數據結構實訓——成績統計系統

1 課題描述

給出n個學生的m門考試的成績表，每個學生的信息由學號、姓名以及各科成績組成。對學生的考試成績進行有關統計，並打印統計表。

2 問題分析和任務定義

（1） 按總分數高低次序，打印出名次表，分數相同的為同一名次；

（2） 按名次打印出每個學生的學號、姓名、總分以及各科成績。

（3） 注意測試邊界數據。

（4） 對各科成績設置不同的權值。（附加功能）

3 邏輯設計

1）數據類型：

對於學生所包含的信息，學號使用整數型，姓名使用字符串型，各科成績和總成績還有加權成績使用浮點型。同時設置浮點型數組來存儲各科所占權值的比率，設置整數型數組來存儲每個學生的排名。

struct STU

{

    int id;///學號

    char name[20];///姓名

    float score[20];///成績

    float rsum;///加權后的總分

    float sum;///不加權的總分

}s[110];

float ratios[30];///權值比率

int rerank[100];///學生排名

 

2）抽象數據類型

ADT Stu{

數據對象D：D是具有相同特征的數據元素的集合。各數據元素均含有類型相同，可唯一標識數據元素的關鍵字。

數據關系R：數據元素同屬一個集合。

input(int n,int m)

操作結果：輸入n個學生的學號，姓名，m科成績。

quick_sort(int n)

操作結果：對n個學生按加權總分進行快速排序。

ranks(int n,int rerank[])  

操作結果：對n個學生進行排名，加權總分相同的，獲得相同的名次。

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

按照排名打印n個學生的學號、姓名、總分和各科分數。

}ADT Stu

 

3）模塊功能：

功能上分為輸入、排序、排名、打印這三大模塊。其中排序模塊中需要使用排序算法給學生按照加權成績排名。排名模塊需要編寫算法實現相同分數排名相同的要求。

 

 

 

4 詳細設計

 

學生信息結構體：

struct STU

{

    int id;///學號

    char name[20];///姓名

    float score[20];///成績

    float rsum;///加權后的總分

    float sum;///不加權的總分

}s[110];

 

<1>輸入函數： void input(int n,int m)   

輸入n個學生的學號，姓名，m科成績。

<2>快速排序函數：void quick_sort(int n)

對n個學生按加權總分進行快速排序。

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

對n個學生進行排名，加權總分相同的，獲得相同的名次。

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

按照排名打印n個學生的學號、姓名、總分和各科分數。

 

 

5程序編碼

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
struct STU
{
    int id;///學號
    char name[20];///姓名
    float score[20];///成績
    float rsum;///加權后的總分
    float sum;///不加權的總分
}s[110];
int my_cmp(STU a,STU b)
{
    if(a.rsum>=b.rsum)///按照加權后的總分來排序
    {
        return 1;
    }
    else
    {
        return 0;
    }
}
void input(int n,int m)
{
    int i,j;
    printf("請輸入學生的學號、姓名和各科成績\n");
    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庫中的快速排序算法
}
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、學號、姓名、總分、加權總分和各科分數\n");
    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("\n");
    }
}

int main()
{
    int n,m,i,j;
    float ratios[30];
    int rerank[100];
    printf("請輸入學生人數n:\n");
    scanf("%d",&n);
    printf("請輸入考試科目數m:\n");
    scanf("%d",&m);
    printf("請依次輸入各科的權重\n");
    for(i=0; i<m; i++)
    {
        scanf("%f",&ratios[i]);
    }
    input(n,m);
    for(i=0; i<n; i++)///計算加權的總分和非加權的總分
    {
        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 程序調試與測試

 

7 結果分析

該程序中學號定義為整型，姓名定義為字符串型，成績定義為單浮點型並保留兩位有效數字。錯誤輸入會造成亂碼和死循環的產生。該程序主要是基於結構體數組來實現排序和輸出的，因而屬於順序表，遍歷輸出的時間復雜度是O(n),空間復雜度也是O(n)。排序所使用的快速排序時間復雜度是O(nlogn)~O(n^2)，空間復雜度是O(logn)~O(n)。

8 總結

該程序能夠實現按總分數高低次序打印出名次表（分數相同的為同一名次），按名次打印出每個學生的學號、姓名、總分以及各科成績，同時還實現了給各科加權獲得加權總分的附加功能。基本達到預期目標，但也存在着一些問題，因為使用的是順序表類型的存儲結構實現了隨機存取，但在擴充空間上有着缺陷。該程序雖然簡單，但卻要從實際出發設計，設計的程序要貼近生活，比如在學校中出現成績相同的學生必然有相同的名次，我們平時看到的成績最多是小數點后兩位等一系列問題，告訴我們寫程序要貼近生活，從實際出發。