一、问题描述

对给定例子的学生信息管理系统代码进行修改，要求完成以下基本任务：
1.改写程序为良好程序风格（文档注释，函数注释，语句注释）。
2.将功能补充完全（基于文件处理，完成刷新和保存功能）。
3.将学生信息改为更好的数据组织，而非离散形式（结构体）。
提高要求：
可将程序中的不足（如数据验证）等根据自己的能力与理解完成。

二、问题分析

原代码功能相对完善，主要是将松散的数据组织换为结构体，然后完成文件的读写功能，同时完成对输入信息的验证功能。同时以流代替原本的输出方式。

三、算法设计

使用的结构体:
struct Student
{
char* code; /* 学号*/
char* name; /* 姓名*/
int age; /* 年龄*/
string sex; /* 性别*/
float score[3]; /* 3门课程成绩*/
};
各个函数的功能:
void seek();//查找信息
void modify();//修改信息
void insert();//插入学生信息
void del();//删除学生信息
void display();//显示当前录入的信息
void menu(int &);// 显示菜单
void read();//从文件中读取信息
void write();//将内存中的信息保存到文件
输入输出流的重载:
istream & operator>>(istream & i, Student & s)
{
s.code = new char[LEN];
s.name = new char[LEN];
i >> s.code >> s.name >> s.age >> s.sex >> s.score[0] >> s.score[1] >> s.score[2];
return i;
}
ostream & operator<<(ostream & o, Student & s)
{
o << s.code << " " << s.name << " " << s.age << " " << s.sex << " " << s.score[0] << " " << s.score[1] << " " << s.score[2] << endl;
return o;
}

四、程序实现

主函数：

int main()
{read();int k = 1;while (k){menu(k);}system("pause");return 0;
}

函数功能的实现：

void help()
{cout << "\n0.欢迎使用系统帮助！" << endl;cout << "\n1.初次进入系统后,请先选择增加学生信息;" << endl;cout << "\n2.按照菜单提示键入数字代号;" << endl;cout << "\n3.增加学生信息后,切记保存;" << endl;cout << "\n4.谢谢您的使用！" << endl;system("pause");
}void seek() /*查找*/
{int i, item, flag;char s1[21]; /* 以姓名和学号最长长度+1为准*/cout << "------------------" << endl;cout << "-----1.按学号查询-----" << endl;cout << "-----2.按姓名查询-----" << endl;cout << "-----3.退出本菜单-----" << endl;cout << "------------------" << endl;while (1){cout << "请选择子菜单编号:"<<endl;scanf("%d", &item);flag = 0;switch (item){case 1:cout << "请输入要查询的学生的学号:\n";scanf("%s", s1);for (i = 0; i<n; i++)if (strcmp(s[i].code, s1) == 0){flag = 1;cout<<"学生学号    学生姓名  年龄   性别  C语言成绩  高等数学  大学英语成绩"<<endl;cout << "--------------------------------------------------------------------" << endl;cout << s[i];}if (0 == flag)cout << "该学号不存在！"<<endl; break;case 2:cout << "请输入要查询的学生的姓名:"<<endl;scanf("%s", s1);for (i = 0; i<n; i++)if (strcmp(s[i].name, s1) == 0){flag = 1;cout << "学生学号    学生姓名  年龄   性别  C语言成绩  高等数学  大学英语成绩" << endl;cout << "--------------------------------------------------------------------" << endl;cout << s[i] << endl;}if (0 == flag)cout << "该姓名不存在！"<<endl; break;case 3:return;default:cout << "请在1-3之间选择"<<endl;}}
}void modify() /*修改信息*/
{int i, item, num;char sex1, s1[LEN + 1], s2[LEN + 1]; /* 以姓名和学号最长长度+1为准*/cout << "请输入要要修改的学生的学号:"<<endl;for (int flag = 0; flag < 1;){scanf("%s", s1);for (i = 0; i < n; i++){if (strcmp(s[i].code, s1) == 0) /*比较字符串是否相等*/{flag = 1;num = i;}}if (flag != 1){cout << "要修改的人不存在,退出修改" << endl;system("pause");return;}}cout << "------------------" << endl;cout << "1.修改姓名" << endl;cout << "2.修改年龄" << endl;cout << "3.修改性别" << endl;cout << "4.修改C语言成绩" << endl;cout << "5.修改高等数学成绩" << endl;cout << "6.修改大学英语成绩" << endl;cout << "7.退出本菜单" << endl;cout << "------------------" << endl;while (1){cout << "请选择子菜单编号:"<<endl;cin>>item;switch (item){case 1:cout<<"请输入新的姓名:"<<endl;cin >> s2;strcpy(s[num].name, s2); break;case 2:cout << "请输入新的年龄:" << endl;cin >> s[num].age; break;case 3:cout << "请输入新的性别:" << endl;cin >> s[num].sex; break;case 4:cout << "请输入新的C语言成绩:" << endl;cin >> s[num].score[0]; break;case 5:cout << "请输入新的高等数学成绩:" << endl;cin >> s[num].score[1]; break;case 6:cout << "请输入新的大学英语成绩:" << endl;cin >> s[num].score[2]; break;case 7:	return;default:cout << "请在1-7之间选择" << endl;}}
}
void sort()/*按学号排序*/
{int i, j, k, *p, *q, r;char temp[LEN + 1], ctemp;float ftemp;string stemp;for (i = 0; i<n - 1; i++){for (j = n - 1; j>i; j--)if (strcmp(s[j - 1].code, s[j].code) > 0){strcpy(temp, s[j - 1].code);strcpy(s[j - 1].code, s[j].code);strcpy(s[j].code, temp);strcpy(temp, s[j - 1].code);strcpy(s[j - 1].code, s[j].code);strcpy(s[j].name, temp);stemp = s[j - 1].sex;s[j - 1].sex = s[j].sex;s[j].sex = stemp;p = &s[j - 1].age;q = &s[j].age;r = *q;*q = *p;*p = r;for (k = 0; k<3; k++){ftemp = s[j - 1].score[k];s[j - 1].score[k] = s[j].score[k];s[j].score[k] = ftemp;}}}
}void insert() /*插入函数*/
{int j = n;int m;system("cls");cout << "请输入待增加的学生数:\n";cin >> m;while (j < n + m){s[j].code = (char *)malloc(10);s[j].name = (char *)malloc(15);for(int flag=0;flag<1;){cout << "请输入第" << j - n + 1 << "个学生的学号:" << endl;cin >> s[j].code;flag = 1;for (int i = 0; s[j].code[i] != '\0'; i++){if (s[j].code[i] < 48 || s[j].code[i] > 57){cout << "学号应该由纯数字组成，请重新输入" << endl;flag = 0;break;}}}cout << "请输入第" << j - n + 1 << "个学生的姓名:" << endl;cin >> s[j].name;cout << "请输入第" << j - n + 1 << "个学生的年龄:" << endl;cin >> s[j].age;for (int flag = 0; flag < 1;){cout << "请输入第" << j - n + 1 << "个学生的性别:" << endl;cin >> s[j].sex;flag = 1;if (s[j].sex != "男"&&s[j].sex != "女"){cout << "性别应该为男或者女" << endl;flag = 0;}}for (int flag = 0; flag < 1;){cout << "请输入第" << j - n + 1 << "个学生的C语言成绩:" << endl;cin >> s[j].score[0];flag = 1;if (s[j].score[0]<0|| s[j].score[0]>100){cout << "成绩范围应为0-100" << endl;flag = 0;}}for (int flag = 0; flag < 1;){cout << "请输入第" << j - n + 1 << "个学生的高等数学成绩:" << endl;cin >> s[j].score[1];flag = 1;if (s[j].score[1] < 0 || s[j].score[1]>100){cout << "成绩范围应为0-100" << endl;flag = 0;}}for (int flag = 0; flag < 1;){cout << "请输入第" << j - n + 1 << "个学生的大学英语成绩:" << endl;cin >> s[j].score[2];flag = 1;if (s[j].score[2] < 0 || s[j].score[2]>100){cout << "成绩范围应为0-100" << endl;flag = 0;}}j++;}n += m;cout << "信息增加完毕！" << endl;sort();system("cls");
}void del()
{int i, j, flag = 0;char s1[LEN + 1];cout << "请输入要删除学生的学号:\n";cin>>s1;for (i = 0; i<n; i++)if (strcmp(s[i].code, s1) == 0){flag = 1;for (j = i; j<n - 1; j++)s[j].code = s[j + 1].code;s[j].name = s[j + 1].code;s[j].age = s[j + 1].age;s[j].sex = s[j + 1].sex;s[j].score[0] = s[j + 1].score[0];s[j].score[1] = s[j + 1].score[1];s[j].score[2] = s[j + 1].score[2];}if (flag == 0)cout << "该学号不存在！"<<endl;if (flag == 1){cout << "删除成功,显示结果请选择菜单\n" << endl;n--;}system("pause");
}void display()
{system("cls");int i;cout << "共有"<<n<<"位学生的信息:\n";if (0 != n){cout << "学生学号  学生姓名 年龄  性别  C语言成绩  高等数学  大学英语成绩" << endl;;cout << "--------------------------------------------------------------------" << endl;for (i = 0; i<n; i++){cout<<s[i];}}system("pause");
}
void menu(int &a)/* 界面*/
{system("cls");int num;cout << "  ******************************************************\n"<<endl;cout << "  *                学生信息管理系统                    *\n "<<endl;cout << "  ******************************************************\n"<<endl;cout << "*********************系统功能菜单*************************       "<<endl;cout << "     ----------------------   ----------------------   "<<endl;cout << "     *********************************************     "<<endl;cout << "     * 0.系统帮助及说明  * *  1.刷新学生信息   *     "<<endl;cout << "     *********************************************     "<<endl;cout << "     * 2.查询学生信息    * *  3.修改学生信息   *     "<<endl;cout << "     *********************************************     "<<endl;cout << "     * 4.增加学生信息    * *  5.按学号删除信息 *     "<<endl;cout << "     *********************************************     "<<endl;cout << "     * 6.显示当前信息    * *  7.保存当前学生信息*     "<<endl;cout << "     ********************** **********************     "<<endl;cout << "     * 8.退出系统        *                            "<<endl;cout << "     **********************                            "<<endl;cout << "     ----------------------   ----------------------                           "<<endl;cout << "请选择菜单编号:"<<endl;cin>>num;switch (num){case 0:help(); break;case 1:cout << "功能待完善" << endl; system(""); break;case 2:seek(); break;case 3:modify(); break;case 4:insert(); break;case 5:del(); break;case 6:display(); break;case 7:write(); break;case 8:a = 0; break;default:cout << "请在0-8之间选择"<<endl; system("pause");}
}void read()
{ifstream fin;fin.open("data.txt", ios::in);if (fin.eof() == 0){fin >> n;for (int i = 0; i < n; i++){fin >> s[i];}}
}
void write()
{ofstream fout;fout.open("data.txt", ios::out);fout << n << endl;for (int i = 0; i < n; i++){fout << s[i];}
}

五、运行结果与部分调试截图

运行结果：

增加学生信息

修改不存在的学生信息

删除不存在的学生信息

显示录入的所有学生信息

删除一名学生之后再显示录入的所有学生信息

调试截图：

六、总结

为了减少对原本代码的修改，我的文件读写操作主要是在程序开始时，利用文件记录的数据向内存进行预输入，在需要保存的时候向文件进行一次写的操作，其他时候并没有涉及到对文件操作。同时，在记录数据方面，沿用原代码先建立一个足够大的数组，然后对这个数组进行操作的方法，这种方法相对容易实现，但是会有比较大的内存浪费，相关优化方法有待进一步学习。