01.学生管理系统

目录介绍

01.实现效果
- 1.1 拆分和细化任务
- 1.2 数据本地化
02.实现过程
- 2.1 创建头文件
- 2.2 封装学生和结点数据
- 2.3 创建头结点
- 2.4 系统功能提示
- 2.5 根据用户输入选择功能
- 2.6 录入学生信息
- 2.7 打印学生信息
- 2.8 实现循环录入
- 2.9 暂停和清空控制台
- 2.10 统计学生人数
- 2.11 查找学生信息
- 2.12 学生信息持久化
- 2.13 修改学生信息
- 2.14 删除学生信息
- 2.15 按成绩排序
03.优化实践

01.实现效果

1.1 拆分和细化任务

利用单链表实现学生管理系统，具体功能包括
- 1.录入学生信息
- 2.打印学生信息
- 3.统计学生人数
- 4.查找学生信息
- 5.修改学生信息
- 6.删除学生信息
- 7.按照成绩排序
通过该案例可以学习到什么内容
- 数据的增删改查
- 结构体，指针

1.2 数据本地化

同时将学生信息保存至文件中，当再次启动程序时，自动读取学生数据。
- 1.使用数据读写，那么这个就要使用到file

02.实现过程

2.1 头文件

创建头文件

//标准输入输出
#include <stdio.h>
//动态申请内存
#include <stdlib.h>

在.c文件中添加头文件

//添加头文件
#include "StudentManager.h"

2.2 封装学生和结点数据

为了实现学生管理系统，要做两个事情。
- 第一需要定义学生结构体（包含姓名，学号，分数等等）；第二需要用数组或者其他容器装载学生实现增删改查操作。

定义学生结构体

用于保存学生的学号、姓名、成绩信息，并使用 typedef 给 struct _Student 类型起别名为 Student 方便使用。

//定义学生结构体
typedef struct _student {
    //学号
    int stuNum;
    //姓名
    char name[20];
    //分数
    int score;
};

定义节点结构体，用于保存链表（这里用链表装载学生数据）的节点数据，节点需要保存学生信息以及下一个节点的地址。
```
//定义节点结构体
typedef struct _Node {
    //学生
    Student stu;
    //指针
    struct _Node * next;
} Node;
```

2.3 创建头结点

创建 StudentManager.c ，加入main函数，并创建链表的头结点，定义head头指针指向头结点

//添加头文件
#include "StudentManager.h"

int main() {
    //创建头节点
    Node *head = malloc(sizeof(Node));
    head->next = NULL;
    return 0;
}

这里面用到了malloc函数，在堆区分配一块指定大小的内存空间，用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化，它们的值是未知的。

2.4 系统功能提示

定义welcome函数，用于提示用户系统功能

void welcome() {
    printf("*********************************\n");
    printf("*\t学生成绩管理系统\t*\n");
    printf("*********************************\n");
    printf("*\t请选择功能列表\t\t*\n");
    printf("*********************************\n");
    printf("*\t1.录入学生信息\t\t*\n");
    printf("*\t2.打印学生信息\t\t*\n");
    printf("*\t3.统计学生人数\t\t*\n");
    printf("*\t4.查找学生信息\t\t*\n");
    printf("*\t5.修改学生信息\t\t*\n");
    printf("*\t6.删除学生信息\t\t*\n");
    printf("*\t7.学生成绩排序\t\t*\n");
    printf("*\t8.推出学生系统\t\t*\n");
    printf("*********************************\n");
}

在头文件中声明函数，并在main函数中调用，后面定义的其他函数，也应该先在头文件中声明，再调用。
StudentManager.h
```
void welcome();
```

StudentManager.c

int main() {
    //创建头节点
    Node *head = malloc(sizeof(Node));
    head->next = NULL;
    welcome();
    return 0;
}

2.5 根据用户输入选择功能

StudentManager.h 在头文件中声明函数
```
void scanChar(Node *head) ;
```
从键盘获取输入值的方式目前有：
- 第一种：getchar()，吸收回车
- 第二种：getch:不需要回车，直接获取输入的字符，需要包含conio.h头文件，2022之前的版本需要使用 _getch()

通过 getchar() 函数获取用户输入的单个字符，此函数不需要回车，并通过switch进行判断

void scanChar(Node *head) {
    /* 等待从键盘接收一个字符, 输入字符后，回车才能录入，注意：回车符号会被存储至缓存区，下次 循环导致获取到回车
     * char c = getchar();
     * getchar(); 吸收回车
     * getch:不需要回车，直接获取输入的字符，需要包含conio.h头文件，2022之前的版本需要使用 _getch()
     */
    char c = getchar();
    switch (c) {
        //录入学生信息
        case '1':
            inputStudent(head);
            break;
            //打印学生信息
        case '2':
            printStudent(head);
            break;
            //统计学生人数
        case '3':
            countStudent(head);
            break;
            //查找学生信息
        case '4':
            findStudent(head);
            break;
            //修改学生信息
        case '5':
            modifyStudent(head);
            break;
            //删除学生信息
        case '6':
            deleteStudent(head);
            break;
            //按照成绩排序
        case '7':
            sortStudent(head);
            break;
            //推出系统
        case '8':
            exitSystem();
            break;
        default:
            printf("其他无效数字\n");
            break;
    }
}

2.6 录入学生信息

定义 inputStudent 函数，实现新增学生信息的功能，在main函数中调用。

void inputStudent(Node *node) {
    //创建结点
    Node *fresh = malloc(sizeof(Node));
    fresh->next = NULL;
    //输入用户信息
    printf("请输入学生的学号、姓名、成绩: \n");
    scanf("%d%s%d", &fresh->stu.stuNum, fresh->stu.name, &fresh->stu.score);
    //定义指针指向头结点，用于遍历链表
    Node *move = node;
    while (move->next != NULL) {
        move = move->next;
    }
    //将学生插入到尾部
    move->next = fresh;
}

2.7 打印学生信息

定义 printStudent 函数，实现打印所有学生信息的功能

void printStudent(Node *node) {
    Node *move = node->next;
    while (move != NULL) {
        printf("学号:%d 姓名:%s 成绩:%d \n", move->stu.stuNum, move->stu.name, move->stu.score);
        move = move->next;
    }
}

然后在main方法中，添加该函数调用

//打印学生信息
case '2':
    printStudent(head);
    break;

2.8 实现循环录入

添加循环，将 welcome 函数及switch判断都加入到循环体，保持程序一直运行，实现循环录入学生信息功能。可以使用while实现循环！

在c语言中，并没有为布尔值设置类型，使用0表示假，非0表示真！
头文件stdbool.h定义了另一个类型别名bool，并且定义了true代表1、false代表0。只要加载这个头文件，就可以使用这几个关键字。

int main() {
    welcome();
    while (1) {
        scanChar(head);
    }
    return 0;
}
void scanChar(Node *head) {
  /* 等待从键盘接收一个字符, 输入字符后，回车才能录入，注意：回车符号会被存储至缓存区，下次 循环导致获取到回车
   * char c = getchar();
   * getchar(); 吸收回车
   * getch:不需要回车，直接获取输入的字符，需要包含conio.h头文件，2022之前的版本需要使用 _getch()
   */
  char c = getchar();
  switch (c) {
  }
}

2.9 暂停和清空控制台

每次录入学生信息后，进入到下一次循环，会重新打印：其他无效数字，可以先使程序暂停，等待用户下一步指示
当用户按下任意键后，可以先清空控制台，防止重复出现。
```
system("pause");
system("clear");
```

2.10 统计学生人数

定义一个统计学生人数的方法countStudent，然后遍历链表

void countStudent(Node *head) {
    int count = 0;
    Node *move = head->next;
    while (move != NULL) {
        move = move->next;
        count++;
    }
    printf("学生总人数为:%d\n", count);
}

然后调用统计学生人数方法

//统计学生人数
case '3':
    countStudent(head);
    break;

2.11 查找学生信息

定义一个查找学生人数的方法 findStudent，然后遍历链表，通过学号去查找

void findStudent(Node *head) {
    int number;
    printf("请输入要查找的学生学号：");
    scanf("%d", &number);
    Node *move = head->next;
    while (move != NULL) {
        if (move->stu.stuNum == number) {
            printf("学号:%d 姓名:%s 成绩:%d\n", move->stu.stuNum, move->stu.name, move->stu.score);
            return;
        }
        move = move->next;
    }
    printf("没有查找到学生信息\n");
}

然后调用查找学生人数方法

//查找学生信息
case '4':
    findStudent(head);
    break;

2.12 学生信息持久化

定义saveStudent函数，将链表数据保存至文件中

通过fopen打开文件。
通过fwrite将数据写到file文件中。
通过fclose关闭文件。

void saveStudent(Node *head) {
    //打开文件
    FILE *file = fopen("./stu.info", "w");
    if (file == NULL) {
        printf("打开文件失败\n");
        return;
    }
    Node *move = head->next;
    while (move != NULL) {
        //将数据写到file文件中
        int i = fwrite(&move->stu, sizeof(Student), 1, file);
        if (i != 1) {
            printf("保存%s出现错误\n", move->stu.name);
        }
        move = move->next;
    }
    //关闭文件
    fclose(file);
};

下一次，定义 loadStudent 函数实现学生信息的读取

通过fopen打开文件。
通过fread将数据从文件，不断读取出来。
通过fclose关闭文件。

void loadStudent(Node *head) {
    FILE *file = fopen("./stu.info", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("未找到学生文件，跳过读取\n");
        return;
    }
    //创建一个结点
    Node *fresh = malloc(sizeof(Node));
    fresh->next = NULL;
    Node *move = head;
    //不断读取文件
    while (fread(&fresh->stu, sizeof(Student), 1, file) == 1) {
        move->next = fresh;
        move = fresh;
        fresh = malloc(sizeof(Node));
        fresh->next = NULL;
    }
    free(fresh);
    //最后多定义一个fresh，要将它释放掉。关闭文件
    fclose(file);
    printf("读取成功\n");
};

2.13 修改学生信息

定义 modifyStudent 函数，用于根据学生学号修改学生信息。

void modifyStudent(Node *head) {
    int number;
    printf("请输入要修改的学生学号：");
    scanf("%d", &number);
    Node *move = head;
    while (move != NULL) {
        if (move->stu.stuNum == number) {
            printf("请输入学生姓名，成绩\n");
            scanf("%s%d", move->stu.name, &move->stu.score);
            printf("修改学生信息成功\n");
            break;
        }
        move = move->next;
    }
    if (move == NULL) {
        printf("未找到学生信息\n");
    }
    saveStudent(head);
}

2.14 删除学生信息

定义 deleteStudent 函数，用于根据学号删除学生。

void deleteStudent(Node *head) {
    int number;
    printf("请输入要删除的学生学号：");
    scanf("%d", &number);
    Node *move = head;
    //如何删除链表
    while (move != NULL) {
        if (move->stu.stuNum == number) {
            //删除节点
            Node *temp = move->next;
            move->next = move->next->next;
            free(temp);
            //将节点设置成null
            temp = NULL;
            break;
        }
        move = move->next;
    }
    if (move == NULL) {
        printf("未找到学生信息\n");
    }
}