#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

// define定义的全局变量

#define MAX_LEN 10      //字符串最大长度
#define STU_NUM 30      //最多的考试人数
#define COURSE_NUM 6    //最多的考试科目

// 结构体的定义

typedef struct student {
    long num;                  //每个学生的学号
    char name[MAX_LEN];        //每个学生的姓名
    float score[COURSE_NUM];   //每个学生COURSE_NUM门功课的成绩
    float sum;                 //每个学生的总成绩
    float aver;                //每个学生的平均成绩
}STU;

// 函数声明

int Menu(void);               //菜单显示、用户输入函数
void ReadScore(STU stu[], int n, int m);      //学生成绩录入函数
void AverSumofEveryStudent(STU stu[], int n, int m);     //求每个学生总分和平均分的函数
void AverSumofEveryCourse(STU stu[], int n, int m);      //求每门课程总分和平均分的函数
void SortbyScore(STU stu[], int n, int m, int (*compare)(float a, float b));    //选择法将数组 sum 的元素排序的函数
int Ascending(float a, float b);     //使数据按升序排序的函数
int Descending(float a, float b);    //使数据按降序排序的函数
void SwapFloat(float* x, float* y);  //用于交换两个单精度浮点数的函数
void SwapLong(long* x, long* y);     //用于交换两个长整型数据的函数
void SwapChar(char x[], char y[]);   //用于交换两个字符串的函数
void AsSortbyNum(STU stu[], int n, int m);      //选择法将数组 num 的元素值从低到高排序的函数
void SortbyName(STU stu[], int n, int m);       //交换法实现字符串按字典顺序排序的函数
void SearchbyNum(STU stu[], int n, int m);      //按学号查找学生成绩并显示查找结果的函数
void SearchbyName(STU stu[], int n, int m);     //按姓名的字典顺序排出成绩表的函数
void StatisticAnalysis(STU stu[], int n, int m);      //统计各分数段的学生人数及所占的百分比的函数
void PrintScore(STU stu[], int n, int m);             //打印学生成绩的函数
void WritetoFile(STU record[], int n, int m);         //输出学生信息到文件中的函数
void ReadfromFile(STU record[], int* n, int* m);      //从文件中读取学生信息的函数

// 主函数
int main(void)
{
    char ch;
    int n = 0, m = 0;
    STU stu[STU_NUM];
    printf("Input student number(n<%d):", STU_NUM);
    scanf("%d", &n);
    printf("Input course number(m<=%d):", COURSE_NUM);
    scanf("%d", &m);
    while (1)
    {
        ch = Menu();        //显示菜单，并读取用户输入
        switch (ch)
        {
        case 1:ReadScore(stu, n, m);
            break;
        case 2:AverSumofEveryCourse(stu, n, m);
            break;
        case 3:AverSumofEveryStudent(stu, n, m);
            break;
        case 4:SortbyScore(stu, n, m, Descending);
            printf("\nSort in descending order by score:\n");
            PrintScore(stu, n, m);
            break;
        case 5:SortbyScore(stu, n, m, Ascending);
            printf("\nSort in ascending order by number:\n");
            PrintScore(stu, n, m);
            break;
        case 6:AsSortbyNum(stu, n, m);
            printf("\nSort in ascending order by number:\n");
            PrintScore(stu, n, m);
            break;
        case 7:SortbyName(stu, n, m);
            printf("\nSort in dictionary order by name:\n");
            PrintScore(stu, n, m);
            break;
        case 8:SearchbyNum(stu, n, m);
            break;
        case 9:SearchbyName(stu, n, m);
            break;
        case 10:StatisticAnalysis(stu, n, m);
            break;
        case 11:PrintScore(stu, n, m);
            break;
        case 12:WritetoFile(stu, n, m);
            break;
        case 13:ReadfromFile(stu, &n, &m);
            break;
        case 0: printf("Are you sure you want to exit?(Y/N):");
            printf("End of program!");
                exit(0);
        default:printf("Input error!");
        }
    }
    return 0;
}

// 函数功能：显示菜单并获得用户键盘输入的选项
int Menu(void)
{
    int itemSelected;
    printf("Management for Students' scores\n");
    printf("1 Input record\n");
    printf("2 Calculate total and average score of every course\n");
    printf("3 Calculate total and average score of every student\n");
    printf("4 Sort in descending order by score\n");
    printf("5 Sort in ascending order by score\n");
    printf("6 Sort in ascending order by number\n");
    printf("7 Sort in dictionary order by name\n");
    printf("8 Search by number\n");
    printf("9 Search by name\n");
    printf("10 Statistic analysis\n");
    printf("11 List record\n");
    printf("12 Write to a file\n");
    printf("13 Read from a file\n");
    printf("0 Exit\n");
    printf("Please Input your choice:");
    scanf("%d", &itemSelected);    //读入用户输入
    return itemSelected;
}

// 函数功能：输入 n 个学生的 m 门课成绩
void ReadScore(STU stu[], int n, int m)
{
    int i, j;
    printf("Input student's ID ,name and score:\n");
    for (i = 0; i < n; i++)     //输入n个同学
    {
        scanf("%ld%s", &stu[i].num, stu[i].name);
        for (j = 0; j < m; j++)       //输入m门成绩
            scanf("%f", &stu[i].score[j]);
    }
}

//函数功能：计算每个学生各门课程的总分和平均分
void AverSumofEveryStudent(STU stu[], int n, int m)
{
    int i, j;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        stu[i].sum = 0;   //初始化每个学生总分为0
        for (j = 0; j < m; j++)
        {
            stu[i].sum = stu[i].sum + stu[i].score[j];    //累加分数
        }
        stu[i].aver = m > 0 ? stu[i].sum / m : -1;
        printf("student %d: sum = %.0f,aver = %.0f\n", i + 1, stu[i].sum, stu[i].aver);
    }
}

//函数功能：计算每门课程的总分和平均分
void AverSumofEveryCourse(STU stu[], int n, int m)
{
    int i, j;
    float sum[COURSE_NUM], aver[COURSE_NUM];
    for (j = 0; j < m; j++)
    {
        sum[j] = 0;
        for (i = 0; i < n; i++)
        {
            sum[j] += stu[i].score[j];   //计算n个同学每门课程的总分

        }
        aver[j] = sum[j] / i;
        printf("course %d: sum = %.0f,aver = %.0f\n", j + 1, sum[j], aver[j]);
    }
}

//函数功能：按选择法将数组 sum 的元素值排序
void SortbyScore(STU stu[], int n, int m, int(*compare)(float a, float b))
{
    int  i, j, k, t;
    for (i = 0; i < n - 1; i++)
    {
        k = i;
        for (j = i + 1; j < n; j++)
        {
            if ((*compare)(stu[j].sum, stu[k].sum)) k = j;
        }
        if (k != i)
        {
            for (t = 0; t < m; t++)        //交换m门课程的成绩
            {
                SwapFloat(&stu[k].score[t], &stu[i].score[t]);
            }
            SwapFloat(&stu[k].sum, &stu[i].sum);    //交换总分 
            SwapFloat(&stu[k].aver, &stu[i].aver);  //交换平均分
            SwapLong(&stu[k].num, &stu[i].num);     //交换学号 
            SwapChar(stu[k].name, stu[i].name);     //交换姓名
        }
    }
}

//使数据按升序排序
int Ascending(float a, float b)
{
    return a < b;    //这样比较决定了按升序排序，如果a<b，则交换
}

//使数据按降序排序
int Descending(float a, float b)
{
    return a > b;    // 这样比较决定了按降序排序，如果 a>b，则交换
}

//交换两个单精度浮点型数据
void SwapFloat(float* x, float* y)
{
    float  temp;
    temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
}

//交换两个长整型数据
void SwapLong(long* x, long* y)
{
    long temp;
    temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
}

//交换两个字符串
void SwapChar(char x[], char y[])
{
    char temp[MAX_LEN];
    strcpy(temp, x);
    strcpy(x, y);
    strcpy(y, temp);
}

//函数功能：按选择法将数组 num 的元素从低到高排序
void AsSortbyNum(STU stu[], int n, int m)
{
    int  i, j, k, t;
    for (i = 0; i < n - 1; i++)
    {
        k = i;
        for (j = i + 1; j < n; j++)
        {
            if (stu[j].num < stu[k].num) k = j;
        }
        if (k != i)
        {
            for (t = 0; t < m; t++)        //交换m门课程的成绩
            {
                SwapFloat(&stu[k].score[t], &stu[i].score[t]);
            }
            SwapFloat(&stu[k].sum, &stu[i].sum);    //交换总分 
            SwapFloat(&stu[k].aver, &stu[i].aver);  //交换平均分
            SwapLong(&stu[k].num, &stu[i].num);     //交换学号 
            SwapChar(stu[k].name, stu[i].name);     //交换姓名
        }
    }
}

//函数功能：交换法实现字符串按字典顺序排序
void SortbyName(STU stu[], int n, int m)
{
    int  i, j, t;
    for (i = 0; i < n - 1; i++)
    {
        for (j = i + 1; j < n; j++)
        {
            if (strcmp(stu[j].name, stu[i].name) < 0)
            {
                for (t = 0; t < m; t++)   //交换m门课程的成绩
                {
                    SwapFloat(&stu[i].score[t], &stu[j].score[t]);
                }
                SwapFloat(&stu[i].sum, &stu[j].sum);    //交换总分 
                SwapFloat(&stu[i].aver, &stu[j].aver);   //交换平均分
                SwapLong(&stu[i].num, &stu[j].num);     //交换学号 
                SwapChar(stu[i].name, stu[j].name);     //交换姓名
            }
        }
    }
}

//函数功能：按学号查找学生成绩并显示查找结果
void SearchbyNum(STU stu[], int n, int m)
{
    long number;
    int i, j;
    printf("Input the number you want to search:");
    scanf("%ld", &number);
    for (i = 0; i < n; i++)
        if (stu[i].num == number)
        {
            printf("\n");
            for (j = 0; j < m; j++)
                printf("%d\t", stu[i].score[j]);
            printf("\n");
            break;
        }
    if (i == n)
        printf("\nNot found!\n");
}

//函数功能：按姓名查找学生成绩并显示查找结果
void SearchbyName(STU stu[], int n, int m)
{
    char x[MAX_LEN];
    int i, j;
    printf("Input the name you want to search:");
    scanf("%s", x);
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        if (strcmp(stu[i].name, x) == 0)
        {
            printf("%ld\t%s\t", stu[i].num, stu[i].name);
            for (j = 0; j < m; j++)
            {
                printf("%.0f\t", stu[i].score[j]);
            }
            printf(".0f\t%.0f\n", stu[i].sum, stu[i].aver);
            return;
        }
    }
    printf("\nNot found!\n");
}

//函数功能：统计各分数段的学生人数及所占的百分比
void StatisticAnalysis(STU stu[], int n, int m)
{
    int i, j, t[6];
    for (j = 0; j < m; j++)
    {
        printf("For course %d:\n", j + 1);
        memset(t, 0, sizeof(t));        //将数组 t 的全部元素初始化为0
        for (i = 0; i < n; i++)
        {
            if (stu[i].score[j] >= 0 && stu[i].score[j] < 60) t[0]++;
            else if (stu[i].score[j] < 70)    t[1]++;
            else if (stu[i].score[j] < 80)    t[2]++;
            else if (stu[i].score[j] < 90)    t[3]++;
            else if (stu[i].score[j] < 100)   t[4]++;
            else if (stu[i].score[j] == 100)  t[5]++;
        }
        for (i = 0; i <= 5; i++)
        {
            if (i == 0) printf("<60\t%d\t%.2f%%\n", t[i], (float)t[i] / n * 100);
            else if (i == 5) printf("%d\t%d\t%.2f%%\n", (i + 5) * 10, t[i], (float)t[i] / n * 100);
            else printf("%d-%d\t%d\t%.2f%%\n", (i + 5) * 10, (i + 5) * 10 + 9, t[i], (float)t[i] / n * 100);
        }
    }
}


//函数功能：打印学生成绩
void PrintScore(STU stu[], int n, int m)
{
    int i, j;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%ld\t%s\t", stu[i].num, stu[i].name);
        for (j = 0; j < m; j++)
        {
            printf("%.0f\t", stu[i].score[j]);
        }
        printf("%.0f\t%.0f\n", stu[i].sum, stu[i].aver);
    }
}

//输出 n 个学生的学号、姓名及 m 门课程的成绩到文件 student.txt 中
void WritetoFile(STU stu[], int n, int m)
{
    FILE* fp;
    int i, j;

    if ((fp = fopen("student.txt", "w")) == NULL)
    {
        printf("Failure to open score.txt!\n");
        exit(0);
    }
    fprintf(fp, "%d\t%d\n", n, m);    //将学生人数和课程门数写入文件
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        fprintf(fp, "%10ld%10s", stu[i].num, stu[i].name);
        for (j = 0; j < m; j++)
        {
            fprintf(fp, "%10.0f", stu[i].score[j]);
        }
        fprintf(fp, "%10.0f%10.0f\n", stu[i].sum, stu[i].aver);
    }
    fclose(fp);
}

//从文件中读取学生的学号、姓名及成绩等信息写入到结构体 stu 中
void ReadfromFile(STU stu[], int* n, int* m)
{
    FILE* fp;
    int i, j;
    if ((fp = fopen("student.txt", "r")) == NULL)
    {
        printf("Failure to open score.txt!\n");
        exit(0);
    }
    fscanf(fp, "%d\t%d", n, m); //从文件中读出学生人数，课程门数    
    for (i = 0; i < *n; i++)  //学生人数保存在n指向的储存单元
    {
        fscanf(fp, "%10ld", &stu[i].num);
        fscanf(fp, "%10s", stu[i].name);
        for (j = 0; j < *m; j++) //课程门数保存在m指向的储存单元
        {
            fscanf(fp, "%10f", &stu[i].score[j]);          //不能用%10.0f
        }
        fscanf(fp, "%10f%10f", &stu[i].sum, &stu[i].aver);  //不能用%10.0f
    }
    fclose(fp);
}