基于C语言的Linux学生管理系统设计课程设计

一、课程设计的内容

课程设计题目：《学生管理系统设计》

在现今信息时代,生活速度的加快,使得人们越来越向信息化、智能化、数字化方向开展, 学生信息管理系统是一个由人、计算机等组成的能进展信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用的系统 ,必然能代替过去大量、繁杂的手工操作。

通过本课程设计，运用Linux相关数据构造方法，使用数组和应用。

二、功能描述

构建一个学生管理系统，包含以下信息：

1、输入学生信息，包括学号、姓名、班级

2、输入学生成绩（包括语文、数学、英语），并计算学生成绩的总分和平均分

3、按照总分进展排序

4、查询学生信息

5、修改学生信息

6、增加学生信息

7、删除学生信息

8、退出系统

并且有一个清晰的界面来调用各个功能。

三、概要设计

学生管理系统

├── 输入学生信息

│ └── addStudent()

├── 按总分排序和输出学生信息

│ └── sortAndPrintStudents()

├── 查询学生信息

│ └── searchStudent()

├── 修改学生信息

│ └── modifyStudent()

├── 删除学生信息

│ └── deleteStudent()

└── 退出系统

创新功能：制作了编译所用到的makefile文件

四、详细设计

代码整体分为四个模块，分别为输入学生信息模块、查询学生信息模块、修改学生信息模块和删除学生信息模块。同时还制作了Makefile文件，使用Makefile可以提高开发效率，简化编译过程，便于管理和协作。

1、输入学生信息模块：这个模块实现了输入学生信息的功能。

①实现过程：

定义了一个名为addStudent()的函数，用于向学生数组中添加新的学生信息。

函数首先检查当前学生数量numStudents是否已达到最大学生数量MAX_STUDENTS。如果达到最大数量，函数会打印一条提示信息，并立即返回，无法添加更多的学生。

如果当前学生数量还未达到最大数量，则会创建一个名为 newStudent的临时Student结构体变量，用于存储新学生的信息。

然后，函数会通过输入让用户逐个输入学生的学号、姓名、班级以及语文、数学、英语的成绩，并将输入的值存储到newStudent的相应成员变量中。

接下来，函数会根据语文、数学、英语成绩计算学生的总分 totalScore，并计算平均分averageScore。

随后，函数将newStudent存储到学生数组students的下一个位置，然后通过递增 numStudents，维护已添加学生的数量。

如果输入的学号，与先前输入的学号一致，显示输入学号重复。

最后，函数会打印一条提示信息，表示学生信息添加成功。

这个函数的作用是添加新的学生信息到数组中，扩充学生信息的存储，并更新学生数量。

②算法描述：

③所用到的数据结构：使用结构体来表示学生的信息并存储在一个数组中。

2、查询学生信息模块：这个模块实现了查询学生信息的功能。

①实现过程：

定义了一个名为 searchStudent() 的函数，用于查询学生信息。函数首先会要求用户选择查询方式，可以通过学号查询或者通过姓名查询。

根据用户的选择，函数使用 switch 语句来执行相应的查询逻辑。

若用户选择1，表示通过学号查询。函数会要求用户输入要查询的学生学号，然后使用一个循环遍历学生数组，查找与输入学号匹配的学生。如果找到匹配的学生，会将其信息打印出来，并将 found 标志设置为1，表示找到了匹配的学生。

若用户选择2，表示通过姓名查询。函数会要求用户输入要查询的学生姓名，然后使用一个循环遍历学生数组，通过strcmp()函数将输入的姓名与学生数组中的姓名进行比较，找到匹配的学生。如果找到匹配的学生，会将其信息打印出来，并将 found 标志设置为1。

若用户选择3，表示退出查询，此时直接跳出 switch 语句。

若用户选择其他选项，则打印出无效选择的提示。

最后，根据 found 标志的值，判断是否找到了匹配的学生信息。如果没有找到，则打印出相应的提示信息。

②算法描述：

③所用到的数据结构：使用结构体数组来存储学生信息。

3、修改学生信息模块：这个模块实现了修改学生信息的功能。

①实现过程：

定义了一个名为modifyStudent()的函数，用于修改学生信息。函数首先会要求用户输入要修改的学生学号，然后使用一个循环遍历学生数组，查找与输入学号匹配的学生。

如果找到匹配的学生，会将found标志设置为1，表示找到了匹配的学生。然后，函数会要求用户输入要修改后的学生姓名、班级以及语文、数学和英语成绩。这些输入会直接修改对应学生结构体中的字段值。修改后会通过计算重新计算学生的总分和平均分，并将修改成功的提示打印出来。

如果没有找到匹配的学生，会通过判断 found 标志的值为0来输出未找到匹配的学生信息的提示。

②算法描述：

③所用到的数据结构：可以使用结构体数组来存储学生信息。

4、删除学生信息模块：这个模块实现了删除学生信息的功能。

①实现过程：

定义了一个名为deleteStudent()的函数，用于删除学生信息。函数首先会要求用户输入要删除的学生学号，然后使用一个循环遍历学生数组，查找与输入学号匹配的学生。

如果找到匹配的学生，将会通过循环将其后面的学生信息向前移动，以覆盖要删除的学生信息。然后，将学生数量numStudents减一，表示删除了一个学生。最后，输出学生信息删除成功的提示。

如果没有找到匹配的学生，会通过判断 found 标志的值为 0 来输出未找到匹配的学生信息的提示。

②算法描述：

③所用到的数据结构：可以使用结构体数组来存储学生信息。

5、Makefile文件：使用Makefile可以提高开发效率，简化编译过程，便于管理和协作。

①实现过程：

Makefile文件，用于编译和链接C语言源代码以生成可执行文件。以下是对Makefile的逐行解释：

sms: sms.o：这一行定义了一个规则，指定如何生成名为"sms"的可执行文件。在这个规则中，"sms"依赖于"sms.o"这个目标文件。

gcc sms.o -o sms：这是上一行规则的命令部分，使用GCC编译器将"sms.o"链接为名为"sms"的可执行文件。

sms.o: sms.c：这一行定义了另一个规则，指定如何生成名为"sms.o"的目标文件。在这个规则中，"sms.o"依赖于"sms.c"这个源文件。

gcc -c sms.c -o sms.o -std=c99：这是上一行规则的命令部分，使用GCC编译器将"sms.c"编译为名为"sms.o"的目标文件。-c选项表示只编译，不链接。-std=c99选项指定使用C99标准。

clean:：这一行定义了一个名为"clean"的伪目标，用于执行清理操作。

rm -f sms：这是上一行规则的命令部分，使用rm命令删除名为"sms"的可执行文件。-f选项表示强制删除，即使文件不存在也不会报错。

rm -f *.o：这是上一行规则的另一个命令，使用rm命令删除所有扩展名为".o"的目标文件。这也是一个清理操作，用于清除编译过程中生成的目标文件。

总体来说，这个Makefile文件包含了两个规则：一个用于编译和链接源代码生成可执行文件，另一个用于清理生成的可执行文件和目标文件。可以通过在终端中运行make命令来执行Makefile中的规则，生成可执行文件。运行make clean命令可以执行清理操作。

②主要源代码：

sms:sms.o

    gcc sms.o -o sms

sms.o:sms.c

    gcc -c sms.c -o sms.o -std=c99

clean:

    rm -f sms

    rm -f *.o

五、测试结果

1、使用makefile文件，对文档进行编译。

2、生成可执行文件。

3、运行可执行文件。

4、添加三名学生的信息。

5、如果输入的学号信息相同，显示输入的学号重复。

6、按照总成绩从高分到低分输出学生信息。

7、按照学号和姓名查询两种方式查询学生信息。

8、修改其中一位学生信息。

9、删除其中一位学生信息。

10、输出学生信息，验证是否成功。

11、退出系统。

12、使用make clean指令，删除可执行文件。

六、代码

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

#define MAX_STUDENTS 1000

struct Student {
    long int id;
    char name[200];
    char class[200];
    int scores[3];  
    int totalScore; 
    float averageScore;  
};

struct Student students[MAX_STUDENTS]; 
int numStudents = 0; 

int isStudentIdDuplicate(long id) {
    for (int i = 0; i < numStudents; i++) {
        if (students[i].id == id) {
            return 1; 
        }
    }
    return 0; 
}

void addStudent() {
    if (numStudents >= MAX_STUDENTS) {
        printf("已达到最大学生数量，无法添加更多学生。\n");
        return;
    }

    struct Student newStudent;
    printf("请输入学生学号：");
    scanf("%ld", &newStudent.id);

    if (isStudentIdDuplicate(newStudent.id)) {
        printf("学号输入重复，请重新输入。\n");
        return;
    }

    printf("请输入学生姓名：");
    scanf("%s", newStudent.name);
    printf("请输入学生班级：");
    scanf("%s", newStudent.class);
    printf("请输入学生语文成绩：");
    scanf("%d", &newStudent.scores[0]);
    printf("请输入学生数学成绩：");
    scanf("%d", &newStudent.scores[1]);
    printf("请输入学生英语成绩：");
    scanf("%d", &newStudent.scores[2]);

    newStudent.totalScore = newStudent.scores[0] + newStudent.scores[1] + newStudent.scores[2];
    newStudent.averageScore = newStudent.totalScore / 3.0;

    students[numStudents] = newStudent;
    numStudents++;

    printf("学生信息添加成功。\n");
}

int compareStudents(const void *a, const void *b) {
    struct Student *studentA = (struct Student *)a;
    struct Student *studentB = (struct Student *)b;
    return studentB->totalScore - studentA->totalScore;
}

void sortAndPrintStudents() {
    qsort(students, numStudents, sizeof(struct Student), compareStudents);

    printf("按总分排序后的学生信息：\n");
    for (int i = 0; i < numStudents; i++) {
        struct Student *student = &students[i];
        printf("学号:%ld 姓名:%s 班级:%s 语文:%d 数学:%d 英语:%d 总分:%d 平均分:%.2f\n", student->id, student->name, student->class,student->scores[0], student->scores[1], student->scores[2], student->totalScore, student->averageScore);
    }
}

void searchStudent() {
    int choice;
    printf("请选择查询方式：\n");
    printf("1、通过学号查询\n");
    printf("2、通过姓名查询\n");
    printf("3、退出本次查询\n");
    printf("请选择：");
    scanf("%d", &choice);

    long int searchId;
    char searchName[200];
    int found = 0;

    switch (choice) {
        case 1:
            printf("请输入学生学号：");
            scanf("%ld", &searchId);
            for (int i = 0; i < numStudents; i++) {
                if (students[i].id == searchId) {
                    struct Student *student = &students[i];
                    printf("学号:%ld 姓名:%s 班级:%s 语文:%d 数学:%d 英语:%d 总分:%d 平均分:%.2f\n", student->id, student->name, student->class,student->scores[0], student->scores[1], student->scores[2], student->totalScore, student->averageScore);
                    found = 1;
                    break;
                }
            }
            break;
        case 2:
            printf("请输入学生姓名：");
            scanf("%s", searchName);
            for (int i = 0; i < numStudents; i++) {
                if (strcmp(students[i].name, searchName) == 0) {
                    struct Student *student = &students[i];
                    printf("学号:%ld 姓名:%s 班级:%s 语文:%d 数学:%d 英语:%d 总分:%d 平均分:%.2f\n", student->id, student->name, student->class,student->scores[0], student->scores[1], student->scores[2], student->totalScore, student->averageScore);
                    found = 1;
                    break;
                }
            }
            break;
    case 3:
        printf("未选择退出查询。\n");
        found = 1;
        break;
        default:
            printf("无效的选择。\n");
    }

    if (!found) {
        printf("未找到匹配的学生信息。\n");
    }
}

void modifyStudent() {
    long int modifyId;
    printf("请输入要修改的学生学号：");
    scanf("%ld", &modifyId);

    int found = 0;
    for (int i = 0; i < numStudents; i++) {
        if (students[i].id == modifyId) {
            struct Student *student = &students[i];
            printf("请输入修改后的学生姓名：");
            scanf("%s", student->name);
            printf("请输入修改后的学生班级：");
            scanf("%s", student->class);
            printf("请输入修改后的学生语文成绩：");
            scanf("%d", &student->scores[0]);
            printf("请输入修改后的学生数学成绩：");
            scanf("%d", &student->scores[1]);
            printf("请输入修改后的学生英语成绩：");
            scanf("%d", &student->scores[2]);
            student->totalScore = student->scores[0] + student->scores[1] + student->scores[2];
            student->averageScore = student->totalScore / 3.0;
            printf("学生信息修改成功。\n");
            found = 1;
            break;
        }
    }

    if (!found) {
        printf("未找到匹配的学生信息。\n");
    }
}

void deleteStudent() {
    long int deleteId;
    printf("请输入要删除的学生学号：");
    scanf("%ld", &deleteId);

    int found = 0;
    for (int i = 0; i < numStudents; i++) {
        if (students[i].id == deleteId) {
            for (int j = i; j < numStudents - 1; j++) {
                students[j] = students[j + 1];
            }
            numStudents--;
            printf("学生信息删除成功。\n");
            found = 1;
            break;
        }
    }

    if (!found) {
        printf("未找到匹配的学生信息。\n");
    }
}

int main() {
    int choice;
    while (1) {
        printf("----------------------\n");
        printf("学生管理系统\n");
        printf("1、输入学生信息\n");
        printf("2、按总分排序和输出学生信息\n");
        printf("3、查询学生信息\n");
        printf("4、修改学生信息\n");
        printf("5、删除学生信息\n");
        printf("6、退出系统\n");
        printf("----------------------\n");
        printf("请选择操作：");
        scanf("%d", &choice);

        switch (choice) {
            case 1:
                addStudent();
                break;
            case 2:
                sortAndPrintStudents();
                break;
            case 3:
                searchStudent();
                break;
            case 4:
                modifyStudent();
                break;
            case 5:
                deleteStudent();
                break;
            case 6:
                exit(0);
            default:
                printf("无效的选择。\n");
        }
    }

    return 0;
}