XX大学
二○一二～二○一三学年第二学期
xxxxxxx学院
面向对象C++语言课程设
计报告
课程名称： 面向对象C++语言课程设计
班 级： ____
学 号： ____________________ 姓
名
：
_________
指导教师：_______ _______________
二○一三年 六 月
目录
一、系统需求与功能分析 ................................... 3 1.1 系统需求分析 ...................................... 3 1.2系统功能分析....................................... 3 1.3系统性能分析....................................... 4 二、总体结构设计 ......................................... 5 2.1系统的结构设计 ..................................... 5 2.2系统管理流程图 ..................................... 5 三、 系统详细设计和系统实现 .............................. 7 四、 系统测试 ........................................... 13 五、 测试结果 ........................................... 14 六、心得体会 ............................................ 19 七、附录 ................................................ 20 附录一：源程序清单 ................................... 20 附录二：运行结果 ..................................... 32
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一、系统需求与功能分析
1.1 系统需求分析
(1) 能完成学生信息的录入，插入、修改、删除、输出、查询等功能； (2)采用单链表存储结构实现； (3) 所有数据以外部文件方式保存。
1.2系统功能分析
(1)要设计一个学生信息管理系统，其功能包括：
①录入函数Add()：将学生信息按尾插法插入到链表中；
②插入函数Insert()：根据所给学号作为插入位置，在其后插入信息； ③修改函数Modify()：修改指定的学生信息；
④删除函数Delete()：当需要删除的学号和姓名一致时则删除对应的学生记录；
⑤输出函数Show()：显示全部学生信息；
⑥查询函数Search()：分别可以按学号和按姓名进行学生信息查询； ⑦菜单函数Menu()：为程序的菜单函数为实现各种功能提供便捷； ⑧读取数据函数Read()：从外部文件读取学生信息信息； ⑨保存数据函数Save()：将数据保存到外部文件中。
(2)线性表的链接存储结构称为单链表，单链表使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。为了正确表示元素之间逻辑关系，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，称为结点，结点结构如图1.1所示。
图1.1单链表的结点构造
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设p是一个指针变量，则p的值是一个指针。设指针p指向某个结点，则该结点用*p表示，在单链表中，结点p由两个域组成：存放数据元素的部分和存放后继结点地址的指针部分，分别用p->data和p->next来标识，p->next指向结点ai+1，其指针与结点之间关系如图1.2所示。
图1.2指针与结点之间关系的示意图
1.3系统性能分析
1．硬件环境
处理器：CPU主频在500MHz以上 内存：128MB以上 硬盘空间：10MB。 2．软件环境
操作系统: Windows 98/Me/NT/2000/XP(推荐使用Windows 2000/XP)。 调试环境: Visual C++及以上版本。
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二、总体结构设计
2.1系统的结构设计
通过对学生信息管理系统的功能分析，可以定义出系统的总体结构模块图，如图2.1所示。
学生信息管理系统 学生信息录入 学生信息插入 学生信息修改 学生信息删除 学生信息显示 学生信息查询 学生信息读取 学生信息保存
图2.1学生信息管理系统总体结构设计
2.2系统管理流程图
前面的分析中已经定义了系统各个模块，属于静态建模的范围。在系统运行
时刻的动态模型应该由系统的流程决定。当用户运行该系统后可以来进行学生信息信息（录入）插入管理、学生信息修改管理、学生信息删除管理、学生信息显示管理及学生信息显示等操作，具体的流程如图2.2所示。
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修改 不保存 N 数据保存 Y 删除 进入系统 数据读入 显示 退出系统 查询 图2.2系统流程图
主模块应负责应用程序的主界面，由它调用其他模块.因此主模块应具有操作性好、界面清晰的特点，使用户能够很方便地找到所需功能。
根据功能需求的结果分析，主界面应该由学生信息录入管理，学生信息插入管理，学生信息修改管理、学生信息删除管理、学生信息显示管理和学生信息信息查询管理组成，可以通过输入相应的数字进入相应的功能模块。
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三、 系统详细设计和系统实现
系统总体设计完成后，就可以根据需求对各个模块来进行实现了。在本系统中需要编码实现的主要有学生信息信息插入、学生信息信息查询、学生信息信息修改、学生信息信息删除和学生信息信息输出等5个模块。
(1)学生信息录入模块
添加的信息包括姓名(允许重复)、学号(不允许重复)、年龄、性别、宿舍地址、计算机成绩、数学成绩和英语成绩。流程图如下图3.1所示。
开始录入数据 输入学生信息 调用类成员函数采用单链表保存数据 结束
图3.1录入模块流程图
本程序采用的是尾插法，就是每次将新申请的结点插在终端结点的后面，其执行过程如图3.12所示。
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图3.12尾插法建立单链表操作示意图
(2)学生信息插入模块
输入一个存在的学号作为插入位置，在其后插入的信息包括姓名、学号、年龄、性别、宿舍地址、计算机成绩、数学成绩和英语成绩。流程图如下图3.2所示。
开始插入数据 输入学生学号 以学号为插入位置，在其后插入信息 调用类成员函数采用单链表保存数据 结束
图3.2插入模块流程图
本程序采用的是尾插法，就是每次将新申请的结点插在终端结点的后面，其执行过程如图3.22所示。
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图3.22 尾插法插入操作示意图
(3)学生信息修改模块
首先要查找与要修改数据相匹配的信息，若没有则返回失败。否则把相应的信息输出，然后再重新输入新的数据并保存到单链表。
(4)学生信息删除模块
当选择删除功能时，首先输入要删除的同学的姓名，然后输入要删除的同学的学号，如果该同学存在并且姓名与学号匹配的上，则进行删除操作，否则返回失败。其流程图3.4如下：
开始删除操作 输入姓名 输入学号 姓名学号一致 Y N
执行删除功能 返回主菜单
图3.4删除学生信息模块流程图
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删除操作定义为将单链表的第i个结点删去。因为在单链表中结点ai存储地址在其前驱结点ai-1的指针域，所以必须首先找到ai-1的存储地址p，然后令p的next域指向ai 的后继结点，即把结点ai 从链上摘下来，最后释放结点ai的存储空间，如图3.42所示。
图3.42在单链表中删除结点指针的变化情况
(5)学生信息显示模块
从单链表表头遍历整个单链表，将所有数据输出。其部分代码如下： void Function::Show() {
Student *temp; system(\"cls\");
temp=Student_First->Next; if(!temp) {
cout<<\"文件无数据\\n\\n \"< {cout<<\"姓名\学号\\年龄\性别\宿舍住址\ 计算机 数学 英语\\n\"; while(temp!=NULL) { temp->Out(); 10 Menu(); temp=temp->Next; } } cout< (6)学生信息查询模块 按姓名和学号查找学生信息的流程图分别如下图3.6所示。 按姓名或学号 查找开始 输入要查找的信息 判断 Y 输出该学生的信息 N 抱歉没有该学生 结束 图3.6按姓名或学号查找学生信息信息流程图 在单链表中，即使知道被访问结点的位置i，也不能像顺序表那样直接按序号访问，而只能从头指针出发，设置一个工作指针p，顺next域逐个结点往 11 下搜索。当p指向某个结点时判断是否为第i个结点，若是则查找成功；否则，将工作指针p后移，即将p指向原来所指结点的后继结点。直到p为NULL时查找失败。单链表查找过程如图3.62所示。 图3.62单链表查找过程的示意图 12 四、 系统测试 在完成了系统各方面的设计后，并不是可以运行就完成的，为了保证系统性能的稳定性跟安全性等，就要对系统做测试。 测试环境如下： 硬件:联想ThinkPad 2.4GHz，500GB硬盘，4G内存； 软件:Windows 7 Personal SP1，分辨率1366*768，Microsoft Visual C++ 6.0。 在对系统功能进行逐一测试的时候，遇到了一些问题，例如，因为把学号定义为整形（int），在输入以0为开头的学号时，系统会自动把0去掉，这样学号的信息就丢失了第一位。为了解决这个问题，将学号改成了 字符型(char)，这样在构造函数里也需要把学号的初始化用 字符串拷贝（strcpy）来实现。 遇到的问题还有很多，例如数据出错，内存溢出等，经过反复测试，调试和努力修正，程序得以完善。 13 五、 测试结果 运行的主界面如图5.1所示： 图5.1运行主界面 ①当选择1学生信息录入功能时，如图5.2所示。 图5.2录入学生信息实现 ②为了验证插入的正确性，首先再录入一条信息，然后显示信息。然后在 14 第一个人和第二个人之间插入信息。 录入第二条信息后，返回主菜单 选择5 显示全部学生信息：运行结果如图5.3所示。 图5.3显示学生信息 按任意键返回主菜单后，选择2 插入学生信息，输入存在的学号作为插入位置，比我在第一个和第二人之间插入一个新信息，只需要输入第一个学生的学号即可，运行结果如图5.4所示。 图5.4插入学生信息 插入完成后，程序会自动返回主菜单，为了验证插入的正确性，选择5 显示全部学生信息，运行结果如图5.5 所示。 15 图5.5显示学生信息 ③当在主菜单中选择3时，则进行学生信息修改功能。其运行结果如图5.6所示。 图5.6修改学生信息菜单 选择按姓名或学号修改均可，运行结果如 图5.7所示 16 图5.6按学号修改学生信息 为了验证修改的正确性，返回主菜单 输入5 显示全部学生信息，可以看到第三条记录已经更新，如图5.7 所示 图5.7显示学生信息 ④当在主菜单中选择3时，则进行删除功能。输入正确的姓名和学号才会执行删除操作。其运行结果如图5.8所示。 图5.8 删除学生信息功能实现 为了验证程序的正确性，返回主菜单，选择5 显示全部学生信息，可以看到第二条记录已被删除。如图5.9所示。 17 图5.9 显示学生信息 ②返回主菜单后选择6查询学生信息，运行结果按由姓名查询和按学号查询分别如图5.10和图5.11所示。 图5.10按姓名查找相关信息实现 图5.11按学号查找相关信息实现 18 六、心得体会 在本次课程设计过程中，曾遇到过不少问题，单靠我个人的努力，很难按时完成该课程设计，在此，我衷心感谢我的指导老师——xxx。xxx老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我获益非浅。从一遍一遍得修改到最后定稿的各个环节给予细心指导，使我在知识和能力上都得到了极大的提高，在此表示衷心地感谢。在整个过程中，我查阅了大量的关于学生信息管理系统的资料和网站，在老师的指导和自己的努力下，终于完成了本次课程设计。 通过这次数据结构课程设计的实验，在解决问题的过程中，充分体会到了数据结构这门课程对于软件设计的重要性，也体会到了数据结构+算法=程序这句话的真正含义，一个实际问题的解决第一步就是要依赖于良好的抽象思维的，将实际问题转化为相应的数据结构，只有这一步做好了，才能采取相应的算法和优化方法解决问题和解决好问题。 同时我还要感谢指导过我的每一位老师，他们给了我很大的指导和帮助，还有在我陷入困境时帮助过我的同学们。另外，还要感谢学校领导、辅导员，为我们提供了良好的设计环境以及各方面的支持。 19 七、附录 附录一：源程序清单（源代码）： 附录二：运行结果： 附录一：源程序清单 // 程序名称：Student.cpp // 程序功能：采用链表与文件实现一个简单的学生成绩管理系统。 #include using namespace std; struct Class { int Computer; int Math; int English; }; class Student{ public: Student(); void Ofile(ofstream &of); void Infile(ifstream &f); void Out(); void Set(char *name,char *no,int age,char *sex,char *add,Class score); char *GetName(); char * GetNo(); Student *Next; protected: char Name[20]; char No[20]; int Age; 20 char Sex[20]; char Add[40]; Class Score ; }; Student::Student():Next(0){} char *Student::GetName(){return Name;} char *Student::GetNo(){return No;} void Student::Set(char *name,char *no,int age,char *sex,char *add,Class score) { strcpy(Name,name); strcpy(No,no); Age=age; strcpy(Sex,sex); strcpy(Add,add); Score=score; } void Student::Infile(ifstream &f) { f>>Name>>No>>Age>>Sex>>Add>>Score.Computer>>Score.Math>>Score.English; //将数据输入到文件 } void Student::Ofile(ofstream &of) { of<<\" \"< public: Function(); //构造函数 ~Function(); //析构函数 void Menu(); //菜单函数 void Add(); //录入学生信息函数 void Insert(); //插入学生信息函数 void Modify(); //修改学生信息函数 21 void Delete(); //删除学生信息函数 void Show(); //显示学生信息函数 void Search(); //查询学生信息函数 private: Student *Student_First; void Read(); //读取学生信息函数 void Save(); //保存学生信息函数 }; Function::Function() { Student_First=new Student; Read(); } Function::~Function() { delete Student_First; } void Function::Add() //录入学生信息函数 { char name[20]; char no[20]; int age; char sex[20]; char add[100]; Class score; char choose; Student *f1,*p,*f2; system(\"cls\"); f1=Student_First; f2=Student_First->Next; while(f1->Next) f1=f1->Next; do { p=new Student; cout<<\"请输入您要添加的学生成绩信息:\"< 22 \"; cin>>choose; } if(choose=='1') Menu(); else if(choose=='2') Add(); } f2=f2->Next; } cout<<\"请输入年龄: \"; cin>>age; cout<<\"请输入性别: \"; cin>>sex; cout<<\"请输入宿舍地址: \"; cin>>add; cout<<\"请输入计算机成绩: \"; cin>>score.Computer; cout<<\"请输入数学成绩: \"; cin>>score.Math; cout<<\"请输入英语成绩: \"; cin>>score.English; p->Set(name,no,age,sex,add,score); f1->Next=p; p->Next=NULL; f1=f1->Next; cout<<\"是否继续输入信息?(Y\\\\N) ------- \"; cin>>choose; }while(choose=='y'||choose=='Y'); Save(); Menu(); } void Function::Insert() { char name[20]; char no[20]; int age; char sex[20]; char add[100]; Class score; 23 int flag(0); Student *f1,*p; system(\"cls\"); f1=Student_First; p=new Student; \\n\"< 24 } p->Next=f1->Next; f1->Next=p; Save(); cout<<\"插入成功! \"; Sleep(1500); Menu(); } void Function::Modify() //修改学生信息函数 { int flag(0); char choose,name[20]; Student *temp,*p; char no[20]; int age; char sex[20]; char add[100]; Class score; system(\"cls\"); temp=p=Student_First; cout<<\"输入修改方式：\\n1.按姓名修改\\n2.按学号修改 ------- \"; cin>>choose; if(choose=='1') { cout<<\"请输入您要修改的姓名:\\n \"; cin>>name; while(temp) { if(strcmp(temp->GetName(),name)==0) { flag=1; cout<<\"\\n姓名\学号\\年龄\性别\宿舍住址\ 计算机 数学 英语\\n\"; temp->Out(); cout<<\"请输入姓名: \"; cin>>name; cout<<\"请输入学号: \"; cin>>no; cout<<\"请输入年龄: \"; cin>>age; cout<<\"请输入性别: \"; cin>>sex; 25 } } 宿舍住址\ cout<<\"请输入宿舍地址: \"; cin>>add; cout<<\"请输入计算机成绩: \"; cin>>score.Computer; cout<<\"请输入数学成绩: \"; cin>>score.Math; cout<<\"请输入英语成绩: \"; cin>>score.English; temp->Set(name,no,age,sex,add,score); break; } temp=temp->Next; else if(choose=='2') { cout<<\"请输入您要修改的学号: \"; cin>>no; while(temp) { if(strcmp(temp->GetNo(),no)==0) { flag=1; cout<<\"\\n姓名\学号\\年龄\性别\计算机 数学 英语\\n\"; temp->Out(); cout< 26 temp->Set(name,no,age,sex,add,score); break; } temp=temp->Next; } } if(flag==0) cout<<\"\\n无该学生的信息\\n\"< void Function::Delete() //删除学生信息函数 { char name[20]; char no[20]; char choose; Student *temp,*p; system(\"cls\"); p=temp=Student_First->Next; cout<<\"请输入姓名: \"; cin>>name; cout<<\"输入学号: \"; cin>>no; while(temp) { if(strcmp(temp->GetName(),name)==0&&strcmp(temp->GetNo(),no)==0) //判断该学生信息是否存在 { cout<<\"姓名\学号\\年龄\性别\宿舍住址\ 计算机 数学 英语\\n\"; 27 temp->Out(); cout<<\"\\n是否删除(Y/N) -------\"; cin>>choose; if(choose=='y'||choose=='Y') { p->Next=p->Next->Next; delete temp; cout<<\"删除成功:\\n\"; } break; } p=temp; temp=temp->Next; } Save(); cout<<\"1.返回主菜单\\n2.继续删除 ------- \"; cin>>choose; while(choose!='1'&&choose!='2') { cout<<\"1.返回主菜单\\n2.继续删除 ------- \"; cin>>choose; } if(choose=='1') Menu(); else if(choose=='2') Delete(); } void Function::Read() //读取学生信息函数 { Student *p,*p2; p=Student_First; ifstream is(\"Student.txt\ if(!is) { ofstream os(\"Student.txt\ os.close(); return ; } while(!is.eof()) { p2=new Student; p2->Infile(is); p->Next=p2; p2->Next=NULL; p=p->Next; } } void Function::Save() //保存学生信息 28 函数 { ofstream of(\"Student.txt\ Student *p=Student_First->Next; while(p) { p->Ofile(of); p=p->Next; } of.close(); } void Function::Search() { int flag(0); char choose; char t1[20]; char t2[20]; system(\"cls\"); Student *temp=Student_First->Next; do { cout<<\"输入查询方式：\\n1.按姓名查询\\n2.按学号查询 ------- \"; cin>>choose; if(choose=='1') { cout<<\"请输入您要查询的姓名:\"; cin>>t1; while(temp) { if(strcmp(t1,temp->GetName())==0) { flag=1; break; } temp=temp->Next; } if(flag==0) cout<<\"\\n无该学生的信息\\n\"< 29 { if(strcmp(t2,temp->GetNo())==0) { flag=1; break; } temp=temp->Next; } if(flag==0) cout<<\"\\n无该学生的信息\\n\"< cout<<\"\\n1.返回主菜单\\n2.继续查询 ------- \"; cin>>choose; while(choose!='1'&&choose!='2') { cout<<\"1.返回主菜单\\n2.继续查询 ------- \"; cin>>choose; } if(choose=='1') Menu(); else if(choose=='2') Search(); } void Function::Show() { Student *temp; system(\"cls\"); temp=Student_First->Next; if(!temp) { cout<<\"文件无数据\\n\\n \"< 30 while(temp!=NULL) { temp->Out(); temp=temp->Next; } } cout< cout< 31 { case '1': Add();break; case '2': Insert();break; case '3': Modify();break; case '4': Delete();break; case '5': Show();break; case '6': Search();break; case '7': exit(1);break; default: { cout<<\"请按规定输入选择项!\"< 附录二：运行结果 测试数据：小明、小红、小丰、西红柿的个人信息。 1.信息录入 32 2.信息插入 3.信息修改 4.信息删除 33 5.信息显示 6.信息查询 34 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容