学生信息的结构体
typedef struct {
int id; // 学号
char name[MAX_NAME_LEN]; // 姓名
char class_name[MAX_CLASS_LEN]; // 班级
float math_score; // 数学成绩
float english_score; // 英语成绩
float cs_score; // 计算机成绩
float avg_score; // 平均成绩
} Student;
// 学生数组和当前学生数量
Student students[MAX_STUDENTS];
int student_count = 0;

3.2 各功能模块设计
3.2.1添加学生记录模块

函数：添加学生记录()
如果 student_count >= MAX_STUDENTS
输出 “无法添加更多学生记录”
返回
结束如果
创建 Student 对象 student
输入 "输入学号: "
读取 student.id
输入 "输入姓名: "
读取 student.name
输入 "输入班级: "
读取 student.class_name
输入 "输入数学成绩: "
读取 student.math_score
输入 "输入英语成绩: "
读取 student.english_score
输入 "输入计算机成绩: "
读取 student.cs_score

调用计算平均成绩(student)

将 student 添加到 students 数组
student_count 增加 1
输出 "学生记录添加成功"

结束函数

3.2.2查询学生记录模块
按学号查询
函数：按学号查询学生(id)
循环 i 从 0 到 student_count - 1
如果 students[i].id 等于 id
输出 "学号: " + students[i].id + ", 姓名: " + students[i].name + ", 班级: " + students[i].class_name
输出 "数学成绩: " + students[i].math_score + ", 英语成绩: " + students[i].english_score + ", 计算机成绩: " + students[i].cs_score + ", 平均成绩: " + students[i].avg_score
返回
结束如果
结束循环
输出 “未找到学号为 " + id + " 的学生”
结束函数
按姓名查询
函数：按姓名查询学生(name)
循环 i 从 0 到 student_count - 1
如果 students[i].name 等于 name
输出 "学号: " + students[i].id + ", 姓名: " + students[i].name + ", 班级: " + students[i].class_name
输出 "数学成绩: " + students[i].math_score + ", 英语成绩: " + students[i].english_score + ", 计算机成绩: " + students[i].cs_score + ", 平均成绩: " + students[i].avg_score
返回
结束如果
结束循环
输出 “未找到姓名为 " + name + " 的学生”
结束函数

3.2.3排序学生记录模块
按平均成绩排序
函数：按平均成绩排序()
循环 i 从 0 到 student_count - 2
循环 j 从 i + 1 到 student_count - 1
如果 students[i].avg_score < students[j].avg_score
交换 students[i] 和 students[j]
结束如果
结束循环
结束循环
输出 “学生记录已按平均成绩降序排序”
结束函数

按计算机成绩排序
函数：按计算机成绩排序()
循环 i 从 0 到 student_count - 2
循环 j 从 i + 1 到 student_count - 1
如果 students[i].cs_score < students[j].cs_score
交换 students[i] 和 students[j]
结束如果
结束循环
结束循环
输出 “学生记录已按计算机成绩降序排序”
结束函数

3.2.4 删除学生记录模块
函数：删除学生记录(id)
设 found 为假
循环 i 从 0 到 student_count - 1
如果 students[i].id 等于 id
循环 j 从 i 到 student_count - 2
students[j] = students[j + 1]
结束循环
student_count 减少 1
found 为真
输出 “学生记录删除成功”
结束循环
结束如果
结束循环
如果 found 为假
输出 “未找到学号为 " + id + " 的学生”
结束如果
结束函数

3.2.5修改学生记录模块
函数：修改学生记录(id)
循环 i 从 0 到 student_count - 1
如果 students[i].id 等于 id
输入 "输入新的姓名: "
读取 students[i].name
输入 "输入新的班级: "
读取 students[i].class_name
输入 "输入新的数学成绩: "
读取 students[i].math_score
输入 "输入新的英语成绩: "
读取 students[i].english_score
输入 "输入新的计算机成绩: "
读取 students[i].cs_score

        调用计算平均成绩(students[i])
        输出 "学生记录修改成功"
        返回
    结束如果
结束循环
输出 "未找到学号为 " + id + " 的学生"

结束函数

3.2.6班级成绩分析模块
函数：班级成绩分析(class_name)
设 count, math_sum, english_sum, cs_sum 为 0
设 math_max, english_max, cs_max 为 0
设 math_min, english_min, cs_min 为 100
设 pass_count 为 0

循环 i 从 0 到 student_count - 1
    如果 students[i].class_name 等于 class_name
        count 增加 1
        math_sum += students[i].math_score
        english_sum += students[i].english_score
        cs_sum += students[i].cs_score

        如果 students[i].math_score > math_max
            math_max = students[i].math_score
        结束如果
        如果 students[i].english_score > english_max
            english_max = students[i].english_score
        结束如果
        如果 students[i].cs_score > cs_max
            cs_max = students[i].cs_score
        结束如果

        如果 students[i].math_score < math_min
            math_min = students[i].math_score
        结束如果
        如果 students[i].english_score < english_min
            english_min = students[i].english_score
        结束如果
        如果 students[i].cs_score < cs_min
            cs_min = students[i].cs_score
        结束如果

        如果 students[i].math_score >= 60 且 students[i].english_score >= 60 且 students[i].cs_score >= 60
            pass_count 增加 1
        结束如果
    结束如果
结束循环

如果 count == 0
    输出 "未找到班级 " + class_name + " 的学生"
    返回
结束如果

输出 "班级 " + class_name + " 成绩分析:"
输出 "数学平均成绩: " + (math_sum / count) + ", 最高分: " + math_max + ", 最低分: " + math_min
输出 "英语平均成绩: " + (english_sum / count) + ", 最高分: " + english_max + ", 最低分: " + english_min
输出 "计算机平均成绩: " + (cs_sum / count) + ", 最高分: " + cs_max + ", 最低分: " + cs_min
输出 "及格率: " + (pass_count / count * 100) + "%"

结束函数

3.2.7 输出学生信息表模块
函数：输出学生信息表()
循环 i 从 0 到 student_count - 1
输出 "学号: " + students[i].id + ", 姓名: " + students[i].name + ", 班级: " + students[i].class_name
输出 "数学成绩: " + students[i].math_score + ", 英语成绩: " + students[i].english_score + ", 计算机成绩: " + students[i].cs_score + ", 平均成绩: " + students[i].avg_score
结束循环
结束函数

4.系统运行结果展示
4.1 各功能模块运行结果
进入系统后，系统会出现图12所示菜单。

4.1系统菜单

4.2添加学生记录

4.3按学号查询学生

4.4按姓名查询学生

4.5按平均成绩排序

4.6按计算机成绩排序

4.7删除学生记录

4.8修改学生记录

4.9班级成绩分析

4.2 调试分析
查询学生记录模块
调试步骤：
输入存在的学号和姓名，检查是否能正确查询并显示学生信息。输入不存在的学号和姓名，检查是否能正确提示未找到记录。
可能的问题及解决方案：
问题：查询存在的记录时，显示信息不完整或错误。
解决方案：检查查询逻辑，确保信息正确存储和显示。
问题：查询不存在的记录时，没有正确提示用户。
解决方案：在未找到匹配记录时，确保系统输出相应的提示信息。
4.2.1 错误显示及分析
错误显示（按学号查询），原因：输入的学号或姓名不存在于系统记录中。
解决方案：提示用户检查输入的学号或姓名是否正确，如果确实存在此记录，则需要检查数据存储是否出错。
4.2.2修改完善
添加学生记录模块
改进内容：
增加输入验证，确保学号唯一且成绩在合理范围内（0-100）。
改进提示信息，确保用户知道如何正确输入数据。
void add_student() {
if (student_count >= MAX_STUDENTS) {
printf(“无法添加更多学生记录\n”);
return;
}

Student student;
int idExists = 0;

do {
    printf("输入学号: ");
    scanf("%d", &student.id);
    idExists = 0;
    for (int i = 0; i < student_count; i++) {
        if (students[i].id == student.id) {
            printf("学号已存在，请重新输入。\n");
            idExists = 1;
            break;
        }
    }
} while (idExists);

printf("输入姓名: ");
scanf("%s", student.name);
printf("输入班级: ");
scanf("%s", student.class_name);

do {
    printf("输入数学成绩 (0-100): ");
    scanf("%f", &student.math_score);
} while (student.math_score < 0 || student.math_score > 100);

do {
    printf("输入英语成绩 (0-100): ");
    scanf("%f", &student.english_score);
} while (student.english_score < 0 || student.english_score > 100);

do {
    printf("输入计算机成绩 (0-100): ");
    scanf("%f", &student.cs_score);
} while (student.cs_score < 0 || student.cs_score > 100);

calculate_average(&student);
students[student_count++] = student;
printf("学生记录添加成功\n");

}

总 结
说明：该课程设计结束后的收获与体会

附录：源代码
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define MAX_STUDENTS 100
#define MAX_NAME_LEN 50
#define MAX_CLASS_LEN 20

typedef struct {
int id;
char name[MAX_NAME_LEN];
char class_name[MAX_CLASS_LEN];
float math_score;
float english_score;
float cs_score;
float avg_score;
} Student;

Student students[MAX_STUDENTS];
int student_count = 0;

void calculate_average(Student *student) {
student->avg_score = (student->math_score + student->english_score + student->cs_score) / 3;
}

void add_student() {
if (student_count >= MAX_STUDENTS) {
printf(“无法添加更多学生记录\n”);
return;
}
Student student;
printf(“输入学号: “);
scanf(”%d”, &student.id);
printf(“输入姓名: “);
scanf(”%s”, student.name);
printf(“输入班级: “);
scanf(”%s”, student.class_name);
printf(“输入数学成绩: “);
scanf(”%f”, &student.math_score);
printf(“输入英语成绩: “);
scanf(”%f”, &student.english_score);
printf(“输入计算机成绩: “);
scanf(”%f”, &student.cs_score);

calculate_average(&student);
students[student_count++] = student;
printf("学生记录添加成功\n");

}

void query_student_by_id(int id) {
for (int i = 0; i < student_count; i++) {
if (students[i].id == id) {
printf(“学号: %d, 姓名: %s, 班级: %s, 数学成绩: %.2f, 英语成绩: %.2f, 计算机成绩: %.2f, 平均成绩: %.2f\n”,
students[i].id, students[i].name, students[i].class_name,
students[i].math_score, students[i].english_score, students[i].cs_score,
students[i].avg_score);
return;
}
}
printf(“未找到学号为 %d 的学生\n”, id);
}

void query_student_by_name(char *name) {
for (int i = 0; i < student_count; i++) {
if (strcmp(students[i].name, name) == 0) {
printf(“学号: %d, 姓名: %s, 班级: %s, 数学成绩: %.2f, 英语成绩: %.2f, 计算机成绩: %.2f, 平均成绩: %.2f\n”,
students[i].id, students[i].name, students[i].class_name,
students[i].math_score, students[i].english_score, students[i].cs_score,
students[i].avg_score);
return;
}
}
printf(“未找到姓名为 %s 的学生\n”, name);
}

void sort_students_by_avg() {
for (int i = 0; i < student_count - 1; i++) {
for (int j = i + 1; j < student_count; j++) {
if (students[i].avg_score < students[j].avg_score) {
Student temp = students[i];
students[i] = students[j];
students[j] = temp;
}
}
}
printf(“学生记录已按平均成绩降序排序\n”);
}

void sort_students_by_cs() {
for (int i = 0; i < student_count - 1; i++) {
for (int j = i + 1; j < student_count; j++) {
if (students[i].cs_score < students[j].cs_score) {
Student temp = students[i];
students[i] = students[j];
students[j] = temp;
}
}
}
printf(“学生记录已按计算机成绩降序排序\n”);
}

void delete_student(int id) {
int found = 0;
for (int i = 0; i < student_count; i++) {
if (students[i].id == id) {
for (int j = i; j < student_count - 1; j++) {
students[j] = students[j + 1];
}
student_count–;
found = 1;
printf(“学生记录删除成功\n”);
break;
}
}
if (!found) {
printf(“未找到学号为 %d 的学生\n”, id);
}
}

void modify_student(int id) {
for (int i = 0; i < student_count; i++) {
if (students[i].id == id) {
printf(“输入新的姓名: “);
scanf(”%s”, students[i].name);
printf(“输入新的班级: “);
scanf(”%s”, students[i].class_name);
printf(“输入新的数学成绩: “);
scanf(”%f”, &students[i].math_score);
printf(“输入新的英语成绩: “);
scanf(”%f”, &students[i].english_score);
printf(“输入新的计算机成绩: “);
scanf(”%f”, &students[i].cs_score);

        calculate_average(&students[i]);
        printf("学生记录修改成功\n");
        return;
    }
}
printf("未找到学号为 %d 的学生\n", id);

}

void analyze_class(char *class_name) {
int count = 0;
float math_sum = 0, english_sum = 0, cs_sum = 0;
float math_max = 0, english_max = 0, cs_max = 0;
float math_min = 100, english_min = 100, cs_min = 100;
int pass_count = 0;

for (int i = 0; i < student_count; i++) {
    if (strcmp(students[i].class_name, class_name) == 0) {
        count++;
        math_sum += students[i].math_score;
        english_sum += students[i].english_score;
        cs_sum += students[i].cs_score;

        if (students[i].math_score > math_max) math_max = students[i].math_score;
        if (students[i].english_score > english_max) english_max = students[i].english_score;
        if (students[i].cs_score > cs_max) cs_max = students[i].cs_score;

        if (students[i].math_score < math_min) math_min = students[i].math_score;
        if (students[i].english_score < english_min) english_min = students[i].english_score;
        if (students[i].cs_score < cs_min) cs_min = students[i].cs_score;

        if (students[i].math_score >= 60 && students[i].english_score >= 60 && students[i].cs_score >= 60) {
            pass_count++;
        }
    }
}

if (count == 0) {
    printf("未找到班级 %s 的学生\n", class_name);
    return;
}

printf("班级 %s 成绩分析:\n", class_name);
printf("数学平均成绩: %.2f, 最高分: %.2f, 最低分: %.2f\n", math_sum / count, math_max, math_min);
printf("英语平均成绩: %.2f, 最高分: %.2f, 最低分: %.2f\n", english_sum / count, english_max, english_min);
printf("计算机平均成绩: %.2f, 最高分: %.2f, 最低分: %.2f\n", cs_sum / count, cs_max, cs_min);
printf("及格率: %.2f%%\n", (float)pass_count / count * 100);

}

void print_students() {
for (int i = 0; i < student_count; i++) {
printf(“学号: %d, 姓名: %s, 班级: %s, 数学成绩: %.2f, 英语成绩: %.2f, 计算机成绩: %.2f, 平均成绩: %.2f\n”,
students[i].id, students[i].name, students[i].class_name,
students[i].math_score, students[i].english_score, students[i].cs_score,
students[i].avg_score);
}
}

int main() {
int choice, id;
char name[MAX_NAME_LEN], class_name[MAX_CLASS_LEN];

while (1) {
    printf("\n学生成绩管理系统\n");
    printf("1. 添加学生记录\n");
    printf("2. 按学号查询学生\n");
    printf("3. 按姓名查询学生\n");
    printf("4. 按平均成绩排序\n");
    printf("5. 按计算机成绩排序\n");
    printf("6. 删除学生记录\n");
    printf("7. 修改学生记录\n");
    printf("8. 班级成绩分析\n");
    printf("9. 输出学生信息表\n");
    printf("10. 退出\n");
    printf("选择操作: ");
    scanf("%d", &choice);

    switch (choice) {
        case 1:
            add_student();
            break;
        case 2:
            printf("输入学号: ");
            scanf("%d", &id);
            query_student_by_id(id);
            break;
        case 3:
            printf("输入姓名: ");
            scanf("%s", name);
            query_student_by_name(name);
            break;
        case 4:
            sort_students_by_avg();
            break;
        case 5:
            sort_students_by_cs();
            break;
        case 6:
            printf("输入学号: ");
            scanf("%d", &id);
            delete_student(id);
            break;
        case 7:
            printf("输入学号: ");
            scanf("%d", &id);
            modify_student(id);
            break;
        case 8:
            printf("输入班级: ");
            scanf("%s", class_name);
            analyze_class(class_name);
            break;
        case 9:
            print_students();
            break;
        case 10:
            return 0;
        default:
            printf("无效选择，请重新选择\n");
    }
}
return 0;

}

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