学生成绩管理系统
1.系统需求分析
学生成绩管理系统记录了学生大一的各科成绩及每门课程的成绩，它包括：学期、姓名、班级（汉字）、学号、科目、学分、分数，试设计学生成绩管理系统，使之能提供以下功能：
- 录入、修改学生的各科的成绩信息：从键盘输入数据（提示：为避免重复从键盘输入数据，测试时可将数据存储在文件中，利用输入重定向功能读入），输入格式为：学期姓名班级学号科目学分分数。每行一条记录。并在输入不合法记录时报错。若该信息已存在则覆盖原信息。系统根据分数得到该信息对应的评级、学分绩及是否挂科。
a)例如：大一上学期王世杰无七六 2016010539 工程制图 287b)此时系统得到该信息评级为 B+，学分绩为 3.3，未挂科。
- 查询某个学生某学期或整个学年各门课的成绩：按照分数降序排列，相同的课程按学分降序排列，并提供该课程的评级和学分绩。同时给出该时间段平均学分绩。
- 统计某课程所有学生总成绩情况，按照分数（总学分绩）降序排列，相同的按学号升序排列。
- 查询某课程所有学生成绩，按照分数（总学分绩）降序排列，相同的按学号升序排列。
- 统计学生挂科数并按降序排列，相同的按姓名升序排列。
- 系统以菜单方式工作。（所谓菜单指用户可以自由选择所要执行的功能。学生可以通过以上功能录入信息、修改信息、查询信息、整理统计出所要了解的信息，除了要实现上述的基本功能之外，本系统还应该在细节上下工夫，使用户使用方便）
2.总体设计
大一学生成绩管理系统包含五个大的功能，分别是：录入、修改学生成绩，查询某学生成绩，查询某课程所有学生成绩，查询所有学生总成绩情况，查询挂科情况。每个功能对应一个界面，每个界面均有操作提示，并可返回之前的界面。学生的成绩信息主要包含学期、姓名、班级（汉字）、学号、科目、学分、分数，以及根据分数转换得到的学分绩、评级和是否挂科。信息存储基于文件操作。
打开系统首先是进入欢迎界面，打出欢迎使用的字样。在欢迎界面，系统会自动根据存储信息的文件统计文件中的信息条数，创建录入信息类对象数组来存放最新版本的信息并将其写入文件。同时制作所有学生的 studentGrade 类对象数组。
紧接着进入主界面，有 6 个选项，分别是进入对应 5 个功能的界面及结束界面。在录入、修改学生成绩界面（page1），根据系统提示一次性输完一整条信息。若输入信息有误，如学期不正确（不为大一上学期或大一下学期），则报错，提示重新输入。系统根据信息的学期、姓名、科目信息判断是否为新信息，若为新信息则覆盖原信息。在退出该界面时，更新文件并统计文件中的信息数，创建录入信息类对象数组来存放最新版本的信息。同时制作所有学生的 studentGrade 类对象数组。
在查询某学生成绩界面（page2），用户首先输入要修改的学生学号，再选择要查询的学期。如果系统中没有该学生的相关信息，则系统会给相关提示。如果系统中有该学生的相关信息则按照分数降序排列，相同的课程按学分降序排列，并提供该课程的评级和学分绩。
在查询某课程所有学生成绩情况界面（page3），用户先输入要查询的学期和课程名，系统检索判断是否存在该课程。若不存在则提示系统中无此课程。若存在显示该课程所有学生成绩，按分数降序排列，分数相同则按学号升序排列。
在查询所有学生总成绩情况界面（page4），用户先根据提示选择查询的学期。显示该学期所有学生成绩，按平均学分绩降序排列，相同则按学号升序排列。
在查询挂科情况界面（page5），用户先根据提示选择查询的学期。显示该学期所有出现挂科情况的同学的挂科学分和挂科数目，按挂科数降序排列。相同按挂科学分降序排列。再相同按学号升序排列。在结束界面（page6），系统会自动清空所有动态内存、关闭文件，同时打出感谢使用本系统的字样，希望给用户最好的体验。
大一学生成绩管理系统中功能模块图：
3.详细设计
大一学生成绩管理系统中五个类的类层次图为：
图 2 大一学生成绩管理系统中五个类的类层次图
大一学生成绩管理系统中各功能模块的实现：
图 3 学生成绩管理系统中菜单函数的功能图
1、界面 1：录入、修改学生的成绩
2、界面 2：查询某学生成绩
3、界面 3：查询某课程所有学生成绩
4、界面 4：查询所有学生总成绩
5、界面 5：查询挂科情况
6、欢迎界面
7、结束界面
大一学生成绩管理系统中五个类的 UML 图为：
图 9 大一学生成绩管理系统中五个类的 UML 图（类名/保护成员/公有成员）
4.系统调试
程序编写完成后，我进行了调试。调试过程中，出现了以下三个主要问题：
1.以姓名为关键词不能对重名现象进行很好的结局。编一开始我才去以姓名为关键字进行搜索，在室友的提醒下，我将程序改为用学号为关键词进行搜索，解决了这一问题。
2.系统应对错误输入的能力严重不足。最初版本的程序对输入没有任何检测，经常会出现原本应输入汉字或汉字的地方我输入一堆字母，系统没有任何提示，并将错误输入写入了文件中，导致在检索、排序的时候以及显示所有学生成绩的时候，出现重大问题。于是我在所有需要输入的地方加入了检测功能，一旦输入不合要求就出现提示并重新回到输入界面。
3.系统应对大量误操作时会崩溃。作为开发者我对程序较为了解，输入等操作比较合法，也比较舒缓。当我把系统交给我室友检测时，他在短时间内随便按下键盘，这就导致在主界面短时间内出现大量误操作。当时我将 update 部分放在了进入主界面时执行，而主界面出现误操作后会重新进入主界面，这就意味着如果主界面短时间出现大量误操作，就需要短时间内执行多次 update，而 update 部分需要执行扫描整个文件、排序、重新写入文件、建立 studentGrade 对象动态数组等多个步骤，执行需要时间相对较长。这导致系统无法在短时间内处理多次 update，所以系统会崩溃。由于 update 函数无法更改，我就尝试从其他角度解决这个问题。我想到 update 函数负责更新，而只有在信息发生变化的时候才需要进行更新。在本系统中只有界面 1 会对信息进行更改，于是我将 update 函数放在了界面 1 返回主界面的时候执行，有考虑到可能使用者不会对信息进行修改，又在欢迎界面开始处执行一次 update 以建立 studentGrade 对象动态数组。这样就解决了主界面无法承受大量误操作的问题。
这种发现问题并解决问题的过程对我的帮助很大，通过对程序的设计和测试，我意识到开发一个成熟的系统需要非常的耐心以及不停的完善，后期测试也必不可少。这次程序设计真的让我在程序调试方面有了很大的进步。
5.测试结果与分析
本程序的测试数据文件是 grade.txt,，测试结果截图如图所示。
原始文件截图
欢迎界面
主界面及其错误操作反馈演示
界面 1：错误操作反馈演示
界面 1：录入修改学生成绩操作演示
经过上述操作后存储信息文件的变化
界面 2：查询某学生成绩操作演示
界面 3：查询某课程所有学生成绩操作演示
界面 4：查询所有学生总成绩操作演示
界面 5：查询挂科情况操作演示
界面 6：退出界面
这次大作业总得来说完成的还算顺利，主要原因是老师要求在正式做大作业前先做一份选题报告。这份选题报告帮了我大忙。它让我在一开始就想好了程序的架构，如：需要实现的功能及如何实现、如何实现题目要求的四个类等，同时了解了工作量方便安排计划。这让我有了一个非常顺利的开始。但在开始编写之后仍遇到了不小的麻烦。
第一个问题是如何存放代码。我一开始的想法是头文件放类和类的函数，之后一个文件存放界面，一个文件存放界面的操作。但后来发现这样做存放操作的文件代码量太大，而且各个界面分别的不够鲜明，不利于编译和工作的进行。于是我就改成了每个界面对应一个文件，通过主界面统一调用，解决了上面的问题，有力地推进了工作。
第二个问题是规划不到位，在动手编程前没有确定算法，经常是编写到一大半想到更好的算法、更简单的代码，但是已经无法更改了，导致代码不够简洁，有很多效率很低的算法以及很多重复代码。这让我明白在开始写代码前，一定要将每一个细节都想明白，甚至要动笔去写下来，而不是脚踩西瓜皮写到哪是哪。
第三个问题是全局变量、全局函数的使用。我对“全局”的理解非常不到位。开始编程时我连如何使用都不知道。了解如何使用之后我却未对全局变量做好规划，导致了变量乱取名、多声明了一些全局变量等问题。在编程前一定要将全局变量规划好，不能编到一半发现需要了再去声明。
第四个问题是不注意细节。经常出现 i、j，1、l，<、>，=、==，&、&&之类的字母、数字、符号打错，导致程序崩溃，浪费了大量时间在调试上。这个问题必须要引起重视！
希望能吸取这次大作业的经验教训，为以后的编程打好基础。
6.总结
这次大作业让我的编程能力有了很大的提升。这是我第一次为实际满足需求编写一个较大的程序，很贴近实际情况。刚拿到题目时我不知所措、心乱如麻不知如何下手。冷静下来思考之后发现，只需根据功能将程序分成一个个界面，之后各个击破即可。这种将一个大问题拆成很多小问题各个击破的方式很有作用。同时编写这种代码数较多的程序对我的调试能力也有很大提升。
这次大作业同时提升了我对课上学习的基础知识的理解。尤其是全局变量、全局函数以及类的多继承、虚函数这几部分。由于笔试不考所以学完了就忘掉了，这次大作业让我明白这些知识有多么重要，使用起来多么方便。
这次大作业对我最大的提升是解决问题的能力。遇到不会的地方翻书找、上网查、问同学；编译出错了根据提示上网搜索出错原因；和同学们一起讨论算法、讨论解决问题的最优方式……这种发现问题、解决问题的过程真的很迷人。
总之，这次大作业提升了我的编程能力，增加了我对编程的兴趣，提高了我的自信心，让我明白了细节的重要性，让我受益匪浅。
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