综合应用案例—学生信息管理系统(C语言)

14.3综合应用案例—学生信息管理系统作为学生，同学们最熟悉自己的相关信息了，如果能够设计一个学生信息管理系统，实现全班乃至全校学生信息的管理系统，是非常有实际意义的。

同时，开发一个小型的信息管理系统，综合应用我们之前学习的基本语法知识和程序设计方法，将是一个提升和锻炼实践能力的好机会。

1. 主要功能设计与开发一个学生信息管理系统，对学生的学号、姓名、性别、年龄等基本信息进行管理，实现基本的增、删、改、查等功能。

2. 功能模块设计通过需求分析，按照结构化程序设计自顶向下，逐步细化的方法，以模块化设计为中心的原则，学生信息管理系统应该具有基本的文件管理、编辑、显示三个功能模块。

文件管理模块包括：加载文件、保存文件、拷贝到目标文件、退出系统；编辑模块包括：输入记录、查找记录、修改记录、删除记录、插入记录、记录排序； 显示模块包括：显示全部记录、按序号显示记录。

系统的功能划分如图14.12所示：学生基本信息管理系统输入学生记录浏览学生记录按姓名查找按姓名删除按学号修改插入学生记录保存文件加载文件按序号浏览按姓名排序拷贝文件文件管理模块编辑模块显示模块退出系统图14.12 系统功能模块图3. 数据结构设计为了实现学生信息的管理，系统中采用的主要数据结构是结构体数组，为了方便系统功能扩展及编码方便，使用了#define 定义结构体数组上限，并使用typedef 定义结构体类型别名。

#define M 50 typedef struct{char no[20];char name[20];char sex[5];int age;}STUDENTS;STUDENTS stu[M];4. 函数及调用关系函数是模块化的主要手段，系统的各个主要功能都设计成函数，通过各个函数相互调用，并最终由主函数main调用组装成整个软件系统。

学生信息管理系统由1个.h头文件和2个.c 源文件组成。

程序中除了主函数外，共设计了以下15个函数，以下是这些函数的函数原型及功能设计。

（1）int menu_select();函数功能: 在屏幕上显示主菜单，接收用户选择并响应用户相应操作。

（2）int enter(STUDENTS t[]);函数功能:输入学生记录条数，并循环输入学生基本信息。

（3）void list(STUDENTS t[],int n);函数功能:按每页10条显示结构体数组中的学生信息。

（4）void search(STUDENTS t[],int n);函数功能:按给定的姓名查找学生并显示该生信息。

（5）int del(STUDENTS t[],int n);函数功能:按给定姓名从结构体数组中删除该生信息。

（6）int add(STUDENTS t[],int n);函数功能:给定学生姓名，查找该生在结构体数组中的位置，从该位置开始后移，将一条新输入的学生信息插入在该位置。

（7）void save(STUDENTS t[],int n);函数功能:将结构体数组中的学生信息以二进制方式写入到文件。

（8）int load(STUDENTS t[]);函数功能:将保存的二进制文件加载到内存中的结构体数组。

（9）void display(STUDENTS t[],int n);函数功能:按输入序号从结构体数组中定位并输出学生信息。

（10）void sort(STUDENTS t[],int n);函数功能:采用冒泡排序算法，按姓名将结构体数组中的学生从小到大排序。

（11）void copy();函数功能:将保存的学生信息拷贝到指定的目标文件中一份。

（12）void print(STUDENTS temp);函数功能:显示指定的一条学生记录。

（13）int find_name(STUDENTS t[],int n,char *s);函数功能:在结构体数组中按给定姓名查找学生。

（14）int find_no(STUDENTS t[],int n,char *no);函数功能: 在结构体数组中按给定学号查找学生。

（15）void modify(STUDENTS t[],int n);函数功能:按照给定的学号在结构体数组中定位该生，重新输入数据对其进行修改，并显示修改前后的数据进行对比。

程序中总共16个函数之间的调用关系如图14.13所示：图14.13 函数调用关系5. 算法设计在编写函数过程中，比较难于理解和表达的是冒泡排序算法。

冒泡的定义：在排序过程中，每个数就如同水中的气泡一样，大的上升的速度快，被排在最上面；而小的被依次排在下面；因此，被形象地比喻为“冒泡”。

冒泡法的思路是：相邻两个元素比较，将小的调到前头。

其算法流程如图14.14所示：图14.14 冒泡排序算法流程图6. 程序代码程序代码分别保存到三个文件中：stufun.h中包含头文件、结构体定义以及函数声明等；stufun.c中是系统中除main函数外其他15个自定义函数的实现和相互调用；stuims.c中是主函数main调用其他15个函数组装的整个软件系统。

其中，stufun.c和stuims.c包含了头文件stufun.h。

//stufun.h#include <stdio.h> //I/O函数#include <stdlib.h> //标准库函数#include <string.h> //字符串函数#include <ctype.h> //字符操作函数#define M 50 //定义常数表示记录数typedef struct //定义数据结构{char no[20]; //学号char name[20]; //姓名char sex[5]; //性别int age; //年龄}STUDENTS;//以下是函数原型int menu_select(); //主菜单函数int enter(STUDENTS t[]); //输入记录void list(STUDENTS t[],int n); //显示记录void search(STUDENTS t[],int n); //按姓名查找显示记录int del(STUDENTS t[],int n); //删除记录int add(STUDENTS t[],int n); //插入记录void save(STUDENTS t[],int n); //记录保存为文件int load(STUDENTS t[]); //从文件中读记录void display(STUDENTS t[],int n); //按序号查找显示记录void sort(STUDENTS t[],int n); //按姓名排序void copy(); //文件复制void print(STUDENTS temp); //显示单条记录int find_name(STUDENTS t[],int n,char *s); //按姓名查找函数int find_no(STUDENTS t[],int n,char *no); //按学号查找void modify(STUDENTS t[],int n); //修改记录//stufun.c#include"stufun.h"//菜单函数，函数返回值为整数，代表所选的菜单项int menu_select(){char s[80];int c;printf("*******************主菜单**********************\n");printf(" 0. 输入学生记录\n");printf(" 1. 浏览学生记录\n");printf(" 2. 按姓名查找\n");printf(" 3. 按姓名删除\n");printf(" 4. 按学号修改\n");printf(" 5. 插入学生记录\n");printf(" 6. 保存记录到文件\n");printf(" 7. 加载文件到内存\n");printf(" 8. 按序号浏览\n");printf(" 9. 按姓名排序\n");printf(" 10.拷贝到新文件\n");printf(" 11.程序退出\n");printf("***********************************************\n");do{printf("\n 输入您的菜单选项编号(0-11):"); //提示输入选项scanf("%s",s); //输入选择项c=atoi(s); //将输入的字符串转化为整型数getchar();}while(c<0||c>11); //选择项不在0~11之间重输return c;//返回选择项，主程序根据该数调用相应的函数}//输入记录，形参为结构体数组，函数值返回类型为整型表示记录长度int enter(STUDENTS t[]){int i,n;system("cls");printf("\n请输入学生记录条数：\n");scanf("%d",&n); //输入记录数printf("请输入学生记录：\n");printf("学号姓名性别年龄\n");printf("----------------------------------------------------\n");for (i=0;i<n;i++){scanf("%s",t[i].no); //输入学号scanf("%s",t[i].name); //输入姓名scanf("%s",t[i].sex); //输入性别scanf("%d",&t[i].age); //输入年龄}getchar();return n; //返回记录条数}//显示记录，参数为记录数组和记录条数void list(STUDENTS t[],int n){int i;system("cls");printf("\n********************学生清单************************\n");printf("学号姓名性别年龄\n");printf("----------------------------------------------------\n");for(i=0;i<n;i++){printf("%-20s%-20s%-10s%-10d\n",t[i].no,t[i].name,t[i].sex,t[i].age);if((i+1)%10==0&&n%10>0) //判断输出是否达到10条记录{printf("----------------------------------------------------\n");printf("每页显示10条学生记录,按回车键向后翻页...\n");getchar();system("cls");printf("\n********************学生清单************************\n");printf("学号姓名性别年龄\n");printf("----------------------------------------------------\n");}}printf("----------------------------------------------------\n");}//查找记录void search(STUDENTS t[],int n){char s[20]; //保存待查找姓名字符串int i; //保存查找到结点的序号system("cls");printf("请输入查找的姓名：\n");scanf("%s",s); //输入待查找姓名getchar();i=find_name(t,n,s); //调用find_name函数，得到一个整数if(i>n-1) //如果整数i值大于n-1，说明没找到printf("没有姓名为%s的学生！\n",s);elseprint(t[i]); //找到，调用显示函数显示记录}//删除函数，参数为记录数组和记录条数int del(STUDENTS t[],int n){char s[20]; //要删除记录的姓名int ch=0;int i;printf("请输入要删除的学生姓名:\n");scanf("%s",s); //输入姓名getchar();i=find_name(t,n,s); //调用find_name函数if(i==n)printf("没有找到名字为%s的学生！\n",s);else{printf("正在删除中！\n");for(;i<n;i++) //从删除位置开始依次前移学生记录{strcpy(t[i].name,t[i+1].name);strcpy(t[i].no,t[i+1].no);strcpy(t[i].sex,t[i+1].sex);t[i].age=t[i+1].age;}n--; //删除后记录数减1printf("删除成功！\n");}return n;//返回记录数}//插入记录函数，参数为结构体数组和记录数int add(STUDENTS t[],int n){STUDENTS temp; //新插入记录信息int i,j;char s[20]; //确定插入在哪个记录之前printf("请输入要插入的学生记录：\n");printf("************************************************\n");printf("学号姓名性别年龄\n");printf("----------------------------------------------------\n");scanf("%s%s%s%d",temp.no,,temp.sex,&temp.age); //输入插入信息getchar();printf("----------------------------------------------------\n");if(n>0){printf("请输入插入位置的姓名，将新记录插入在该名字前：\n");scanf("%s",s); //输入插入位置的姓名getchar();i=find_name(t,n,s); //调用find_name，确定插入位置}elsei=0;for(j=n-1;j>=i;j--) //从最后一个结点开始向后移动一条{strcpy(t[j+1].no,t[j].no); //当前记录的学号拷贝到后一条strcpy(t[j+1].name,t[j].name); //当前记录的姓名拷贝到后一条strcpy(t[j+1].sex,t[j].sex); //当前记录的性别拷贝到后一条t[j+1].age=t[j].age; //当前记录的年龄拷贝到后一条}strcpy(t[i].no,temp.no); //将新插入记录的学号拷贝到第i个位置strcpy(t[i].name,); //将新插入记录的姓名拷贝到第i个位置strcpy(t[i].sex,temp.sex); //将新插入记录的性别拷贝到第i个位置t[i].age = temp.age; //将新插入记录的年龄拷贝到第i个位置n++; //记录数加1return n; //返回记录数}//保存函数，参数为结构体数组和记录数void save(STUDENTS t[],int n){int i;FILE *fp; /指向文件的指针if((fp=fopen("record.txt","wb"))==NULL) /打开文件，并判断打开是否正常{printf("无法打开学生记录文件！\n"); //打开失败exit(1); //退出}printf("\n正在保存中\n");fprintf(fp,"%d",n); //将记录数写入文件fprintf(fp,"\r\n"); //将换行符号写入文件for(i=0;i<n;i++){fprintf(fp,"%-20s%-30s%-10s%-10d",t[i].no,t[i].name,t[i].sex,t[i].age);//格式写入记录fprintf(fp,"\r\n"); //将换行符号写入文件}fclose(fp); //关闭文件printf("****保存成功***\n"); //显示保存成功}//读入函数，参数为结构体数组int load(STUDENTS t[]){int i,n;FILE *fp; //指向文件的指针if((fp=fopen("record.txt","rb"))==NULL) //打开文件{printf("无法打开学生记录文件！\n"); //打开失败exit(1); //退出}fscanf(fp,"%d",&n); //读入记录数for(i=0;i<n;i++)fscanf(fp,"%20s%30s%10s%10d",t[i].no,t[i].name,t[i].sex,&t[i].age);//按格式读入记录fclose(fp); //关闭文件printf("已经成功加载学生记录文件到内存!\n"); //显示保存成功return n; //返回记录数}//按序号显示记录函数void display(STUDENTS t[],int n){int id;printf("请输入序号：\n");scanf("%d",&id); /输入序号getchar();if(id>=0&&id<n) //判断序号是否在记录范围内{print(t[id]); //调用输出函数显示该记录printf("\r\n");}elseprintf("序号为%d 的学生不存在!\n ",id); //如果序号超出范围提示信息}//按姓名排序函数，参数为结构体数组和记录数void sort(STUDENTS t[],int n){int i,j,flag;STUDENTS temp; //临时变量用于交换数据for(i=0;i<n-1;i++){flag=0; //设置标志判断是否发生过交换for(j=0;j<n-1-i;j++)if((strcmp(t[j].name,t[j+1].name))>0) //比较大小{temp=t[j]; t[j]=t[j+1];t[j+1]=temp;flag++;}if(flag==0)break; //如果标志为0，说明没有发生过交换循环结束}printf("排序成功!\n"); //显示排序成功}//复制文件void copy(){char outfile[20]; //目标文件名int i,n;STUDENTS temp[M]; //定义临时变量FILE *sfp,*tfp; //定义指向文件的指针system("cls");if((sfp=fopen("record.txt","rb"))==NULL) //打开学生记录文件{printf("无法打开学生记录文件!\n"); //打开失败exit(1); //退出}printf("请输入目标文件名,形如c:\\f1\\te.txt:\n");scanf("%s",outfile); //输入目标文件名getchar();if((tfp=fopen(outfile,"wb"))==NULL) //打开目标文件{printf("无法打开目标文件!\n"); //打开失败exit(1); //退出}fscanf(sfp,"%d",&n); //读出文件记录数fprintf(tfp,"%d",n); //写入目标文件数fprintf(tfp,"\r\n"); //写入换行符for(i=0;i<n;i++){fscanf(sfp,"%20s%30s%10s%10d\n",temp[i].no,temp[i].name,temp[i].sex,&temp[i].age );//读入记录fprintf(tfp,"%-20s%-30s%-10s%-10d\n",temp[i].no,temp[i].name,temp[i].sex,temp[i].age );printf(tfp,"\r\n"); //写入换行符}fclose(sfp); //关闭源文件fclose(tfp); //关闭目标文件printf("已经成功复制学生记录到目标文件!\n"); //显示复制成功}//显示指定的一条记录void print(STUDENTS temp){printf("\n****************************************************\n");printf("学号姓名性别年龄\n");printf("----------------------------------------------------\n");printf("%-20s%-20s%-10s%-10d\n",temp.no,,temp.sex,temp.age);printf("----------------------------------------------------\n");}//按姓名查找函数，参数为记录数组和记录条数以及姓名sint find_name(STUDENTS t[],int n,char *s){int i;for(i=0;i<n;i++) //记录开始，直到最后一条{if(strcmp(s,t[i].name)==0) //记录中的姓名和待比较的姓名是否相等return i; //相等，则返回该记录的下标号，程序提前结束}return i; //返回i值}//按学号查找函数，参数为记录数组和记录条数以及学号noint find_no(STUDENTS t[],int n,char *no){int i;for(i=0;i<n;i++) /从第一条记录开始，直到最后一条{if(strcmp(no,t[i].no)==0) //记录中的学号和待比较的学号是否相等return i; //相等，则返回该记录的下标号，程序提前结束}return i; //返回i值}//修改函数，按照输入学号修改void modify(STUDENTS t[],int n){char no[20]; //要修改记录的学号int ch=0;int i;printf("请输入要修改的学生学号:\n");scanf("%s",no); //输入学号getchar();i=find_no(t,n,no); //调用find_no函数if(i==n)printf("没有找到学号为%s的学生！\n",no);else{printf("学号为%s的学生修改前：\n",no);print(t[i]);printf("请输入修改后学生记录：\n");printf("学号姓名性别年龄\n");printf("----------------------------------------------------\n");scanf("%s",t[i].no);scanf("%s",t[i].name);scanf("%s",t[i].sex);scanf("%d",&t[i].age);getchar();printf("学号为%s的学生修改后：\n",no);print(t[i]);}}//stuims.c#include"stufun.c"//主函数开始void main(){STUDENTS stu[M]; //定义结构体数组int length; //保存记录长度for(;;) //无限循环{system("cls"); //清屏switch(menu_select()) //调用主菜单函数，返回值作为开关语句的条件{case 0:length=enter(stu);break; //输入记录case 1:list(stu,length);break; //显示全部记录case 2:search(stu,length);break; //按姓名查找记录case 3:length=del(stu,length);break; //按姓名删除记录case 4:modify(stu,length);break; //按学号修改记录case 5:length=add(stu,length);break; //插入记录case 6:save(stu,length);break; //保存文件case 7:length=load(stu);break; //加载文件到内存case 8:display(stu,length);break; //按序号显示记录case 9:sort(stu,length);break; //按姓名排序case 10:copy();break; //复制文件到目标文件case 11:exit(0); //程序结束}printf("按回车键返回主菜单...\n"); //提示信息getchar();}return;}7. 系统操作流程使用该学生信息管理系统时，通过输入菜单序号执行相应的功能模块，例如插入学生记录的操作流程如图14.15所示，其他功能模块的具体操作流程与此类似。