数据结构实训——成绩统计系统

1 课题描述

给出n个学生的m门考试的成绩表，每个学生的信息由学号、姓名以及各科成绩组成。对学生的考试成绩进行有关统计，并打印统计表。

2 问题分析和任务定义

（1） 按总分数高低次序，打印出名次表，分数相同的为同一名次；

（2） 按名次打印出每个学生的学号、姓名、总分以及各科成绩。

（3） 注意测试边界数据。

（4） 对各科成绩设置不同的权值。（附加功能）

3 逻辑设计

1）数据类型：

对于学生所包含的信息，学号使用整数型，姓名使用字符串型，各科成绩和总成绩还有加权成绩使用浮点型。同时设置浮点型数组来存储各科所占权值的比率，设置整数型数组来存储每个学生的排名。

struct STU

{

    int id;///学号

    char name[20];///姓名

    float score[20];///成绩

    float rsum;///加权后的总分

    float sum;///不加权的总分

}s[110];

float ratios[30];///权值比率

int rerank[100];///学生排名

2）抽象数据类型

ADT Stu{

数据对象D：D是具有相同特征的数据元素的集合。各数据元素均含有类型相同，可唯一标识数据元素的关键字。

数据关系R：数据元素同属一个集合。

input(int n,int m)

操作结果：输入n个学生的学号，姓名，m科成绩。

quick_sort(int n)

操作结果：对n个学生按加权总分进行快速排序。

ranks(int n,int rerank[])  

操作结果：对n个学生进行排名，加权总分相同的，获得相同的名次。

display(int n,int m,int rerank[])

按照排名打印n个学生的学号、姓名、总分和各科分数。

}ADT Stu

 

3）模块功能：

功能上分为输入、排序、排名、打印这三大模块。其中排序模块中需要使用排序算法给学生按照加权成绩排名。排名模块需要编写算法实现相同分数排名相同的要求。

 

4 详细设计

学生信息结构体：

struct STU

{

    int id;///学号

    char name[20];///姓名

    float score[20];///成绩

    float rsum;///加权后的总分

    float sum;///不加权的总分

}s[110];

<1>输入函数： void input(int n,int m)   

输入n个学生的学号，姓名，m科成绩。

<2>快速排序函数：void quick_sort(int n)

对n个学生按加权总分进行快速排序。

<3>相同名次处理：void ranks(int n,int rerank[])  

对n个学生进行排名，加权总分相同的，获得相同的名次。

<4>打印函数void display(int n,int m,int rerank[])

按照排名打印n个学生的学号、姓名、总分和各科分数。

 

5程序编码

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
struct STU
{
    int id;///学号
    char name[20];///姓名
    float score[20];///成绩
    float rsum;///加权后的总分
    float sum;///不加权的总分
}s[110];
int my_cmp(STU a,STU b)
{
    if(a.rsum>=b.rsum)///按照加权后的总分来排序
    {
        return 1;
    }
    else
    {
        return 0;
    }
}
void input(int n,int m)
{
    int i,j;
    printf("请输入学生的学号、姓名和各科成绩
");
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        scanf("%d",&s[i].id);
        scanf(" %s",&s[i].name);
        for(j=0; j<m; j++)
        {
            scanf("%f",&s[i].score[j]);
        }
    }
}
void quick_sort(int n)
{
    sort(s,s+n,my_cmp);///STL库中的快速排序算法
}
void ranks(int n,int rerank[])
{
    int i,k;
    k=0;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        if(s[i].rsum==s[i-1].rsum)
        {
             rerank[i]=k;
        }
        else
        {
            k++;
            rerank[i]=k;
        }
    }
}
void display(int n,int m,int rerank[])
{
    int i,j;
    printf("依次打印排名、学号、姓名、总分、加权总分和各科分数
");
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        printf("%d ",rerank[i]);
        printf("%d ",s[i].id);
        printf("%s ",s[i].name);
        printf("%.2f ",s[i].sum);
        printf("%.2f ",s[i].rsum);
        for(j=0; j<m; j++)
        {
            printf("%.2f ",s[i].score[j]);
        }
        printf("
");
    }
}

int main()
{
    int n,m,i,j;
    float ratios[30];
    int rerank[100];
    printf("请输入学生人数n:
");
    scanf("%d",&n);
    printf("请输入考试科目数m:
");
    scanf("%d",&m);
    printf("请依次输入各科的权重
");
    for(i=0; i<m; i++)
    {
        scanf("%f",&ratios[i]);
    }
    input(n,m);
    for(i=0; i<n; i++)///计算加权的总分和非加权的总分
    {
        for(j=0; j<m; j++)
        {
            s[i].rsum+=s[i].score[j]*ratios[j];
            s[i].sum+=s[i].score[j];
        }
    }
    quick_sort(n);
    ranks(n,rerank);
    display(n,m,rerank);
    return 0;
}

6 程序调试与测试

 

7 结果分析

该程序中学号定义为整型，姓名定义为字符串型，成绩定义为单浮点型并保留两位有效数字。错误输入会造成乱码和死循环的产生。该程序主要是基于结构体数组来实现排序和输出的，因而属于顺序表，遍历输出的时间复杂度是O(n),空间复杂度也是O(n)。排序所使用的快速排序时间复杂度是O(nlogn)~O(n^2)，空间复杂度是O(logn)~O(n)。

8 总结

该程序能够实现按总分数高低次序打印出名次表（分数相同的为同一名次），按名次打印出每个学生的学号、姓名、总分以及各科成绩，同时还实现了给各科加权获得加权总分的附加功能。基本达到预期目标，但也存在着一些问题，因为使用的是顺序表类型的存储结构实现了随机存取，但在扩充空间上有着缺陷。该程序虽然简单，但却要从实际出发设计，设计的程序要贴近生活，比如在学校中出现成绩相同的学生必然有相同的名次，我们平时看到的成绩最多是小数点后两位等一系列问题，告诉我们写程序要贴近生活，从实际出发。