一、系统需求与功能分析

        .1 系统需求分析

        (1) 能完成学生信息的录入，插入、修改、删除、输出、查询等功能； 

        (2)采用单链表存储结构实现； 

        (3) 所有数据以外部文件方式保存。

        .2系统功能分析

        (1)要设计一个学生信息管理系统，其功能包括：

        ②入函数Add()：将学生信息按尾插法插入到链表中；

        ②插入函数Insert()：根据所给学号作为插入位置，在其后插入信息；

        ③修改函数Modify()：修改指定的学生信息；

        ④删除函数Delete()：当需要删除的学号和姓名一致时则删除对应的学生记录；

        ⑤输出函数Show()：显示全部学生信息；

        ⑥查询函数Search()：分别可以按学号和按姓名进行学生信息查询； 

        ⑦菜单函数Menu()：为程序的菜单函数为实现各种功能提供便捷； 

        ⑧读取数据函数Read()：从外部文件读取学生信息信息； 

        ⑨保存数据函数Save()：将数据保存到外部文件中。

        (2)线性表的链接存储结构称为单链表，单链表使用一组任意的存储单元存放线性表的元素，这组存储单元可以连续也可以不连续，甚至可以零散分布在内存中的任意位置。为了正确表示元素之间逻辑关系，每个存储单元在存储数据元素的同时，还必须存储其后继元素所在地址信息，这个地址信息称为指针，这两部分组成了数据元素的存储映像，称为结点，结点结构如图1.1所示。

        设p是一个指针变量，则p的值是一个指针。设指针p指向某个结点，则该结点用*p表示，在单链表中，结点p由两个域组成：存放数据元素的部分和存放后继结点地址的指针部分，分别用p->data和p->next来标识，p->next指向结点ai 1，其指针与结点之间关系如图1.2所示。

        .3系统性能分析

        1．硬件环境

        处理器：CPU主频在500MHz以上  内存：128MB以上 硬盘空间：10MB。 

        2．软件环境

        操作系统: Windows 98/Me/NT/2000/XP(推荐使用Windows 2000/XP)。 调试环境: Visual C  及以上版本。

        二、总体结构设计

        .1系统的结构设计

        通过对学生信息管理系统的功能分析，可以定义出系统的总体结构模块图，如图2.1所示。

        .2系统管理流程图

        前面的分析中已经定义了系统各个模块，属于静态建模的范围。在系统运行时刻的动态模型应该由系统的流程决定。当用户运行该系统后可以来进行学生信息信息（录入）插入管理、学生信息修改管理、学生信息删除管理、学生信息显示管理及学生信息显示等操作，具体的流程如图2.2所示。 

        主模块应负责应用程序的主界面，由它调用其他模块.因此主模块应具有操作性好、界面清晰的特点，使用户能够很方便地找到所需功能。

        根据功能需求的结果分析，主界面应该由学生信息录入管理，学生信息插入管理，学生信息修改管理、学生信息删除管理、学生信息显示管理和学生信息信息查询管理组成，可以通过输入相应的数字进入相应的功能模块。

        三、 系统详细设计和系统实现

        系统总体设计完成后，就可以根据需求对各个模块来进行实现了。在本系统中需要编码实现的主要有学生信息信息插入、学生信息信息查询、学生信息信息修改、学生信息信息删除和学生信息信息输出等5个模块。

        (1)学生信息录入模块

        添加的信息包括姓名(允许重复)、学号(不允许重复)、年龄、性别、宿舍地址、计算机成绩、数学成绩和英语成绩。

        本程序采用的是尾插法，就是每次将新申请的结点插在终端结点的后面，其执行过程如图3.12所示。

        (2)学生信息插入模块

        输入一个存在的学号作为插入位置，在其后插入的信息包括姓名、学号、年龄、性别、宿舍地址、计算机成绩、数学成绩和英语成绩。

        本程序采用的是尾插法，就是每次将新申请的结点插在终端结点的后面，其执行过程如图3.22所示。 

        (3)学生信息修改模块

        首先要查找与要修改数据相匹配的信息，若没有则返回失败。否则把相应的信息输出，然后再重新输入新的数据并保存到单链表。

        (4)学生信息删除模块

        当选择删除功能时，首先输入要删除的同学的姓名，然后输入要删除的同学的学号，如果该同学存在并且姓名与学号匹配的上，则进行删除操作，否则返回失败。 

        删除操作定义为将单链表的第i个结点删去。因为在单链表中结点ai存储地址在其前驱结点ai-1的指针域，所以必须首先找到ai-1的存储地址p，然后令p的next域指向ai 的后继结点，即把结点ai 从链上摘下来，最后释放结点ai的存储空间

        (5)学生信息显示模块

        从单链表表头遍历整个单链表，将所有数据输出。其部分代码如下

        (6)学生信息查询模块

        在单链表中，即使知道被访问结点的位置i，也不能像顺序表那样直接按序号访问，而只能从头指针出发，设置一个工作指针p，顺next域逐个结点往下搜索。当p指向某个结点时判断是否为第i个结点，若是则查找成功；否则，将工作指针p后移，即将p指向原来所指结点的后继结点。直到p为NULL时 

        四、 系统测试

        在完成了系统各方面的设计后，并不是可以运行就完成的，为了保证系统性能的稳定性跟安全性等，就要对系统做测试。

        测试环境如下：

        硬件:联想ThinkPad 2.4GHz，500GB硬盘，4G内存；

        软件:Windows 7 Personal SP1，分辨率1366*768，Microsoft Visual C .0。

        在对系统功能进行逐一测试的时候，遇到了一些问题，例如，因为把学号定义为整形（int），在输入以0为开头的学号时，系统会自动把0去掉，这样学号的信息就丢失了第一位。为了解决这个问题，将学号改成了 字符型(char)，这样在构造函数里也需要把学号的初始化用 字符串拷贝（strcpy）来实现。

        遇到的问题还有很多，例如数据出错，内存溢出等，经过反复测试，调试和努力修正，程序得以完善。

        五、 测试结果

        运行的主界面如图5.1所示： 

        ①当选择1学生信息录入功能时

        ②为了验证插入的正确性，首先再录入一条信息，然后显示信息。然后在第一个人和第二个人之间插入信息。

        录入第二条信息后，返回主菜单 选择5 显示全部学生信息：运行结果如图5.3所示。

        按任意键返回主菜单后，选择2 插入学生信息，输入存在的学号作为插入位置，比我在第一个和第二人之间插入一个新信息，只需要输入第一个学生的学号即可，运行结果如图5.4所示。

        插入完成后，程序会自动返回主菜单，为了验证插入的正确性，选择5 显示全部学生信息，运行结果如图5.5 所示。

        ③当在主菜单中选择3时，则进行学生信息修改功能。其运行结果如图5.6所示。

        选择按姓名或学号修改均可，运行结果如 图5.7所示

        为了验证修改的正确性，返回主菜单 输入5 显示全部学生信息，可以看到第三条记录已经更新，如图5.7 所示

        ④当在主菜单中选择3时，则进行删除功能。输入正确的姓名和学号才会执行删除操作。其运行结果如图5.8所示。

        为了验证程序的正确性，返回主菜单，选择5 显示全部学生信息，可以看到第二条记录已被删除。

        ②返回主菜单后选择6查询学生信息，运行结果按由姓名查询和按学号查询分别如图5.10和图5.11所示。

        六、心得体会

        在本次课程设计过程中，曾遇到过不少问题，单靠我个人的努力，很难按时完成该课程设计，在此，我衷心感谢我的指导老师。xxx老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我获益非浅。从一遍一遍得修改到最后定稿的各个环节给予细心指导，使我在知识和能力上都得到了极大的提高，在此表示衷心地感谢。在整个过程中，我查阅了大量的关于学生信息管理系统的资料和网站，在老师的指导和自己的努力下，终于完成了本次课程设计。

        通过这次数据结构课程设计的实验，在解决问题的过程中，充分体会到了数据结构这门课程对于软件设计的重要性，也体会到了数据结构 算法=程序这句话的真正含义，一个实际问题的解决第一步就是要依赖于良好的抽象思维的，将实际问题转化为相应的数据结构，只有这一步做好了，才能采取相应的算法和优化方法解决问题和解决好问题。

        同时我还要感谢指导过我的每一位老师，他们给了我很大的指导和帮助，还有在我陷入困境时帮助过我的同学们。另外，还要感谢学校领导、辅导员，为我们提供了良好的设计环境以及各方面的支持。