学习成绩管理系统

2023年4月17日

李雨佳 徐子贵 许子林 张宇

项目简介

本成绩管理系统是为教师提供管理班级成绩的工具，该系统可以实现的对学生的成绩进行增、删、改、查、信息保存和信息导入等基本信息，以及对学生成绩排序和分段的扩展功能，有利于对学生成绩管理。项目采用C语言编程实现，在VS Code 集成开发环境（IDE）中使用GCC进行编译。系统采用模块化设计，程序结构清晰，采用菜单驱动的命令行界面，操作便捷，能够用CSV格式读取和保存数据，通用性强，能够用图表展示数据，直观清楚。

项目开发过程中采用 Kanban（看板）进行任务管理和分工协作，并使用 Git 对程序代码和文档进行版本管理。任务分工情况如下：

任务	设计	开发	测试	文档

每个成员的工作量（百分比）：

李雨佳	徐子贵	许子林	张宇
30	30	20	20

关于学生成绩管理系统

设计一个学生成绩管理系统，要求采用行菜单界面进行交互，具备读取、保存、打印、查询、修改、插入、删除和排序等基本功能，能够以表格和图表形式展示数据，采用CSV格式保存数据。

系统的功能性需求：

• 数据的读取、保存、打印、查询、修改、插入、删除、排序和图表展示。

系统的非功能性需求：

• 菜单驱动的命令行交互界面

需求分析

分析系统的功能需求和界面需求，编制用户手册如下。

C1: 信息创建

创建学生基本信息，便于之后查询和浏览。利用结构体————定义STU结构体存储学生学号、姓名、各科成绩，总成绩和平均成绩，利用文件来存储，读取数据。

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;

C2: 成绩录入

成绩录入时对结构体中班级、姓名、学号和五门成绩的录入，同时加上对五门成绩平均成绩的计算。按照基本的录入，只需用 scanf 函数对数据输入，用 printf 函数进行汉字的打印即可。然后进行文件保存该组数据，最后判断是否继续录入。

Input student number(n<%d)：

Input course number(m<=%d):

C3：显示命令菜单

显示菜单并获得用户键盘输入的选项

Management for Students' scores
1  Input record
2  Calculate total and average score of every course
3  Calculate total and average score of every student
4  Sort in descending order by score
5  Sort in ascending order by score
6  Sort in ascending order by number
7  Sort in dictionary order by name
8  Search by number
9  Search by name
10 Statistic analysis
11 List record
12 Write to a file
13 Read from a file
0  Exit
Please Input your choice:   //用户输入选项后将结果返回到主函数

C3: 计算每个学生各门课程的总分和平均分

选择菜单命令2，通过学号查找到该学生的结构体，通过结构体找到各科的成绩，然后进行求和和平均

stu[i].sum+=stu[i].score[j];//求和
stu[i].aver=stu[i].sum/m;//求平均

C4:计算每门课程的总分和平均分

选择菜单命令3，计算每门课程的总分和平均分,并将其按正确格式输出

student n:sum = ,aver = 

C5:按每个学生的总分由高到低排出名次表

选择菜单命令4，将结构体中的总分按降序排列，在此功能中需注意的是排序时要将整组数据随着总分一起改变,首先提示函数功能，然后输出每个同学各科成绩，总分，平均分，其间用Tab键分隔，并按总分高低逐个输出

Sort in descending order by score:  

C6:按每个学生的总分由低到高排出名次表

选择菜单命令5，将结构体中的总分按升序排列，在此功能中需要注意的是将整组数据随着总分一起改变，首先提示函数功能是根据总分按升序排列，然后调用函数进行排序，最后输出每个同学各科成绩，总分，平均分，其间用Tab键分隔，并按总分低高逐个输出

Sort in ascending order by score:

C7:按学号由小到大排出成绩表

选择菜单命令6，将结构体中的学号按升序排序，在此功能中需要注意的是将整组数据随着学号一起改变，首先提示学号按升序排列,接着调用函数实现其功能，最后调用函数打印学生成绩

Sort in ascending order by number:

C8:按姓名的字母顺序排出成绩表

选择菜单命令7，将结构体中的姓名字母按一定顺序排序，在此功能中需要注意的是将整组数据随着姓名一起改变，首先调用函数实现其功能，接着提示姓名按升序排列，最后调用函数打印学生成绩

Sort in dictionary order by name:

C9:按学号查询学生排名及其考试成绩

选择菜单命令8，依据学号查找学生排名及考试成绩然后打印出来。输入学号，然后再循环体中对结构体进行遍历，如果找到所查找的结构体的下标值，将该下标值对应学生的信息打印出来。如果没有找到，则提示“Not found!"

Input the number you want to search:
Not found!

C11:按姓名查询学生排名及考试成绩

选择菜单命令9，依据姓名查找学生排名及考试成绩然后打印出来。输入姓名，然后再循环体中对结构体进行遍历，如果找到所查找的结构体的下标值，将该下标值对应学生的信息打印出来。如果没有找到，则提示“Not found!"

Input the name you want to search:
Not found!

C12:统计各分数段的学生人数及所占的百分比

按优秀（90-100）、良好（80-89）、中等（70-79）、及格（60-69）、不及格（0-59）5个类别，对每门课程分别统计每个类别的人数以及所占的百分比

C13:打印学生成绩

输出每个学生的学号、姓名、各科考试成绩、以及每门课程的总分和平均分

C14:将每个学生的记录信息写入文件

C15:从文件中读出每个学生的记录信息并显示

功能设计

基本框架

// 头文件的使用

#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);
    scnaf("%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,Ascending);
                   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

voidSortbyScore(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[],chary[])
{
        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++)
	{
			int  i, j, k, t;
		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：按姓名的字典顺序排出成绩表

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);	
}