嵌入式程序课程设计报告学生成绩管理系统

嵌入式程序课程设计报告题 目 学生成绩管理系统 院 系 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2010年 12 月 28 日目录湖北经济学院课程设计任务书I目录II1设计目的11.1 概述11.2 功能描述12总体设计22.1 主控main()函数执行流程22.2 输入记录模块32.3 查询记录模块32.4 更新记录模块42.5 统计记录模块52.6 输出记录模块53详细设计53.1数据结构设计53.2 函数功能描述64.调试与测试85源程序清单和执行结果95.1 源程序清单95.2 执行结果27课程设计体会32参考文献33 嵌入式程序课程设计报告1设计目的1.1 概述在一个学期的C语言学习及后续的嵌入式程序课程设计中，我们对这门应用最广泛的计算机高级编程语言有了逐步的认识和掌握。 通过本课程设计，使自己更加系统地理解C语言的基本概念，熟练掌握利用C语言进行程序设计的原理和方法，分析和解决实际应用问题，进一步加深巩固所学专业的基础理论知识，理论联系实际，进一步培养自己分析问题解决问题的能力。此项目主要考察我们对结构体、单链表、文件操作，对C语言基本知识点的掌握以及对程序的调试。所以完成项目并不简单，需要我们耐心地应对设计过程中出现的每一个问题。1.2 功能描述成绩管理系统主要由以下五大功能模块组成，如图1所示。（1）输入记录模块。输入记录模块主要完成将数据存入单链表中的工作。在此成绩管理系统中，记录可以从二制形式存储的数据文件中读入，也可以从键盘逐个输入学生记录。学生记录由学生的基本信息和成绩信息字段构成。当从数据文件读入记录时， 它就是在以记录为单位存储的数据文件中，将记录逐条复制到单链表中。（2）查询记录模块。查询记录模块主要完成在单链表中查找满足相关条件的学生记录。在此学生管理系统中，用户可以按照学生的学号或姓名在单链表中进行查找。若找到该学生的记录，则返回指向该学生记录的指针。否则，返回一个值为NULL的空指针，并打印出未找到该学生记录的提示信息。 （3）更新记录模块。更新记录模块主要完成对学生记录的维护。在此成绩管理系统中，它实现了对学生记录的修改、删除、插入和排序操作。一般而言，系统进行了这些操作以后，需要将修改的数据存入源程序文件。（4）统计记录模块。统计记录模块主要完成对各门功课最高分和不及格人数的统计。（5）输出记录模块。输出记录模块主要完成两个任务。第一，它实现对学生记录的存盘操作，即将单链表中的各节点中存储的学生记录信息写入数据文件中。第二，它将实现将单链表中存储的学生记录信息以表格的形式在屏幕上打印出来。图1 学生成绩管理系统功能模块图2总体设计2.1 主控main()函数执行流程本学生成绩管理系统执行流程如图2所示。它先以可读写的方式打开数据文件，此文件默认为“c:student”，若该文件不存在，则新建此文件。当打开文件操作成功后，从文件中一次读出一条记录，添加到新建的单链表中，然后执行显示主菜单和进入主循环操作，进行按键判断。在判断键值时，有效的输入为0至9之间的任意数值，其他输入都被视为错误按键。若输入为0（即变量select=0），它会继续判断是否在对记录进行了更新操作后进行了存盘操作，若未存盘，则全局变量saveflag=1，系统会提示用户是否要进行数据存盘操作，用户输入Y或y，系统会进行存盘操作。最后，系统执行退出学生成绩管理系统的操作。若选择1，则调用Add( )函数，执行增加学生记录操作；若选择2，则调用Del( )函数 ，执行删除学生记录操作；若选择3.，则调用Qur( )函数，执行查询学生记录操作；若选择4，则调用Modify( )函数，执行修改学生记录操作；若选择5，则调用Insert( )函数，执行插入学生记录操作；若选择6，则调用Tongji( )函数，执行统计学生记录操作；若选择7，则调用Sort( )函数，执行按降序排序学生记录的操作；若选择8，则调用Save( )函数，执行将学生记录存入磁盘中的数据文件的操作；若选择9，则调用Disp( )函数，执行将学生记录以表格形式打印输出至屏幕的操作；若输入09以外的数值，则调用Wrong( )函数，给出按键错误的提示。图2 主控函数执行流程图2.2 输入记录模块输入记录模块主要实现将数据存入单链表中。这部分的操作较为简单。当从数据文件中读出记录时，它调用了fread(p,sizeof(Node),1,fp)文件读取函数，执行一次从文件中读取一条学生成绩记录信息存入指针变量p所指的节点中的操作，并且这个操作在main()函数中执行，即当成绩管理系统进入显示菜单界面时，该操作已经执行了。若该文件中没有数据，系统会提示单链表为空，没有任何学生记录可操作，此时，用户应选择1，调用Add(l)函数，进行学生记录的输入，即完成在单链表1中添加节点的操作。值得一提的是，这里的字符串和数值的输入分别采用了函数来实现，在函数中完成输入数据任务，并对数据进行条件判断，直到满足条件为止，这样大大减少了代码的重复和冗余，符合模块化程序设计的特点。2.3 查询记录模块查询记录模块主要实现了在单链表中按学号或姓名查找满足相关条件的学生记录。在查询函数Qur(l)中，l为指向保存了学生成绩信息的单链表的首地址的指针变量。为了遵循模块化编程的原则，我们将在单链表中进行的指针定位操作设计成了一个单独的函数Node* Locate(Link l ,char findmess ,char nameornum )，参数findmess保存要查找的具体内容，nameornum保存要查找的字段（值为字符串类型的num或者name），若找到该记录，则返回指向该节点的指针；否则 ，返回一个空指针。2.4 更新记录模块此模块主要实现了对学生记录的修改、删除、插入和排序操作。因为学生记录是以单链表的结构形式储存的，所以这些操作都在单链表中完成。下面分别介绍这4个功能模块。（1）修改记录修改记录操作需要对单链表中目标节点的数据域中的值进行修改，它分两步完成。第一步，输入要修改的学号，输入后调用定位函数Locate()在单链表中逐个对节点数据域中的学号字段的值进行比较，直到找到该学生的学生记录；第二步，若找到该学生记录，修改除学号之外的各字段的值，并将存盘标记变量saveflag置1，表示已经对记录进行了修改，但还未执行存盘操作。（2）删除记录删除记录操作完成删除指定学号或姓名的学生记录，它也分两步完成。第一步，输入要删除的学号或姓名，输入后调用定位函数Locate()在单链表中逐个对节点数据域中学号或姓名字段的值进行比较，直到找到该学生学号或姓名的学生记录，返回指向该学生记录的节点指针；第二步，若找到该学生记录，将该学生记录所在节点的前驱结点的指针域指向目标节点的后继结点。（3）插入记录插入记录完成在指定学号的随后位置插入新的学生记录。首先，它要求用户输入某个学生的学号，新的记录将插入在该学生记录之后；然后，提示用户输入一条新的学生记录的信息，这些信息保存在新节点的数据域中；最后，将该节点插入在指定位置学号之后。它的具体插入执行过程如图3所示，图中q为位置学号所在节点的指针变量，其中，p为q所指节点的后继结点的指针变量，q-next=p，指针变量i指向新纪录所在的节点，为插入节点i，依次执行的操作为：i-next=q-next；q-next=i。图3 单链表中插入学生记录节点示意图（4）排序记录有关排序的算法有很多，如冒泡排序、排入排序等。针对单链表结构的特点，我们采用插入排序算法实现按总分的从从高到低对学生成绩进行排序，排序完成之后，即可按顺序给名次字段赋值。在单链表中，实现插入排序的基本步骤如下。新建一个单链表l，用来保存排序结果，其初值为待排序单链表中的头结点。从待排序链表中取下一个节点，将其总分字段值与单链表l中的各节点中总分字段的值进行比较，直到在链表l中找到总分小于它的节点。若找到此节点，系统将待排序链表中取出的节点插入此节点之前，作为其前驱。否则，将取出的节点放在单链表l的尾部。重复第步，直到从待排序链表取出的节点的指针域为NULL，即此节点为单链表的尾部节点，排序完成。2.5 统计记录模块该模块的实现比较简单，它主要通过循环读取指针变量p所指的当前节点的数据域中各字段的值，并对各个成绩字段进行逐个判断的形式，完成单科最高分学生的查找和各科不及格人数的统计。2.6 输出记录模块当把记录输出至文件时，调用fwrite(p,sizeof(Node),1,fp)函数，将p指针所指节点中的各字段值，写入文件指针fp所指的文件。当把记录输出至屏幕时，调用void Disp(Link l)函数，将单链表l中存储的学生记录信息以表格的形式在屏幕上打印出来。3详细设计3.1数据结构设计（1）学生成绩信息结构体typedef struct student char num10; char name15; int cgrade; int mgrade; int egrade; int total; float ave; int mingci; ;结构体sudent将用于存储学生的基本信息，它将作为单链表的数据域。为了简化程序，我们只取了3门成绩。其各字段的值的含义如下。num10：保存学号。name15：保存姓名。cgrade：保存C语言成绩。mgrade：保存数学成绩。egrade：保存英语成绩。total：保存总分。ave：保存平均分。mingci：保存名次。（2）单链表Node结构体typedef struct node struct student data; struct node *next; Node,*Link;这样定义了一个单链表的结构，结构标记为node，data为student结构类型的数据，作为单链表结构中的数据域，next为单链表中的指针域，用来存储其直接后继结点的地址。Node为node类型的结构体变量，*Link为node类型的指针变量。3.2 函数功能描述（1）printheader()函数原型：void printheader()Printheader()函数用于在以表格形式显示学生记录时，打印输出表头信息。（2）printdata()函数原型：void printdata(Node *pp)Printdata()函数用于在以表格形式显示学生记录时，打印输出单链表pp中的学生信息。（3）stringput()函数原型：void stringput(char *t, int lens ,char *notice)stringput()函数用于输入字符串，并进行字符串长度验证（长度data.num,p-data.name,p-data.egrade,p-data.mgrade,p-data.cgrade,p-data.total,p-data.ave,p-data.mingci#define END - nint saveflag=0; /*是否需要存盘的标志变量*/*定义与学生有关的数据结构*/typedef struct student /*标记为student*/char num10; char name15; int cgrade; int mgrade; int egrade; int total; float ave; int mingci; ;/*定义每条记录或结点的数据结构，标记为：node*/typedef struct nodestruct student data; /*数据域*/struct node *next; /*指针域*/Node,*Link; /*Node为node类型的结构变量，*Link为node类型的指针变量*/2主菜单界面用户进入成绩管理系统时，需要显示主菜单，提示用户进行选择，完成相应任务。此代码被main()函数调用。void menu() system(cls); /*调用DOS命令，清屏.与clrscr()功能相同*/cprintf( The Students Grade Management System n);cprintf( *Menu*n);cprintf( * 1 input record 2 delete record *n);cprintf( * 3 search record 4 modify record *n);cprintf( * 5 insert record 6 count record *n);cprintf( * 7 sort reord 8 save record *n);cprintf( * 9 display record 0 quit system *n);cprintf( *n);/*cprintf()送格式化输出至文本窗口屏幕中*/3主函数main() Main()函数主要实现了对整个程序的运行控制，以及相关功能模块的调用。详细分析可参考图2。void main() Link l; /*定义链表*/ FILE *fp; /*文件指针*/ int select; /*保存选择结果变量*/ char ch; /*保存(y,Y,n,N)*/ int count=0; /*保存文件中的记录条数（或结点个数）*/ Node *p,*r; /*定义记录指针变量*/ l=(Node*)malloc(sizeof(Node); if(!l) printf(n allocate memory failure ); /*如没有申请到，打印提示信息*/ return ; /*返回主界面*/ l-next=NULL; r=l; fp=fopen(C:student,ab+); /*以追加方式打开一个二进制文件，可读可写，若此文件不存在，会创建此文件*/ if(fp=NULL) printf(n=can not open file!n); exit(0); while(!feof(fp) p=(Node*)malloc(sizeof(Node); if(!p) printf( memory malloc failure!n); /*没有申请成功*/ exit(0); /*退出*/ if(fread(p,sizeof(Node),1,fp)=1) /*一次从文件中读取一条学生成绩记录*/ p-next=NULL; r-next=p; r=p; /*r指针向后移一个位置*/ count+; fclose(fp); /*关闭文件*/printf(n=open file sucess,the total records number is : %d.n,count);menu();while(1) system(cls); menu(); p=r; printf(n Please Enter your choice(09):); /*显示提示信息*/ scanf(%d,&select); if(select=0) if(saveflag=1) /*若对链表的数据有修改且未进行存盘操作，则此标志为1*/ getchar(); printf(n=Whether save the modified record to file?(y/n):); scanf(%c,&ch); if(ch=y|ch=Y) Save(l); printf(=thank you for useness!); getchar(); break; switch(select) case 1:Add(l);break; /*增加学生记录*/ case 2:Del(l);break; /*删除学生记录*/ case 3:Qur(l);break; /*查询学生记录*/ case 4:Modify(l);break; /*修改学生记录*/ case 5:Insert(l);break; /*插入学生记录*/ case 6:Tongji(l);break; /*统计学生记录*/ case 7:Sort(l);break; /*排序学生记录*/ case 8:Save(l);break; /*保存学生记录*/ case 9:system(cls);Disp(l);break; /*显示学生记录*/ default: Wrong();getchar();break; /*按键有误，必须为数值0-9*/ 4表格形式显示记录 void Disp(Link l) /*显示单链表l中存储的学生记录，内容为student结构中定义的内容*/Node *p;p=l-next; /*l存储的是单链表中头结点的指针，该头结点没有存储学生信息，指针域指向的后继结点才有学生信息*/if(!p) /*p=NULL,NUll在stdlib中定义为0*/ printf(n=Not student record!n); getchar(); return;printf(nn);printheader(); /*输出表格头部*/while(p) /*逐条输出链表中存储的学生信息*/ printdata(p); p=p-next; /*移动至下一个结点*/ printf(HEADER3);getchar();5记录查找定位 Node* Locate(Link l,char findmess,char nameornum)Node *r;if(strcmp(nameornum,num)=0) /*按学号查询*/ r=l-next; while(r) if(strcmp(r-data.num,findmess)=0) /*若找到findmess值的学号*/ return r; r=r-next; else if(strcmp(nameornum,name)=0) /*按姓名查询*/ r=l-next; while(r) if(strcmp(r-data.name,findmess)=0) /*若找到findmess值的学生姓名*/ return r; r=r-next; return 0; /*若未找到，返回一个空指针*/6格式化输入数据void stringinput(char *t,int lens,char *notice) char n255; do printf(notice); /*显示提示信息*/ scanf(%s,n); /*输入字符串*/ if(strlen(n)lens)printf(n exceed the required length! n); /*进行长度校验，超过lens值重新输入*/ while(strlen(n)lens); strcpy(t,n); /*将输入的字符串拷贝到字符串t中*/ /*输入分数，0分数100 | t100 | tnext;system(cls);Disp(l); /*先打印出已有的学生信息*/while(r-next!=NULL) r=r-next; /*将指针移至于链表最末尾，准备添加记录*/while(1) /*一次可输入多条记录，直至输入学号为0的记录结点添加操作*/ while(1) /*输入学号，保证该学号没有被使用，若输入学号为0，则退出添加记录操作*/ stringinput(num,10,input number(press 0return menu):); /*格式化输入学号并检验*/ flag=0; if(strcmp(num,0)=0) /*输入为0，则退出添加操作，返回主界面*/ return; s=l-next; while(s) /*查询该学号是否已经存在，若存在则要求重新输入一个未被占用的学号*/ if(strcmp(s-data.num,num)=0) flag=1; break; s=s-next; if(flag=1) /*提示用户是否重新输入*/ getchar(); printf(=The number %s is not existing,try again?(y/n):,num); scanf(%c,&ch); if(ch=y|ch=Y) continue; else return; else break; p=(Node *)malloc(sizeof(Node); /*申请内存空间*/ if(!p) printf(n allocate memory failure ); /*如没有申请到，打印提示信息*/ return ; /*返回主界面*/ strcpy(p-data.num,num); /*将字符串num拷贝到p-data.num中*/ stringinput(p-data.name,15,Name:); p-data.cgrade=numberinput(C language Score0-100:); /*输入并检验分数，分数必须在0100之间*/ p-data.mgrade=numberinput(Math Score0-100:); /*输入并检验分数，分数必须在0100之间*/ p-data.egrade=numberinput(English Score0-100:); /*输入并检验分数，分数必须在0100之间*/ p-data.total=p-data.egrade+p-data.cgrade+p-data.mgrade; /*计算总分*/ p-data.ave=(float)(p-data.total/3); /*计算平均分*/ p-data.mingci=0; p-next=NULL; /*表明这是链表的尾部结点*/ r-next=p; /*将新建的结点加入链表尾部中*/ r=p; saveflag=1; return ;8查询学生记录void Qur(Link l) /*按学号或姓名，查询学生记录*/int select; /*1:按学号查，2：按姓名查，其他：返回主界面（菜单）*/char searchinput20; /*保存用户输入的查询内容*/Node *p;if(!l-next) /*若链表为空*/ system(cls); printf(n=No student record!n); getchar(); return;system(cls);printf(n =1 Search by number =2 Search by namen);printf( please choice1,2:);scanf(%d,&select);if(select=1) /*按学号查询*/ stringinput(searchinput,10,input the existing student number:); p=Locate(l,searchinput,num);/*在l中查找学号为searchinput值的节点，并返回节点的指针*/ if(p) /*若p!=NULL*/ printheader(); printdata(p); printf(END); printf(press any key to return); getchar(); else Nofind(); getchar();else if(select=2) /*按姓名查询*/ stringinput(searchinput,15,input the existing student name:); p=Locate(l,searchinput,name); if(p) printheader(); printdata(p); printf(END); printf(press any key to return); getchar(); else Nofind(); getchar();else Wrong(); getchar(); 9删除学生记录void Del(Link l)int sel;Node *p,*r;char findmess20;if(!l-next) system(cls); printf(n=No student record!n); getchar(); return;system(cls);Disp(l);printf(n =1 Delete by number =2 Delete by namen);printf( please choice1,2:);scanf(%d,&sel);if(sel=1) stringinput(findmess,10,input the existing student number:); p=Locate(l,findmess,num); if(p) /*p!=NULL*/ r=l; while(r-next!=p) r=r-next; r-next=p-next;/*将p所指节点从链表中去除*/ free(p); /*释放内存空间*/ printf(n=delete success!n); getchar(); saveflag=1; else Nofind(); getchar();else if(sel=2) /*先按姓名查询到该记录所在的节点*/ stringinput(findmess,15,input the existing student name); p=Locate(l,findmess,name); if(p) r=l; while(r-next!=p) r=r-next; r-next=p-next; free(p); printf(n=delete success!n); getchar(); saveflag=1; else Nofind(); getchar();else Wrong(); getchar();10修改学生记录void Modify(Link l)Node *p;char findmess20;if(!l-next) system(cls); printf(n=No student record!n); getchar(); return;system(cls);printf(modify student recorder);Disp(l);stringinput(findmess,10,input the existing student number:); /*输入并检验该学号*/p=Locate(l,findmess,num); /*查询到该节点*/if(p) /*若p!=NULL,表明已经找到该节点*/ printf(Number:%s,n,p-data.num); printf(Name:%s,p-data.name); stringinput(p-data.name,15,input new name:); printf(C language score:%d,p-data.cgrade); p-data.cgrade=numberinput(C language Score0-100:); printf(Math score:%d,p-data.mgrade); p-data.mgrade=numberinput(Math Score0-100:); printf(English score:%d,p-data.egrade); p-data.egrade=numberinput(English Score0-100:); p-data.total=p-data.egrade+p-data.cgrade+p-data.mgrade; p-data.ave=(float)(p-data.total/3); p-data.mingci=0; printf(n=modify success!n); Disp(l); saveflag=1;else Nofind(); getchar();11插入学生记录void Insert(Link l) Link p,v,newinfo; /*p指向插入位置，newinfo指新插入记录*/ char ch,num10,s10; /*s保存插入点位置之前的学号,num保存输入的新记录的学号*/ int flag=0; v=l-next; system(cls); Disp(l); while(1) stringinput(s,10,please input insert location after the Number:); flag=0;v=l-next; while(v) /*查询该学号是否存在，flag=1表示该学号存在*/ if(strcmp(v-data.num,s)=0) flag=1;break; v=v-next; if(flag=1) break; /*若学号存在，则进行插入之前的新记录的输入操作*/ else getchar(); printf(n=The number %s is not existing,try again?(y/n):,s); scanf(%c,&ch); if(ch=y|ch=Y) continue; else return; /*以下新记录的输入操作与Add()相同*/ stringinput(num,10,input new student Number:); v=l-next; while(v) if(strcmp(v-data.num,num)=0) printf(=Sorry,the new number:%s is existing !n,num); printheader(); printdata(v); printf(n); getchar(); return; v=v-next; newinfo=(Node *)malloc(sizeof(Node); if(!newinfo) printf(n allocate memory failure ); /*如没有申请到，打印提示信息*/ return ; /*返回主界面*/ strcpy(newinfo-data.num,num); stringinput(newinfo-data.name,15,Name:); newinfo-data.cgrade=numberinput(C language Score0-100:); newinfo-data.mgrade=numberinput(Math Score0-100:); newinfo-data.egrade=numberinput(English Score0-100:); newinfo-data.total=newinfo-data.egrade+newinfo-data.cgrade+newinfo-data.mgrade; newinfo-data.ave=(float)(newinfo-data.total/3); newinfo-data.mingci=0; newinfo-next=NULL; saveflag=1; /*在main()有对该全局变量的判断，若为1,则进行存盘操作*/ /*将指针赋值给p,因为l中的头节点的下一个节点才实际保存着学生的记录*/ p=l-next; while(1) if(strcmp(p-data.num,s)=0) /*在链表中插入一个节点*/ newinfo-next=p-next; p-next=newinfo; break; p=p-next; Disp(l); printf(nn); getchar();12统计学生记录void Tongji(Link l)Node *pm,*pe,*pc,*pt; /*用于指向分数最高的节点*/Node *r=l-next;int countc=0,countm=0,counte=0; /*保存三门成绩中不及格的人数*/if(!r) system(cls); printf(n=Not student record!n); getchar(); return ;system(cls);Disp(l);pm=pe=pc=pt=r;while(r) if(r-data.cgrade60) countc+; if(r