用链表与文件实现一个简单的学生成绩管理

1、 * 用链表和文件实现一个简单的学生成绩管理 第页 共27页 用链表与文件实现一个简单的学生成绩管理 学生姓名：* 指导老师：* 摘 要 本课程设计主要解决在一个学校中，对学生成绩信息进行管理的问题，通过建立一个相容，一致，易查和全面的学生成绩管理系统，实现对学生成绩信息的插入，删除，显示和查询。在本课程设计中，系统开发平台为windows2000,程序设计语言为visual c+6.0，程序运行平台为windws 98/2000/xp。在程序设计中采用了单链表和文件相结合的方法实现对学生成绩管理。程序通过调试运行，初步实现了设计目标，并且经过适当完善后，将可以应用在实际中解决问题。 关键词

2、程序设计；学生成绩管理； visual c+6.0；单链表与文件 1 引 言对于一个学校来说，学生成绩管理是一个很重要的问题，学生基本信息和成绩管理问题的解决决定了一个学校在管理方面的运转效率。一个好的成绩管理系统可以大大的提高学校的管理效率。1.1 课题背景随着信息时代的到来，各种信息日益丰富，信息迅速膨胀，加之学校规模的扩大，对学生成绩信息的管理已经成为学校中重要的一环。在信息化未到来之前，都是采用人工管理学生成绩的相关信息。但是随着市场经济的飞速发展，各种信息越来越繁杂。人工管理学生成绩信息已经远远不能满足学校的需求。特别是对一些规模大的学校来说，实现对学生成绩高效、准确的管理是十分重要

3、的。人工管理不仅速度慢而且容易出错。这些大大的降低了学校管理的效率，甚至会因一些错误造成不必要的麻烦。所以通过建立一个完整，透明，一致，高效，易查的学生成绩管理系统可以实现对学生成绩的有效管理，大大的提高学校的管理效率。数据结构是指相互之间存在一定关系的数据元素的集合。按照视点的不同，数据结构分为逻辑结构和存储结构。数据的逻辑结构(logical structure)是指数据元素之间逻辑关系的整体。所谓逻辑关系是指数据元素之间的关联方式或邻接关系。根据数据元素之间逻辑关系的不同，数据结构分为四类：集合；线性结构；树结构；图结构。数据的逻辑结构属于用户视图，是面向问题的，反映了数据内部的构成方式

4、。为了区别于数据的存储结构，常常将数据的逻辑结构称为数据结构。数据的存储结构(storage structure)又称为物理结构，是数据及其逻辑结构在计算机中的表示，换言之，存储结构除了数据元素之外，必须隐式或显示地存储数据元素之间的逻辑关系。通常有两种存储结构：顺序存储结构和链接存储结构1。线性表是一种最基本、最简单的数据结构，简称表，是具有零个或多个具有相同类型的数据元素的优先序列，这些数据元素之间仅具有单一的前驱和后继关系。线性表中的元素具有抽象（即不确定）的数据类型，在设计具体的应用程序时，数据元素的抽象类型将被具体的数据类型所取代。线性表的存储结构主要有顺序存储结构和链接存储结构（即

5、顺序表和单链表）1。单链表是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，因此单链表中元素的逻辑次序和物理次序不一定相同。为了能正确表示元素之间的逻辑关系，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的地址信息，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，称为节点（node）1。节点结构如图1所示：datanext图1节点结构文件是程序设计中的一个重要概念。所谓“文件”，一般是指存储在外部介质上的数据的集合。一批数据是以文件的形式存放在外部介质上的。操作系统是以文件为单位对数据进行管理的。要向外部介质上存储

6、数据也必须先建立一个文件（以文件名为标识），才能向它输出数据。对用户来说，常用到的文件有两大类，一类是程序文件（program file）,如c+的源程序文件、目标文件、可执行文件等。一类是数据文件，在程序运行时，常常需要将一些数据（运行的最终结果或中间数据）输出到磁盘上存放起来，以后需要时再从磁盘中输入到计算机内存。这种磁盘文件就是数据文件。程序中的输入和输出的对象就是数据文件2。1.2 课程设计目的学生成绩管理系统是为了实现学校人力资源优化和学生成绩的科学管理而设计的，通过建立一个相容，一致，易查和全面的学生成绩管理系统，使得学校学生成绩管理更加高效，准确。更加科学化和正规化。 经过调试运

7、行，可以更加有效的管理学生成绩信息，其中包括学生的基本信息（学号、姓名、性别），成绩信息（数学成绩、英语成绩、计算机成绩）。并且具有信息的添加，查询，删除和显示的功能。本课程设计主要是用链表和文件实现的，通过程序的编写、调试和运行可以进一步掌握数据结构及算法的程序实现的基本方法。理解线性表的连接存储结构，单链表的基本操作的实现，同时加深对文件的概念的理解，掌握在程序中如何打开和关闭文件。1.3课程设计内容本课程设计是用链表和文件完成学生成绩管理，其中学生的基本信息包括：学号、姓名、性别；学生的成绩信息包括：数学成绩、英语成绩、计算机成绩。如图2所示 ：学生成绩管理学号性别姓名数学成绩英语成绩计

8、算机成绩图2学生成绩管理信息程序的功能是实现对学生成绩信息的添加，查询，删除和显示。如图3所示：学生成绩管理学生成绩录入学生成绩查询学生成绩删除学生成绩显示图3功能模块图2 设计思路与方案2.1设计思路类是所有面向对象语言的共同特征，因此类是c+中十分重要的概念，是实现面向对象程序设计的基础。是c+的灵魂。c+支持面向过程的程序设计，也支持基于对象的程序设计，又支持面向对象的程序设计。基于对象就是基于类，与面向过程的程序不同，基于对象的程序是以类和对象为基础的，程序的操作是围绕对象进行的。在此基础上利用了继承机制和多态性，就成为面向对象的程序设计。c+中对象的类型称为类，类代表了某一批对象的共

9、性和特征，类是对象的抽象，而对象是类的具体实例。在类体中是类的成员列表，列出类中的全部成员。它是一种广义的数据类型，除了数据部分以外，还包括了对这些数据操作的函数。这体现了把数据和操作封装在一起。2.2设计方案 学生成绩管理问题中，操作对象是每个学生的成绩信息，各信息之间的关系可以用线性表的顺序存储结构来实现，也可以用线性表的链接存储结构来实现。考虑到学生成绩登记表一经建立，需要经常录入学生成绩，删除已经毕业的学生的成绩，同时学生要对自己的成绩进行频繁的查询。而在单链表中进行插入和删除操作不需要移动元素，所需的时间仅为o(1)。在顺序表中进行插入和删除操作需要移动表长一半的元素，需要的平均时间

10、为o(n)。所以采用链接存储结构来实现。 在程序中需要把学生成绩信息的书面形式转化为具体的类。在本课程设计中总共定义了三个类来实现学生成绩管理。第一、定义student类，用带参数的构造函数并用参数初始化列表对数据成员进行初始化。在类中重载流插入运算符、流提取运算符和双目运算符（”=”）分别用来输出student类的对象的信息、输入student类的对象的信息、进行比较。第二、定义menu类，用来显示菜单，实现对学生成绩的插入，删除，查询和显示。第三、定义单链表类cjguanli，实现单链表的各个操作。cjguanli类的定义如下所示：class cjguanlipublic:cjguanli

11、(); /建立只有头节点的空链表cjguanli(t a ,int n); /建立有n个元素的单链表cjguanli( ) ; /析构函数void insert(int i,t x); /在单链表第i个位置插入元素值为x的节点t delete(int i); /在单链表中删除第i个节点t get(int i); /取单链表中第i个节点的元素值int getlength() const; /求单链表的长度void printcj(); /遍历单链表，按序号依次输出各元素int find(const t& x); /求单链表中值为x的元素序号private:node *first;int leng

12、th; ;3 详细实现3.1建立score.txt文件建立一个score.txt文件，在程序运行时，选择操作4，就会显示出文件中已经存储的学生成绩信息的内容。score.txt文件内容如下表1所示：学号姓名性别数学成绩英语成绩计算机成绩2001程云女8589842002孟军男8982962003陈刚男8876832004胡凡女9682902005刘珊女8578882006武明男848778 表1 score.txt文件3.2实现学生成绩的录入定义学生类student的对象stu, 输入对象stu的信息，调用单链表中的插入函数，插入stu对象的信息，链表长度增加1. 单链表插入操作的流程图如下图

13、所示：指针p初始化，累加器j清零查找第i-1个节点且使p指向改节点判断插入位置是否合理抛出位置异常将元素值x插入ny图4 单链表插入操作流程图3.3实现学生成绩的删除首先定义字符串学号，输出提示信息”输入学号”,然后输入学号，再调用单链表中的find函数进行查找，找出要删除学生在单链表中的位置，判断位置是否为0，若否，再调用单链表中的delete 函数，删除该学生的成绩信息。本操作的流程图如下所示：输入要删除学生的学号查找该学生在链表中的位置判断位置是否为0ny删除学生成绩信息输出没有该成员图5 学生成绩删除流程图3.4实现学生成绩的查询输出提示信息”输入学号”，输入要查询学生成绩的学号，调用

14、单链表中的find函数，查找该学生在单链表中的位置，如果位置异常，输出提示信息”没有该成员”,否则，调用单链表中的get函数，求出该节点的值并输出。操作流程图如下所示：输入要查询学生的学号查找该学生在链表中的位置判断位置是否为0输出没有该成员输出该学生的成绩信息yn图6 学生成绩查询流程图3.5实现学生成绩的显示输出提示信息”输出学生成绩信息”,然后调用单链表中的函数printcj。依次输出单链表中所有数据元素。单链表中的输出操作流程图如下所示：工作指针p初始化判断p是否为空ny输出节点数据，p指针后移退出 图7 单链表输出操作流程图4 运行环境与结果4.1运行环境在本课程设计中，系统开发平台

15、为windows2000,程序设计语言为visual c+6.0，程序的运行环境为visual c+ 6.0。visual c+一般分为三个版本:学习版、专业版和企业版，不同的版本适合于不同类型的应用开发。实验中可以使用这三个版本的任意一种，在本课程设计中，以visual c+ 6.0为编程环境。microsoft visual c+ 6.0是microsoft公司的microsoft visual studio 6.0开发工具箱中的一个c+程序开发包。visual c+包中除包括c+编译器外，还包括所有的库、例子和为创建windows应用程序所需要的文档。自1993年microsoft公司推

16、出visual c+1.0后，随着其新版本的不断问世，visual c+已成为专业程序员进行软件开发的首选工具。 visual c+从最早期的1.0版本，发展到最新的7.0版本，visual c+已经有了很大的变化，在界面、功能、库支持方面都有许多的增强。最新的7.0版本在编译器、mfc类库、编辑器以及联机帮助系统等方面都比以前的版本做了较大改进。虽然微软公司推出了visual c+.net(visual c+7.0)，但它的应用的很大的局限性，只适用于windows 2000,windows xp和windows nt4.0。所以实际中，更多的是以visual c+6.0为平台。visual

17、 c+ 6.0是microsoft公司推出的目前使用最广泛的基于windows平台的可视化编程环境。visual c+ 6.0是在以往版本不断更新的基础上形成的，由于其功能强大，灵活性好，完全课扩展以及具有强大的internet支持，因而在各种c+语言开发工具中脱颖而出，成为目前最为流行的c+语言集成开发环境。visual c+ 6.0秉承visual c+以前版本的优异特性，为用户提供了一套良好的可视化开发环境：主要包括文本编辑器、资源编辑器、工程创建工具、debugger调试器等等。用户可以在集成开发环境中创建工程、打开工程、建立、打开和编辑文件、编译、链接、运行、调试应用程序。4.2运行

18、结果（1）在程序开始运行时，按照提示输入磁盘文件名score.txt。就会显示出功能选择菜单，提示用户是对学生成绩进行插入、删除、查询、输出还是退出操作。如下图8所示。在输入命令后面选择命令4，就会依次显示出score.txt文件中学生的学号、姓名、性别、数学成绩，英语成绩、计算机成绩。如下图9所示.图8 功能选择菜单图9 显示文件中存储的数据（2）在选择1后，程序执行插入学生成绩的操作。结果如下图10所示：图10 执行插入操作后的结果（3）选择功能2，提示输入要删除的学生学号。输入学号后程序执行删除学生成绩的操作。结果如下图11所示：图11 执行删除操作再次选择功能4进行输出时可以看到没有学

19、号为2005的学生的成绩记录。如下图12所示：图11 执行删除操作后的结果如果输入的要删除的学生的学号不存在，就会提示没有该成员。如下图12所示：图12 提示删除不成功（3）选择命令3，提示要查询学生成绩的学号，输入学号后，显示该学生的信息和各科成绩。如下图13所示：图13 查询学生成绩如果输入的学生学号不存在，就会显示提示信息。如下图14所示：图14 提示查询不成功（4）选择命令4，依次显示出各个学生的成绩信息（含新插入的信息）。如下图15所示：图15 显示学生成绩信息（5） 选择命令5，退出程序。如下图16所示：图16 退出程序5 结束语这次的课程设计的内容是用链表和文件实现学生成绩管理，

20、这对我来说是个很具有挑战性的任务，虽然只做了一个很简单的成绩管理模块，但通过两个星期的设计也从中学到了不少东西，更深刻的理解了课本中的内容。数据结构是一门实践性较强的课程，为了学好这门课程，必须在掌握理论知识的同时，加强上机实践。同时再次深刻理解了c+中类的思想和实现，文件的概念和相关操作，单链表和顺序表在时间性能及空间性能方面的优缺点。根据实际问题的需要，对个方面的优缺点加以综合平衡，从中选择比较适宜的实现方法。在本次课程设计中，我明白了理论与实际相结合的重要性，并提高了自己组织数据及编写程序的能力，培养了基本的，良好的程序设计技能。提高综合运用所学知识的能力。在这次课程设计中曾遇到了不少问

21、题，就单凭我一个人的能力很难准时有效的完成这次的课程设计，在此，我忠心感谢我的指导老师肖增良。肖老师对工作认真负责，耐心辅导，知识丰富。在这次课程设计中给了我很大的帮助。他严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我获益非浅。同时还要感谢我的同学，他们为我提出了很多有用的建议，帮助我完成了这次的课程设计。最后也要感谢我们学校为我们提供良好的编程环境，使我们能够按时完成任务。参考文献1王红梅，胡明，王涛. 数据结构(c+版) . 北京：清华大学出版社，20072 王红梅，胡明，王涛. 数据结构(c+版) 学习辅导与实验指导. 北京：清华大学出版, 20073谭浩强 . c+程序设计. 北京：清华大学出版

22、社, 20044郑阿奇，丁有和. visual c+教程.北京：机械工业出版社，2006附录：源程序代码/ 程序名称：cjguanli.h/ 程序功能：用类定义单链表的数据类型，实现链表的插入，删除，查找等基本操作 / 程序作者：程芳芳/ 最后修改日期：2008-9-7#ifndef cjguanli_h#define cjguanli_h#includeusing namespace std;template struct nodet data;node *next;template /定义模板类cjguanliclass cjguanli public:cjguanli(); /建立只有头

23、节点的空链表cjguanli(t a ,int n); /建立有n个元素的单链表cjguanli( ) ; /析构函数void insert(int i,t x); /在单链表第i个位置插入元素值为x的节点t delete(int i); /在单链表中删除第i个节点t get(int i); /取单链表中第i个节点的元素值int getlength() const; /求单链表的长度void printcj(); /遍历单链表，按序号依次输出各元素int find(const t& x); /求单链表中值为x的元素序号private:node *first;int length; / this

24、;#endif/ 程序名称：menu.h/ 程序功能：定义菜单类，实现学生成绩的插入，删除，查询和输出/ 程序作者：程芳芳/ 最后修改日期：2008-9-7#ifndef _menu_h#define _menu_h#include #include #include #include cjguanli.cpp#include student.husing namespace std;class menupublic:menu(); /构造函数menu(); /析构函数void display(); /显示菜单void addstu(); /将学生成绩插入到单链表中void deletestu

25、(); /删除学生成绩void selectstu(); /查询学生成绩void output(); /依次输出学生成绩public:cjguanli list;string filename;#endif / _menu_h/ 程序名称：student.h/ 程序功能：定义student类，用来输出和输入student类的对象的信息/ 程序作者：程芳芳/ 最后修改日期：2008-9-7#ifndef _student_h#define _student_h#include using namespace std;class studentpublic:student(string numbe

26、r=,string na=,string s=女,double ma=0,double eng=0,double com=0):num(number),name(na),sex(s),math(ma),english(eng),computer(com) /定义带参数的构造函数并用参数初始化列表对数据成员进行初始化/定义运算符重载函数friend std:ostream& operator (std:ostream& os,const student& stu) /重载流插入运算符，用来输出student类的对象的信息 os学号:stu.numn; /输出学号os姓名:n; /

27、输出姓名os性别:stu.sexn; /输出性别os数学成绩:stu.mathn; /输出学生数学成绩os英语成绩:stu.englishn; /输出学生英语成绩os计算机成绩:puter重载函数friend std:istream& operator (std:istream& in,student& stu) /重载流提取运算符，输入自定义类型对象的信息coutstu.num; /输入学号; /输入姓名coutstu.sex; /输入性别coutstu.math; /输入数学成绩coutstu.english; /输入英语成绩coutputer; /输入计算机成绩r

28、eturn in;friend bool operator =(const student & lf,const student & rf) /重载双目运算符=用来进行比较bool flag=true;if(lf.num!=rf.num)flag=false;return flag;string getnum() return num;string getname() return name; string getsex() return sex; double getmath() return math; double geteng() return english;double getco

29、m() return computer;private:string num; /学号string name; /姓名string sex; /性别double math; /数学成绩double english; /英语成绩double computer; /计算机成绩;#endif /_student_h/ 程序名称：cjguanli.cpp/ 程序功能：定义cjguanli类中的成员函数/ 程序作者：程芳芳/ 最后修改日期：2008-9-7#ifndef _cjguanlicpp_h#define _cjguanlicpp_h#include cjguanli.htemplate int

30、 cjguanli:getlength() const /求单链表的长度return length;templatecjguanli:cjguanli() /建立只有头节点的空链表first=new node;first-next=null;length=0;/* *用头插法构造有n个元素的单链表 */templatecjguanli:cjguanli(t a ,int n)/node *first; / herefirst=new node;first-next=null;for(int i=0;in;i+)node *s=new node; s-data=ai;s-next=first-n

31、ext;first-next=s;/* *插入函数insert，将x插入到单链表第i个位置 */templatevoid cjguanli:insert(int i,t x)node *p=first; /工作指针p初始化int j=0;while(p&jnext; /工作指针p后移j+;if(!p) throw位置; /若插入位置错误，显示提示信息elsenode *s;s=new node;s-data=x;s-next=p-next; /将节点s插入到节点p之后p-next=s;length+; /链表长度增加1/* *删除函数delete，删除单链表中第i个元素 */templatet

32、 cjguanli:delete(int i)t x; if(ilength) throw error!;node *p;int j;p=first;j=0; /工作指针p初始化while(p&jnext;j+;if(!p|!p-next) /节点p不存在或者节点p的后继节点不存在throw位置;elsenode *q;q=p-next;x=q-data; /暂存被删除节点p-next=q-next; /摘链delete q; length-; /链表长度减1return x; /* *求单链表中第i个元素节点的值 */templatet cjguanli:get(int i) node *p

33、;int j;p=first-next;j=1; /或者p=first, j=0while(p&jnext; /工作指针p后移j+;if(!p)throw 位置;else return p-data;/* * 遍历输出函数printcj，输出单链表中所有元素 */templatevoid cjguanli:printcj( )node *p;p=first-next;while(p)coutdatanext;/* * 取单链表中第i个节点的元素值 */template int cjguanli:find(const t& x) node *p=first-next;int k=1;while(

34、p)if(p-data=x)return k;elsek+;p=p-next;if(klength)k=0;return k;#endif/ _cjguanlicpp_h/ 程序名称：menu.cpp/ 程序功能：定义menu类中的成员函数/ 程序作者：程芳芳/ 最后修改日期：2008-9-7#include menu.h#include #include #include using namespace std;void menu:display() /显示功能选项cout * 学生成绩管理 *endl;cout - 插入学生成绩请按 1 -endl;cout - 删除学生成绩请按 2 -e

35、ndl;cout - 查询学生成绩请按 3 -endl;cout - 输出全部学生成绩 4 -endl;cout - 退出程序 5 -endl;cout *endl;cout stu;list.insert(list.getlength()+1,stu); /将学生信息插入到单链表中,链表长度增加1void menu:deletestu() /删除单链表中的学生信息string num;coutnum;student stu(num);int k=list.find(stu); /在链表中查找学生所在的位置if(k=0)cout没有该成员!endl; elselist.delete(k); /在单链表中删除该学生的成绩v