学生管理系统

数据结构

学生成绩管理系统 课程设计报告

页脚内容 学生管理系统（图形界面）——Java

一、 需求分析

1. 构建学生成绩管理系统，每个学生的信息为：基本信息（学号、姓名、年龄、性别），

课程1（课程1、成绩、教师），课程2（课程2、成绩、教师）。

2. 采用Hash表加课程链表的结构：Hash表存放每个学生的基本信息，课程指针指向课

程链表。

3. 程序应有如下功能：（1）建立哈希表：输入十个人的信息，哈希函数为H=（学号后三

位）MOD11，用线性探测再散列的方法处理冲突（2）查询：显示全部信息，可以实现按学号、姓名、性别、某年级全部课程、听某教师课的学生、选择某门课程的学生查找（3）排序：按学号从小到大、按年龄从大到小、按学生总成绩从大到小排序（4）统计：可以实现统计：男女生人数、个人平均成绩和总成绩、各年级平均年龄、各门课程的平均成绩（5）系统维护：可以实现插入、删除、修改一个记录的功能。

4. 演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机上显示提示信息，由用户进行操

作，显示各种指标值。测试数据见附录。

二、概要设计

抽象数据定义： 课程结构体的定义： typedef struct Class{

char name[20]; int score;

char teacher[20]; Class *next;

}Class,*ClassList;课程结构体的定义 学生信息结构体的定义： typedef struct {

页脚内容 学生管理系统（图形界面）——Java char number[10]; char name[20]; int age; char sex[10];

struct Class *classes;

}Student; 数据类型的定义： struct ElemType {

int key;

Student student; };

哈希结构体的定义： typedef struct { ElemType *elem; int count;

int sizeindex;

}HashTable;

用于排序的结构体的定义： typedef struct { ElemType r[MAXSIZE+1];

int length;

}SqList; 基本操作：

InitHashTable(HashTable &H)操作结果：初始化一个哈希表

页脚内容 学生管理系统（图形界面）——Java Hash(int K)

操作结果：哈希函数，返回计算得的结果 collision(int &p,int c)

操作结果：处理冲突，返回计算得的结果

SearchHash(HashTable H,int K,int &p,int &c) 操作结果：查找哈希表，返回查找到的结果 RecreateHashTable(HashTable &H) 操作结果：开辟更大空间，重新构造一个哈希表 InsertHash(HashTable &H,ElemType e) 操作结果：哈希表的插入，插入一个数据

SeInsertHash(HashTable &H,ElemType e,fstream dataFile) 操作结果：初始哈希表插入，从文件中将数据拷贝到哈希表中 ListTraverse(ClassList L) 操作结果：遍历线性链表，打印输出 TraverseHash(HashTable H) 操作结果：遍历哈希表，打印输出

Partition(SqList &L,int low,int high) 操作结果：一趟快速排序，并返回枢轴所在位置 QSort(SqList &L,int low,int high)

操作结果：对顺序表L中的子序列L.r[low…high]作快速排序 QuickSort(SqList &L) 操作结果：对顺序表L作快速排序 HeapAdjust(SqList &H,int s,int m)

操作结果：调整H.r[s]的关键字，使H.r[s…m]成为一个小顶堆 HeapSort(SqList &H)

操作结果：对顺序表H进行堆排序

页脚内容 学生管理系统（图形界面）——Java Merge(ElemType SR[],ElemType TR[],int i,int m,int n) 操作结果：将有序的SR[i…m]和SR[m+1…n]归并为有序的TR[i…n] MSort(ElemType SR[],ElemType TR1[],int s,int t) 操作结果：将SR[s…t]归并为TR1[s…t] MergeSort(SqList &L) 操作结果：对顺序表L作归并排序

CreateList(ClassList &L,fstream dataFile,int n) 操作结果：初始从文件中读数据创建课程链表 Pricreat(HashTable &people) 操作结果：初始化从文件读入构造哈希表 print(ElemType e)

操作结果：打印输出单个学生信息 Isvalue(char a[],int n)

操作结果：判断数组a的前n个字符是否为数字 NumSearch(HashTable H) 操作结果：按学号查找，打印输出 NameSearch(HashTable H) 操作结果：按姓名查找，打印输出 SexSearch(HashTable H) 操作结果：按性别查找，打印输出 GradeSearch(HashTable H) 操作结果：按年级查找，打印输出 TeacherSearch(HashTable H) 操作结果：按教师查找，打印输出 ClassSearch(HashTable H) 操作结果：按课程查找，打印输出

页脚内容 学生管理系统（图形界面）——Java ShowQSort(SqList people1,HashTable people) 操作结果：显示快速排序后的结果

ShowHSort(SqList people1,HashTable people) 操作结果：显示堆排序后的结果

ShowMSort(SqList people1,HashTable people) 操作结果：显示归并排序后的结果 AddSex(HashTable H) 操作结果：统计男/女生人数 PerAverage(HashTable H) 操作结果：计算个人平均成绩、总成绩 GradeAverage(HashTable H) 操作结果：计算某年级平均年龄 ClassAverage(HashTable H) 操作结果：计算某课程平均成绩 AddCreateList(ClassList &L,int n) 操作结果：添加数据时创建课程链表 AddHash(HashTable &H) 操作结果：添加一个数据 ClearList(ClassList &L) 操作结果：删除数据时清空课程链表 DeleteHash(HashTable &H) 操作结果：删除一个记录 EditHash(HashTable &H) 操作结果：修改一个记录 headshow(void) 操作结果：显示主菜单

页脚内容 学生管理系统（图形界面）——Java show1(void)

操作结果：显示子菜单1 Show2(void)

操作结果：显示子菜单2 Show3(void)

操作结果：显示子菜单3 Show4(void)

操作结果：显示子菜单4

三、调试分析

1.初始化采用文件操作，且选取的数据需要作冲突处理，测试数据具有较好的典型性，通过运行对哈希表有了具体的认识和实践。

2.查找时按学号、性别查找对用户的输入有查错处理，另外根据实际情况将个人平均成绩强制转换为了整数（采用四舍五入）。

3.排序时分别采用了快速排序、堆排序和归并排序，其中归并排序是稳定的，选取的数据也基本是无序的，且排序后不影响原来数据的结构。

4.插入、删除、修改数据在程序未关闭时是会表现出来的，但并不改变测试数据文件中的内容，这三个操作只是起一个演示作用。

5.在读文件中的数据的时候，起初我是将数据从文件中读到一个结构体数组中，然后再将结构体中的数据用哈希表的形式存下来，但这样明显浪费了空间，所以我写了两个哈希表的插入函数，一个用来作初始化的插入，另一个用来添加数据时的哈希插入，同样的理由我也写了两个建立课程链表的函数。这样无需过渡，直接从文件中将记录读入了哈希表中。 6.为了区别哈希表中的一个单位有无数据，在初始化哈希表时我将关键字全部赋为了NULLKEY即为0，另外为了凸显关键字，我新定义了一个数据类型：ElemType作为哈希表中的数据类型，事实上这种做法在使我在后来的编程中方便了不少。

7.在处理哈希表的容量的问题时，我定义了一个整型数组hashsize[]用来表示哈希表的容

页脚内容 学生管理系统（图形界面）——Java 量的递增，另外定义了一个全局变量m来记录当前哈希表的最大容量。

8.在处理冲突时采用的是线性探测再散列的方法，当冲突次数过多时就重建哈希表，重建哈希表时，我先将原来哈希表中的数据用数组记录下来，在为哈希表开辟了更大的空间后，再调用InsertHash函数将原有数据插入到新的哈希表中。

9.我所遇到的最大问题是空间分配出错的问题，在创建课程链表时由于没有处理好空间分配的问题，没有对课程链表的头结点分配空间，导致遍历时学生课程数据读不出来，在处理好空间分配的问题后，以后的编程就顺畅多了。

10.在排序阶段由于我写的排序是将数组的1号位作为数据存放的首位置，而哈希表中是将0号位作为数据存放的首位置，这样在调用的时候就出问题了，为此在排序时我多分配了一个空间，将哈希表中的数据按顺序连续的赋到一个新的结构体数组中（从1号位开始赋值）。

四、用户手册

1.本程序的运行环境为DOS操作系统。

2.进入演示程序后，即显示用户界面（如图1），有五种操作可选择，选择这五种操作中的前四个的任何一个即进入相关子菜单（如图2，3，4，5所示），有另外的具体操作供选择。 3.如前面的调试分析所述，插入、删除、修改数据在程序未关闭时是会表现出来的，但并不改变测试数据文件中的内容，这三个操作只是起一个演示作用。

图1

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图2

图3

图4

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图5

五、测试结果

对初始数据进行了测试，程序运行正常，基本实现了预先所要求的各种操作。

1.查询部分：测试数据的全部显示如图1-1所示，按学号查找的显示结果如图1-2所示。 其他排序显示结果也正常，篇幅有限就不显示截图了。

2.排序部分：按学号排序的结果如图2-1所示，按年龄排序的结果如图2-2所示，按总成绩排序的结果如图2-3所示。

3.统计部分：按男女生统计的结果如图3-1所示。其他统计结果经检验也是正确的。

页脚内容 学生管理系统（图形界面）——Java 4.系统维护：插入删除一个数据的结果分别如图4-1和4-2所示。执行插入删除后关于查询、排序和统计的部分显示如图4-3，4-4，4-5所示。 5.退出：选择退出后的显示如图5-1所示。

图1-1

页脚内容 学生管理系统（图形界面）——Java 图1-2

图2-1

图2-2

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图2-3

图3-1

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图4-1

图4-2

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图4-3

图4-4

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图4-5

图5-1

六、附录

源程序文件名： student.cpp

存放初始数据的文件名： students.txt

页脚内容 学生管理系统（图形界面）——Java 其内容为：

080710308 朱啸天 23 男 数据结构 99 叶延风 数学分析 97 陈芳启 080810310 徐若寒 21 女 综合英语 王素敏 数学分析 90 王泽军 080810313 何展风 20 男 综合英语 90 王素敏 数学分析 95 王泽军 080710314 刘伊蓝 22 女 数据结构 87 叶延风 数学分析 91 陈芳启 080710320 郎雨筝 24 女 数据结构 90 叶延风 数学分析 88 陈芳启 080710315 李文风 22 男 数据结构 93 叶延风 数学分析 98 陈芳启 080810312 龙轩风 21 男 数据结构 99 叶延风 数学分析 陈芳启 080810319 杨天纵 20 男 综合英语 99 王素敏 数学分析 99 王泽军 080810309 王逸宇 21 男 综合英语 87 王素敏 数学分析 96 王泽军

080710318 谭兴霸 22 男 数据结构 97 叶延风 数学分析 99 陈芳启

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