学生信息管理系统

问题描述

创建学生信息管理系统，具体要求如下：

学生信息包括：学号姓名数学成绩英语成绩计算机成绩

功能1：添加学生信息执行1时，输入学号，姓名，三门科目成绩；如果添加学生成功则输出“Add success”，如果学生已存在则输出“Students already exist”
功能2：删除学生信息执行2时，输入学号信息；如果学生不存在，输出“Students do not exist”，如果存在，则输出“Delete success”
功能3：更改学生成绩信息执行3时，输入学号信息；如果学生不存在，输出“Students do not exist”，如果存在，输出“Update success”
功能4：显示学生平均分成绩执行4时，输入学号信息；如果学生不存在，输出“Students do not exist”，如果存在，则输出学生信息，如下格式：其中平均分为三门科目相加除以3，保留一位小数，每行之间换行。
- Student ID:2019989890
- Name:Jerry
- Average Score:89.3

问题求解：

构建一个学生信息管理系统，实现上述功能。
输入数据：第一行为一个整数n(0<n<130)，后边共n行，每一行表示执行一种功能。其中1，2，3，4分别对应执行上面4种功能，具体格式见输入样例。测试用例保证：学号和名字均为长度不超过10的字符串，各门课成绩为0到100之间的整数。

抽象模型

通常，我们遇到的现实世界中的问题都是采用自然语言描述的。当问题比较复杂时，其语义就会比较模糊。因此，我们需要采用数学语言来为之建立抽象模型，明确问题的确切含义。

典型的问题求解方式：

问题 \(\Rightarrow\) 抽象模型 \(\Rightarrow\) 模型中求解 \(\Rightarrow\) 对解的解释（问题的解）
- 这是一个典型的信息系统或信息管理系统。通过针对系统的一系列操作实现信息的存储、检索、处理。典型的操作一般包括：增加、删除、修改、查询。操作时通常还会附带一定的附加条件。

如何设计信息系统？

信息包括哪些量？
- 学生信息包括：学号姓名数学成绩英语成绩计算机成绩
- 学号本质上是数值，但是由于长度可能到10位，无法用int表示，所以采用字符串来描述。

typedef struct Student
{
    char    ID[11];
    char    name[11];
    int     math;
    int     eng;
    int     cs;
} STUDENT;

系统最多能存储多少学生信息？
- 第一行为一个整数n(0<n<130)，后边共n行，每一行表示执行一种功能。从这里看出，最多129次操作，如果都是增加，则系统需要存储129位学生的信息。
- 一种典型的方法是采用数组来存储多个学生的信息，这里就是结构体数组。如果要考虑可扩展性，我们可以设置一个SIZE = 129，或者更大的数值。

STUDENT stu[SIZE];

系统如何设计，影响到具体操作如何实现！

进一步思考

数组本质上是一个有前后顺序的线性表。要不要排序？
- 排序的话，查询会很快。插入（增加）时需要腾位子，删除时也需要压缩位子。
- 不排序的话，查询只能线性查，插入可以在尾部，删除依然需要压缩位子。
题目没有要求，我们可以选择不排序。
- 注意：不同的选择，会影响到后续功能的实现方式！

模型中求解

信息管理系统，后续操作之间没有必然关联。因此，可以独立处理每一个操作。

在信息系统中进行操作，本质上就是在实现数组中查找、添加、删除、更新、输出操作。

但是，注意到每个操作都需要查看一下这个记录是否已经存在。所以，可以把这个共同的东西抽取出来，用一个函数来实现。这就是一种复用。

int locate(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int count);

为了在系统中查找记录，我们需要知道表中到底有多少学生记录。也就是数组中有多少元素是学生记录，有多少元素是空着的。所以，引入一个变量来存放：

int count;

每次增加或删除操作后，需要对这个变量进行调整。

注意：每个操作都需要判断记录是否存在，并据此进行相应的动作。特别是，当不需要进一步操作时，如果还有输入数据未被读取，需要读取后丢弃！

编码

基于上述分析，可以着手编码工作。

代码级的设计包括：函数原型设计、变量名命名、变量类型设计、状态变量设计
- 函数：不同功能打包成不同的函数，共同的功能设计为一个函数供上层函数调用。
  - addRecord
  - deleteRocrd
  - updateRecord
  - printRecord
  - locate
- 结构体类型：STUDENT
- 宏定义常量：SIZE，LEN
- 变量：系统中记录数count，操作符op，学号sid
- addRecoed和deleteRecord的第三个参数是int *count，因为在函数中需要对count作调整。
输入数据处理：
- scanf应该可以处理一切。
  - 是否能用"%s"读取姓名？
  - 是否需要用getchar来处理whitespace？
完整的C语言代码
- https://onlinegdb.com/2r4LudFtP

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define SIZE 129
#define LEN 11

// student record structure
typedef struct Student
{
    char    ID[LEN];
    char    name[LEN];
    int     math;
    int     eng;
    int     cs;
} STUDENT;

// check if the record is in the system
// nedded by other 4 functions
int locate(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int count);

// Followings are 4 functionalities
void addRecord(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int *count);
void deleteRecord(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int *count);
void updateRecord(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int count);
void printRecord(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int count);

int main()
{
    STUDENT stu[SIZE];
    int op;
    char sid[LEN];
    int i, n;
    int count = 0;      // Total number of records in the system

    scanf("%d", &n);    // how many actions to do

    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        // read in ops and studentID in order to determine what to do
        scanf("%d%s", &op, sid);
        if (op == 1)
        {
            addRecord(stu, sid, &count);
        }
        else if (op == 2)
        {
            deleteRecord(stu, sid, &count);
        }
        else if (op == 3)
        {
            updateRecord(stu, sid, count);
        }
        else    // op == 4
        {
            printRecord(stu, sid, count);
        }
    }

    return 0;
}

int locate(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int count)
{
    int loc = 0;
    while (loc < count)
    {
        if (strcmp(stu[loc].ID, sid) == 0)
            return loc;
        loc++;
    }
    return -1;      // means no record
}

void addRecord(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int *count)
{
    int loc;
    loc = locate(stu, sid, *count);
    // read and put the record at the end of the array temporarily
    // NECESSARY!!! even if the record already exists
    strcpy(stu[*count].ID, sid);
    scanf("%s", stu[*count].name);
    scanf("%d%d%d", &stu[*count].math, &stu[*count].eng, &stu[*count].cs);
    if (loc == -1)
    {
        // if not already exist, increment count to make the record valid
        *count += 1;
        printf("Add success\n");
    }
    else
    {
        printf("Students already exist\n");
    }
}
void deleteRecord(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int *count)
{
    int i, loc;
    loc = locate(stu, sid, *count);
    if (loc != -1)
    {
        // if the record exists, delete it
        // by shift the following records one index up,
        // and then decrement count by 1
        for (i = loc; i < *count - 1; i++)
        {
            stu[i] = stu[i + 1];
        }
        *count -= 1;
        printf("Delete success\n");
    }
    else
    {
        printf("Students do not exist\n");
    }
}
void updateRecord(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int count)
{
    int loc;
    loc = locate(stu, sid, count);
    if (loc != -1)
    {
        // if the record exists, update by reading new values
        scanf("%d%d%d", &stu[loc].math, &stu[loc].eng, &stu[loc].cs);
        printf("Update success\n");
    }
    else
    {
        // abandon input value by putting them after the end of list
        // NECESSARY!!!
        scanf("%d%d%d", &stu[count].math, &stu[count].eng, &stu[count].cs);
        printf("Students do not exist\n");
    }
}
void printRecord(STUDENT stu[SIZE], char sid[LEN], int count)
{
    int loc;
    loc = locate(stu, sid, count);
    if (loc != -1)
    {
        // if record exists, print out student info
        printf("Student ID:%s\nName:%s\n", stu[loc].ID, stu[loc].name);
        printf("Average Score:%.1f\n", (stu[loc].math + stu[loc].eng + stu[loc].cs) / 3.0);
    }
    else
    {
        printf("Students do not exist\n");
    }
}

另一个版本：

https://onlinegdb.com/DZlIObbin

各位可以看看，你认为哪个版本更好？为什么？

另外，是否还可以做一些小的改善呢？

测试用例

边界测试
增加新记录
试图增加已存在的记录
删除存在的记录
试图删除不存在的记录
更新存在的记录
试图更新不存在的记录
打印存在的记录
试图打印不存在的记录
先增加后删除，再。。。

总结

这是一个典型的信息管理系统，主要功能就是增、删、改、查。

进一步讨论

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