高级程序设计实践C++

19级“高级程序设计实践（C++）”课程设计任务书课程设计的目的与任务本设计是课程一一《面向对象编程（C++）》的一个关键实践环节。它是根据教学计划的要求，在教师的指导下，对学生实施程序设计训练的必要过程，是对前期课堂学习内容的综合应用及其效果的检验和提高。其目的在于培养学生综合运用理论知识来分析和解决实际问题的能力、以及严谨的科学态度和良好的程序设计习惯。在课程设计中，要求学生能够遵循软件开发过程的基本规范，运用面向对象程序设计的方法，按照选定的课程设计题目要求，独自地完成设计、编写、调试和测试应用程序及编写文档的任务。课程设计的要求本设计采用教师指导、学生自学和独立编程操作方式，先由学生查阅与本设计有关的书籍和资料，在两周时间内，完成课程设计内容中的一个管理系统，具体要求如下：独立思考：独立完成课程设计中各任务的设计和调试。数据管理：管理系统中的数据可用数据库的形式保存，也可用普通文件（文本文件或二进制文件）的形式保存。面向对象编程要求：要求使用类和对象进行程序设计，并能够合理设计类（包括对不同类的设计以及同一类的成员的设计），要求在程序中体现出函数重载、运算符重载、类的继承与派生等语法。尽量避免使用全局变量用户管理功能：所设计的系统要求能用于多个用户，每个用户管理自己的数据和登录密码。程序要求：界面美观、可操作性强、稳定性好。课程设计内容本课程设计包括以下十个题目，分别完成不同管理系统的设计。每个同学根据自己的学号，设计一个相应的管理系统。各管理系统的功能详见附录1-附录10。股票价格管理与预测系统（学号尾数为1的同学）天气管理与预测系统（学号尾数为2的同学）多项式函数的参数辨识系统（学号尾数为3的同学）车站售票信息管理与客流量预测系统（学号尾数为4的同学）疫情统计与预测系统（学号尾数为5的同学）产品的检验系统（学号尾数为6的同学）酒店信息管理与入住人数预测系统（学号尾数为7的同学）某市地铁售票管理与客流量预测系统（学号尾数为8的同学）外卖点餐系统（学号尾数为9的同学）课程平时成绩管理系统（学号尾数为0的同学）考核方式与评分办法（一） 考核方式学生每次进实验室上机设计要进行考勤登记。上机前应预习并编写好上机程序，否则不允许进机房。设计任务完成后，提交程序清单，老师在电脑上当面验收（系统所有的功能是否全部完成，类的设计是否合理、程序结构是否合理、算法设计质量、程序的规范性、程序的可读性等质量等）并评定成绩。提交一份设计报告（即设计说明书）包括：设计任务的目的和要求、系统总体设计、系统详细设计（各功能模块的流程图及详细的文字分析与说明）、系统特色与不足、系统调试遇到的问题和解决的方法、设计心得与总结、参考资料等。内容不得少于设计说明书专用纸20页，必须手写，书写要整洁、规范，装订成册。（二） 评分办法成绩分为优、良、中、及格、不及格五档，主要由三部分组成：每次上机考勤记录占总成绩的20%；设计任务完成后，交程序清单老师在电脑上当面验收，评定成绩占总成绩的40%；课程设计报告占总成绩的40%。五课程设计报告基本内容要求（一） 、封面（二） 、目录（三） 、本次课题的基本目的和要求（四） 、软件整体规划及设计（设计分析、类的设计、程序结构等）（五） 、程序详细设计各模块的功能及程序说明、流程图等（六） 4、调试运行结果并显示（包括输入数据和输出结果）（七） 软件特色与不足（八） 5、设计体会（九） 、参考文献选题一：股票价格管理与预测系统基本要求：编写一个股票价格管理与预测系统，实现对股票价格的管理，并根据前若十天的收盘价格，预测当天的开盘价。系统须支持多用户登录，记录每个用户的姓名、手机号，以及该用户所选择的股票信息。每个股票包括以下信息：股票代码、名称、一段时间的价格（包括开盘价、收盘价和当天最高价）等，以及开盘价格预测结果，股票预测模型的辨识以及股票的预测通过成员函数实现。基本管理功能：用户添加：增加一个用户到系统中。用户登录：输入用户名和密码登录系统。用户修改：修改用户信息。用户删除：从系统中删除一个用户的所有信息。股票添加：为用户增加一个股票，并输入（或从文件中读入）这个股票的历史价格。股票修改：为用户修改已经选择的股票。股票删除：为用户删除已经选择的股票。股票预测：为用户预测已选股票的价格。打印功能：以表格形式打印用户全部股票信息。信息保存：将每个用户的信息（包括用户个人的信息、所选股票的信息）保存到不同的文件中（数据库文件或普通文本文件）。用户查看：使用管理员身份登录系统，可以查看所有用户的所有信息。其他要求及说明：要求系统至少管理3个用户，每个用户中至少管理10个股票，每个股票至少保存30天的数据，股票的代码、名称、价格数据可以上网查，也可自己输入合理数据。当日股票价格采用时间序列方法预测，即根据前面n天的收盘价格明，％，•••，、预测当天的开盘价格y，即采用如下的预测模型：^=%+U「x1+"x2+…+其中系数a0,a1,a2,...,an需要根据历史数据，编写算法求得（可采用最小二乘法）。模型中的参数n要求大于10，可以设为固定值，也可以由用户自己设定。鼓励大家自己采用其他的预测模型。鼓励大家设计更多的系统功能。选题二：天气管理与预测系统基本要求：编写一个天气管理与预测系统，实现对城市天气的管理，并根据前若十天的平均气温，预测当天的平均气温。系统须支持多用户登录，记录每个用户的姓名、手机号，以及该用户所选择的城市信息。城市天气信息包括：城市名称、电话区号、一段时间的天气（包括每天的最低气温、平均气温、最高气温、降雨量等）以及平均气温的预测结果，气温预测模型的辨识以及气温的预测通过成员函数实现。基本管理功能：用户添加：增加一个用户到系统中。用户登录：输入用户名和密码登录系统。用户修改：修改用户信息。用户删除：从系统中删除一个用户的所有信息。城市添加：为用户增加一个城市，并输入（或从文件中读入）这个城市的历史天气。城市修改：为用户修改已经选择的城市。城市删除：为用户删除已经选择的城市。气温预测：为用户预测已选城市的平均气温。打印功能：以表格形式打印用户全部城市信息。信息保存：将每个用户的信息（包括用户个人的信息、所选城市的信息）保存到不同的文件中（数据库文件或普通文本文件）。用户查看：使用管理员身份登录系统，可以查看所有用户的所有信息。其他要求及说明：要求系统至少管理3个用户，每个用户中至少管理10个城市，每个城市至少保存30天的数据，天气信息可以上网查，也可自己输入合理数据。当日气温采用时间序列方法预测，即根据前面n天的平均气温气，呵，…，匕预测当天的平均气温y，即采用如下的预测模型：^=%+U「x1+"x2+…+其中系数a0,a1,a2,...,an需要根据历史数据，编写算法求得（可采用最小二乘法）。模型中的参数n要求大于10，可以设为固定值，也可以由用户自己设定。鼓励大家自己采用其他的预测模型。鼓励大家设计更多的系统功能。选题三：多项式函数的参数辨识系统基本要求：编写多项式函数的参数辨识系统，多项式函数的形式为：y=%+件+"2+...+"式中，乂为自变量（xmin<x<xmax），y为因变量，a0,a1,a2,...,an为多项式的系数，n为多项式的次数。每个多项式包括以下信息：多项式名称（根据n的值命名，如2次多项式、3次多项式，......）、自变量的上限xmax和下限xmin，多项式的次数（即n的值）、多项式系数的真实值〃〃〃 〃多项式系数的辨*口结里.辨识口结果的真实值"n,a〔,a,,•…，"乃，多工'系数的J辨干识l口果：a（\,ai,a,•…，aa、辨识l口^nn的评价指标。基本管理功能：多项式基本信息的输入：从键盘输入多项式的次数、自变量的上限和下限，以及多项式系数的真实值。样本数据的产生、保存与读取：根据输入的多项式信息，在[xmin,xmax]范围内均匀产生50个x值，利用公式（3）得到对应的50个y值，并给每个y值产生一点随机的扰动（即利用C++中的随机函数产生一点扰动，叠加到原来的y值上）。将其保存在硬盘（以数据库文件或普通文本文件的形式），需要时可以从硬盘将数据读取出来参数辨识：根据多项式所产生的数据（50组），利用最小二乘法辨识多项式系数a0,a»,a2,…,an。（这一部分内容需要自己查阅参数辨识、最小二乘法等知识的相关资料，并进行编程）。多项式值的估计值：在[xmin,xmax]范围内随机产生50个x值，根据a0,a1,a2,…，an和a0,a»,a2,...,an，计算多项式的真实值y和估计值y，（各有50个值），即：y=a0+a「x+"2+…+anxy'=a'+a\•x+a'•x2+...+a'x01 2 n参数辨识结果评价：根据计算得到的50个y和y'，计算它们的均方差，作为对参数辨识结果的评价指标。（均方差的计算自己查阅文献）查询与输出功能：可以按多项式名称该多项式的信息，并按一定的格式将其输出。要求系统至少对7个不同的多项式进行辨识。鼓励大家设计更多的系统功能。选题四：车站售票信息管理与客流量预测系统系统要求编写一个车站售票信息管理与售票数量预测模型，预测模型采用线性回归模型，即根据汽车站前若十天的售票数量来预测当天的售票数量。各个车票包括以下信息：车次、始发地、目的地、车票价格、发车时间、到达时间、总票数、余票。每个顾客包括以下信息：顾客姓名、性别、身份证号、联系方式、乘车时间、车次、始发地、目的地、以及一段时间内每一天的售票总数统计以及预测的售票数，售票数预测模型的辨识以及售票数的预测通过成员函数实现。、基本管理功能用嚣功能加系统"始发地用;的地密码进行格份发车时间、到达时间、总票数、余票。车票信息的修改：可以修改车票的基本信息。车票信息的删除：可以删除某一车票的所有信息。车票信息的查询：可以根据始发地、目的地以及发车时间等查询所有满足条件的信息时顾客基本信息的输入：包括顾客姓名、性别、身份证号、联系方式、乘车时间、车次、始发地、目的地时顾客基本信息的查询：可以按顾客姓名、按身份证号、按车次、乘车时间等查询顾客的基本信息，要求能返回所有符合条件的顾客的信息顾客基本信息的修改：可以修改顾客的基本信息。顾客基本信息的删除：可以从系统中删除一个顾客的所有信息。汇总打印功能：要求可以对当天的所有车票信息进行汇总打印。（表格形式打印）历史数据的保存与读取：要求输入的所有信息数可以保存在硬盘（以数据库文件或普通文本文件的形式），并且所有的数据都可以读取显示。统计功能：要求可以对某一天的车票信息可以按发车时间、始发地、目的地以及路线等不同维度统计相关人数。退出功能：要求点击退出，可以退出车票信息管理系统。3.其他要求及说明:[5] 要求系统至少管理4种车票的信息，每种车票信息中至少包括10个不同顾客的基本信息，系统中至少保存30天的售票总数，售票总数可以上网查，也可自己输入合理数据。当日售票总数采用时间序列方法预测，即根据前面n天的售票总数％,可，…，an预测当天的售票数y，即采用如下的预测模型：y=a0+气向+心+…+其中系数a0,a1,a2,…,an需要根据历史数据，编写算法求得（可采用最小二乘法）。模型中的参数n要求大于20，可以设为固定值，也可以由自己设定。鼓励大家自己采用其他的预测模型。鼓励大家设计更多的系统功能。选题五：疫情统计与预测系统基本要求：编写一个新冠肺炎疫情统计与预测系统，实现对不同国家不同城市的疫情情况的管理，并根据前若十天的新增病例数及现存病例，预测当天的新增病例数。城市疫情信息包括：国家名称、城市名称、疫情数据（新增病例数、现有病例数、累计病例数、治愈病例数、死亡病例）以及新增病例的预测结果，疫情预测模型的辨识以及疫情的预测通过成员函数实现。基本管理功能：城市添加：增加一个城市，并输入（或从文件中读入）这个城市的所属国家及疫情数据。国家（城市）修改：修改已经选择的国家（城市）。国家（城市）删除：删除已经选择的国家（城市）。疫情预测：预测已选城市的新增病例数。打印功能：以表格形式打印全部城市疫情信息。统计功能：所有城市疫情数据可以分别按照新增病例数、现有病例数、累计病例数、治愈病例数、死亡病例数从高到低排序并打印，并可通过选择不同国家来查看该国家的所有城市累计疫情数据（新增病例数、现有病例数、累计病例数、治愈病例数、死亡病例）。信息保存：将全部城市疫情信息保存到不同的文件中（数据库文件或普通文本文件）。其他要求及说明：要求系统至少包含3个国家，每个国家至少包含10个城市，每个城市至少保存30天的数据，疫情信息可以上网查，也可自己输入合理数据。当日新增病例数采用时间序列方法预测，即根据前面n天的平均新增病例数呵，四…,xn预测当天的新增病例数y，即采用如下的预测模型：y=%+U「x1+"x2+…+其中系数a0,a1,a2,...,an需要根据历史数据，编写算法求得（可采用最小二乘法）。模型中的参数n要求大于10，可以设为固定值，也可以由用户自己设定。鼓励大家自己采用其他的预测模型。鼓励大家设计更多的系统功能。选题六：产品的检验系统基本要求：某类型产品在出厂时需根据若干个属性来判断产品是否合格（其中1表示产品合格，0表示产品不合格），其分类模型如下：其中x1,x2为该产品属性，a0,a1,a2为该分类模型的参数，现在需要你根据该产品的历史数据建立出一个二分类模型，得到该模型后根据该产品的两个属性判断待检测产品是否合格（注：本题数据由文末给出，且数据是由以上线性模型产生的，建立分类模型时你可以通过辨识出上述线性模型的参数得到，或者你可以采用其他的建模方式，最终目的是根据产品的两个属性值判断出产品是否合格，分类模型的建立须在系统内完成）产品包括以下信息：产品编号、产品的至少四个属性值等（属性值自己设定）。基本管理功能：产品信息的输入：从键盘输入产品的两个属性值以及其编号产品历史信息的保存与读取：将其保存在硬盘（以数据库文件或普通文本文件的形式），需要时可以从硬盘将数据读取出来。产品信息删除与修改：删除该编号产品，或修改其属性值和编号分类模型的建立：根据所提供的历史数据，得到分类模型（这一部分内容需要自己查阅参数辨识等知识的相关资料或了解机器学习相关概念，并进行编程）。产品的检验：根据所建立的模型，以该产品的两个属性值为输入，判断其是否合格参数辨识结果评价：根据模型所建立的二分类模型的判断结果，得到待检验产品的误判率；信息保存:检测完产品后,将该产品的信息保存打印功能：打印检测不合格产品的信息鼓励大家设计更多的系统功能。产品编号产品属性X1产品属性X2合格标注据数史历的品产1000010.999355-0.84105311000020.601533-0.1692471100003-0.3541690.9709550100004-0.9497110.68529701000050.465647-0.8951951100006-0.0544270.4550360100007-0.214823-0.77008401000080.720028-0.0292381100009-0.8850770.7371890100010-0.230910-0.9665920100011-0.7163190.6378170100012-0.9086370.56774701000130.395989-0.61258511000140.8270230.8256891100015-0.2329090.3673800100016-0.5137780.77678701000170.8141950.42573911000180.404036-0.03021611000190.7912760.66643611000200.895947-0.81850711000210.873384-0.94901611000220.993573-0.3285441100023-0.206115-0.02615501000240.319873-0.54927401000250.6459010.10941811000260.2447330.36229711000270.4010130.6698861100028-0.0209700.79174601000290.017634-0.12480401000300.559427-0.2006891100031-0.919028-0.11976001000320.802015-0.38074711000330.464091-0.10609311000340.2315660.92878011000350.510376-0.0753041100036-0.431066-0.0080160

100037-0.587502-0.95692001000380.304372-0.61543001000390.8562400.79626911000400.609147-0.2214161100041-0.299128-0.7959080100042-0.459623-0.30060301000430.489235-0.64290811000440.445984-0.50181811000450.7134410.28196911000460.8376390.9515081100047-0.4619830.84132801000480.376304-0.89238601000490.2359940.8061691100050-0.856893-0.6200010100051-0.6232040.9852300100052-0.328861-0.3470010100053-0.377908-0.5449130100054-0.1595920.8874210100055-0.8245220.62169401000560.1197370.84888811000570.3352500.4370041100058-0.7693970.7585130100059-0.3686790.73012401000600.961593-0.2851501据数品产测检待1000610.771739-0.7274471100062-0.9544830.61156101000630.7265710.3622501100064-0.510013-0.1372260100065-0.1327970.8942310100066-0.7292480.9023450100067-0.568800-0.93583901000680.549458-0.4476661100069-0.825627-0.8644940100070-0.1992440.65389901000710.180222-0.2073530100072-0.6069530.1623530

1000730.393625-0.31293211000740.1859390.9424191100075-0.0716200.2068120100076-0.5176900.3352820100077-0.1744590.72665001000780.540989-0.1598261100079-0.929322-0.85317801000800.2151010.7427941注:根据产品的历史数据，得到二分类模型后，标红的信息是假设未知的，以待检测样本数据的两个属性来判断产品是否合格。选题七：酒店信息管理与入住人数预测系统系统要求编写一个酒店信息管理与入住人数预测系统，预测模型采用线性回归模型，即根据某酒店前若十天的入住人数来预测当天的入住人数。各个客房包括以下信息：客房编号、价钱、等级、是否售出、出售时间等。每个顾客包括以下信息：顾客编号、姓名、性别、身份证号、联系方式、入住时间、离开时间、所住房间以及一段时间内实际的入住人数统计以及预测的入住人数，入住人数预测模型的辨识以及入住人数的预测通过成员函数实现。、基本管理功能用户登录系统：在初始界面需要输入正确的用户名和密码才能进入系统。客房基本信息的输入：客房编号、价钱、等级、是否售出、出售时间。客房基本信息的查询：可以按客房编号查询某个客房的基本信息。客房基本信息的修改：可以修改客房的基本信息。客房信息的删除：可以从系统中删除一个客房的所有信息。顾客基本信息的输入：顾客编号、姓名、性别、身份证号、联系方式、入住时间、离开时间、所住房间。顾客基本信息的查询：可以按入住号、按身份证号、按房间查询查询顾客的基本信息，要求能返回所有符合条件的顾客的信息以及入住日期。还可以按照日期浏览某一天所有顾客的基本信息以及当天的入住人数。顾客基本信息的修改：修改顾客的基本信息。顾客基本信息的删除：可以从系统中删除一个顾客的所有信息。历史数据的保存与读取：要求输入的所有信息数可以保存在硬盘（以数据库文件或普通文本文件的形式），并且所有的数据都可以读取显示。打印功能：以表格形式打印查询的顾客信息以及客房的基本信息。退出功能：要求点击退出，可以退出酒店信息管理系统。其他要求及说明：要求客房操作界面可以显示所有的客房编号以及客房的当前状态，并且点击客房编号可以显示该客房的所有基本信息，并且可以对客房信息进行修改。客房数不得少于15,初始系统中要保存至少30个顾客的基本信息。当日入住人数采用时间序列方法预测，即根据前面n天的入住人数％,可，…，xn预测当天的入住人数y，即采用如下的预测模型：^=%+U「xi+"x2+…+其中系数a0,a1,a2,…,an需要根据历史数据，编写算法求得（可采用最小二乘法）。模型中的参数n要求大于20，可以设为固定值，也可以由自己设定。鼓励大家自己采用其他的预测模型。鼓励大家设计更多的系统功能。选题八：某市地铁售票管理与客流量预测系统基本要求：编写某市地铁售票管理系统，实现对地铁售票的管理，能够根据售票记录预测不同时间段的乘车人数，提示错峰出行。系统须支持多条地铁线路、多趟车次、多用户购票，记录地铁线路信息、车次信息，以及用户的购票信息。用户有不同的类型，比如：普通用户、月卡用户、年票用户，每种用户购票的折扣不同。用户的信息根据需要自己确定。定义地铁的线路，每条线路包含：代码、名称、经过的站点、承载的车次、运载人数等信息，其中每个运行时段乘客量的预测通过成员函数实现。车票信息包括以下信息：车次、始发地、目的地、乘车区间、车票价格、发车时间等。基本管理功能：购票管理：针对车票信息进行管理。包括：购票：添加车票信息。显示：根据购票时间显示某一时间段的购票信息。退票：删除相应车票信息。用户管理：主要是针对月卡用户和年卡用户，包括：买卡：用户添加，增加月卡用户和年卡用户；续费：修改其中的余额；退卡：删除用户；显示：显示当前持卡用户信息；查询：根据卡号查询相应的余额等信息，地铁线路管理：添加：为某条线路增加车次；删除：为某条线路删除车次；显示：显示某条线路处于运行状态的车次。统计功能：根据需要设计合理的统计功能，比如：每天乘客的数量、发车次数、运行收入等。退出功能：要求点击退出，可以退出系统。其他要求及说明：[1] 需要定义的类、类的成员变量、成员函数不限于以上的要求，根据合理的设想自行设计。需要设计不同类型的用户，不少于三条地铁线路；⑵ 由于需要预测某时段是否高峰期或者旅客人数，需要保留尽量多的历史数据。可以根据历史上某个时段的人数采用时间序列方法进行乘客人数的预测，