小学数学学习系统--C语言课程设计报告.doc

课程设计报告

课 程 设 计 报 告

课程设计名称：C语言课程设计
课程设计题目：小学数学学习系统

目 录
第1章 概要设计 3
1.1题目的内容与要求 3
1.2总体结构 3
第2章 详细设计 4
2.1数据结构设计 4
2.2 功能设计 4
2.2.1 学生信息存储模块 4
2.2.2 菜单选择模块 5
第3章 调试分析 10
第4章 使用说明 11
参考文献 19
附 录（源代码） 21

-35-

第1章 概要设计
1.1题目的内容与要求
内容：
1.具有随机出题功能，且可以选择难度等级，不要混合运算功能；
2．自动评分功能，当用户电答题后能给出用户的分值；
3．查看正确答案；
4．错题重做功能。
要求：
1、 用户登录；
2、 程序采用文本菜单界面。
1.2总体结构
本程序主要分为5个模块（功能模块图见图1.1）：1.学生信息存储模块，2.菜单选择模块，3.试题测试模块，4.得分与排名模块
小学数学学习系统
菜单选择模块
试题测试模块
得分与排名模块
学生信息存储模块

图1.1
第2章 详细设计
2.1数据结构设计
首先定义结构体数组存储学生信息，注册，录入学生个人信息，将学生信息储存在TXT文档中，用指针写入文件，用while循环语句开始写入测试等级难度，保存正确结果，计算正确率，最后查看排名。
2.2 功能设计

2.2.1 学生信息存储模块
main函数实现程序的菜单操作。根据用户选择的不同选项调用不同的函数，实现“注册”、“输入学号”、“选择难度答题”、“返回主菜单”等功能。具体情况流程图如图2.1所示：
算法 1在屏幕上输出“请注册”选项；
2接受用户输入
开 始

打开studentmessage

N

打开TestResult文件
Y
N

Y
打开failedResult文件

N

文件打开失败！

输出“输入：姓名学号”
Y

结 束

图2.1

开 始
2.2.2 菜单选择模块

1. 开始测试；2. 查看排名；3. 错题重做； 4. 查看结果；5. 结束测试。

定义choose.time=0

输出：“选择功能”

输入：“选择”

如超出范围，请重新选择

Choose=1

N

2
Y
输入当前时间，读入且清屏

Choose Func2

1

图 2.2
2
1
N

Choose=2

Choose=3

N
Y
清 屏
清 屏

Choose=4

Rework choose Func2
Sort by chengji
N
Y
清 屏
清 屏
Choose Fun2

Show result
Choose func2

File copy test aver

结 束

图 2.3

开 始
2.2.3试题测试模块

打开TestResult

输入num1,num2,num3num4,m,n,count1=count2=0.average

输出“打开文件失败”

输出“加法测试”，“被加数+加数=结果”，“选择难度”，“1.简单 2.一般 3.困难”

读入数字且赋值于m

超出范围请重新选择！

根据m 运算的难度，及算式的位数。

2

1

图 2.4
2
1

读入结果

结果正确

Count2=count2+1；

Average=count1/count2;

Average=count1/count2;

输出正确，错误，正确率分别为：count1，count2，average

结 束

图 2.5
2.2.4 得分与排名模块
开 始

写入信息
打开文件

关闭文件

打开文件

写入结构体数组

s[j]<s[j+1]

是

否
交换位置

s[i]

图 2.6

第3章 调试分析
在上机调试过程中遇到许多问题：
1. 引用库函数的头文件写成“#include “stdio””;
2. 变量int类型未先定义后使用；仔细思考总结，查阅教材解决；
3. 将学生信息输入后答题，但发现无法进行下一步功能；解决办法：按F10键进行单步调试，首先发现指向文件数据的指针没有数据，然后对文件直接进行数据加入，发现其他功能能够实现，然后对指向文件数据的指针进行修改，发现无论怎样修改数据都无法进入到文件，于是对数据输入函数进行修改，发现犯了一个比较低级的错误，scanf（“”）输入数据时忘记“&”符号，造成数据无法输入；
4. 使用随机数函数，但是调试过程中出现“rand()未定义”，无法产生随机数；解决办法：查找书籍，发现是未使用“rand（）”函数的头文件，调用“#include<stdio.h>”后，随机函数问题得以解决；

第4章 使用说明

（1）.注册。
先用Judge（）函数创建studentmessage.txt文件，直接运行cicaidan();菜单项。调用Savemessage();进行注册和保存信息。如图：

（2）.开始测试。
注册后，显示主菜单ChooseFunc1()，如图：

选择1进入开始测试模块，此时引入时间，定义全局变量hour1和min1，scanf("%d,%d",&hour1,&min1);手动输入这两个数。如图：

之后出现ChooseFunc2()菜单功能选择函数，如图：

这里的五个选项用while循环使超出功能范围的不能实现，重新选择选项。再用switch语句选择执行功能，case1程序如下：switch(choose)
{
case 1:
system("cls");
printf("加法测试：输入要测试的题目数(5/10/20/50/100)：");
scanf("%d",&thnum);
while(thnum<5||thnum>5&&thnum<10||thnum>10&&thnum<20||thnum>20&&thnum<50||thnum>50&&thnum<100||thnum>100)
{
printf("超出功能范围，请重新选择(5/10/20/50/100):");
scanf("%d",&thnum);
}
Addition(thnum);
ChooseFunc2();
break;}
system("cls");为系统清屏。其他的选项也是如此。下面以加法为例说明一下运算程序。加法源程序如下：
void Addition(int number)
{
FILE *fp,*fp2,*fp3;
if((fp=fopen("TestResult.txt","a"))==NULL)
{
printf("打开文件失败\n");
exit(0);
}
if((fp2=fopen("failedResult.txt","a"))==NULL)
{
printf("打开文件失败\n");
exit(0);
}
if((fp3=fopen("rightResult.txt","a"))==NULL)
{
printf("打开文件失败\n");
exit(0);
}
int num1,num2,num3,num4,m,n,count1=0,count2=0;
float average;
srand(time(0));
fprintf(fp,"加法测试：\n");
fprintf(fp,"被加数 + 加数 = 你的结果 是否正确\n");
printf("------------------------------------------\n");
printf("--------------- 选择难度------------------\n");
printf("------------- 1.简单----------------------\n"); printf("------------- 2.一般----------------------\n");
printf("------------- 3.困难----------------------\n");
printf("------------------------------------------\n");
printf("请选择难度(1/2/3): "); scanf("%d",&m);
while(m<1||m>3)
{
printf("超出功能范围，请重新选择(1/2/3):");
scanf("%d",&m);
}
system("cls");
{
if(m==1) n=10 ;
if(m==2) n=100 ;
else if(m==3) n=1000 ;
}
for(int i=0;i<number;i++)
{
if(m==1)
{num1=rand()%n;
num2=rand()%n;}
if(m==2)
{num1=10+rand()%(n-10);
num2=10+rand()%(n-10);}
if(m==3)
{num1=100+rand()%(n-100);
num2=100+rand()%(n-100);}
num3=num1+num2;
printf("%d + %d = ",num1,num2);
scanf("%d",&num4);
if(num3==num4)
{
fprintf(fp,"%d + %d =%d √\n",num1,num2,num4);
count1++;
}
else
{
fprintf(fp,"%d + %d = %d ×\n",num1,num2,num4);
count2++;
fprintf(fp3," %d + %d = %d\n",num1,num2,num3);
fprintf(fp2,"%d + %d =\n",num1,num2);
}
}
fclose(fp2);
fclose(fp3);
average=float(count1)/float(number);
fprintf(fp,"正确 %d 道，错误 %d 道,正确率为：%f\n\n",count1,count2,average);
A=A+average*100;
c=c+1;
fclose(fp);
}
定义三个文件指针分别指向三个文件，打开文件开始记录数据。number为题目数形参。srand(time(0)); 初始化随机数，如果没有此语句，则每次运行程序时的随机数是一样的。fprintf是向指定的文件中输入，然后开始选择难易程度，同上，先确定可选范围。

用随机函数num1=rand()%n; num2=rand()%n; num3=num1+num2;产生两个随机数分别给加数和被加数，num3储存的是正确答案。为了使1、2、3与难易联系起来，使用if(m==1) n=10 ; if(m==2) n=100 ; else if(m==3) n=1000 ;来实现转换，当m为1时，将n=10带入num1=rand()%n中，将产生一位数的随机数，即简单题。同理，当m为2时，num1=10+rand()%(n-10); num2=10+rand()%(n-10);rand()%（n-10）的随机数的取值范围是0―89，加上10后取值范围为10―99，所以将产生两位数的随机数，即一般题。当m为3时，num1=100+rand()%(n-100); num2=100+rand()%(n-100);同样rand()%(n-100)的取值范围为0―899，加上100后为100―999，所以将产生三位数的随机数，即困难题。

此时出题完毕。

将输入的数与正确答案相比较，如果正确的话，则将该题存入文件rightResult.txt中；错误的话，则将该题存入文件failedResult.txt中。用以用户查看和错题重做模块。变量count1记录正确题目的个数，变量count2记录错误题目的个数。然后将这两个文件关闭。再算出平均值，并将上面的值放入文件TestResult.txt中，关闭文件。A和c为全局变量，为后面的排名做准备。特别注意在除法中，除数不能为零，所以另外加个for循环：
for(;num2==0;) {num2=rand()%n; } 使分母不出现零。返回主菜单时，会输入结束时间：

之后会计算做题时间：

（3）、查看排名模块。
主菜单中选2，调用sortbychengji()函数，程序清单：
void sortbychengji()
{
FILE *fp5;
int i,j,m,n,N=1;
student[0].avscore=A/c;
fp5=fopen("nrecord.txt","a+");
fprintf(fp5,"%s %s %f\n",student[0].name,student[0].num,student[0].avscore);
fclose(fp5);
fp5=fopen("nrecord.txt","rb");
for(i=0;!feof(fp5);i++)
{
fscanf(fp5,"%s %s %f\n",student[i].name,student[i].num,&student[i].avscore);
}
fclose(fp5);
m=i;
struct Student temp;
for(i=0;i<m;i++)
{n=0;
for(j=0;j<m-1;j++)
if(student[j].avscore<student[j+1].avscore)
{n=1;
strcpy(temp.name,student[j].name);
strcpy(temp.num,student[j].num);
temp.avscore=student[j].avscore;
strcpy(student[j].name,student[j+1].name);
strcpy(student[j].num,student[j+1].num);
student[j].avscore=student[j+1].avscore;
strcpy(student[j+1].name,temp.name);
strcpy(student[j+1].num,temp.num);
student[j+1].avscore=temp.avscore;
}
if(n=0) break;
}
printf("排序结果由高到低:\n");
printf(" sort name number avscore\n");
for(i=0;i<m;i++)
{printf("第%d名: %s %s %.1f\n",N++,student[i].name,student[i].num,student[i].avscore);
} }
定义文件指针*fp5，指向文件nrecord.txt，打开并往里写入姓名、学号、总平均值，其中姓名和学号是调用注册时输入进结构体的；每进行一次不同运算，c的值就会加一，A是平均值之和。关闭后再以只读的方式打开，利用for循环写入到结构体数组中，然后再将里面的数据按正确率排序，排序方法是冒泡法，
结构变量是个中间变量。n是个判断量，初始值为零，若再出现n=0，意味着没有交换了，排序已经完成。然后用for循环输出，每输出一次，N增加1。
运行结果如图：

（4）、错题重做。
主菜单选3进入错题重做模块，定义函数rework()。程序清单：
void rework()
{
int a;
char ch;
FILE *fp2,*fp3;
if((fp2=fopen("failedResult.txt","a+"))==NULL)
{
printf("打开文件失败\n");
exit(0);
}
while(!feof(fp2))
{
ch=fgetc(fp2);printf("%c",ch);
if(ch=='=')
scanf("%d",&a);
}
fclose(fp2);
printf("请核对一下正确答案\n");
if((fp3=fopen("rightResult.txt","r"))==NULL)
{
printf("打开文件失败\n");
exit(0);
}
while(!feof(fp3))
{ch=fgetc(fp3);printf("%c",ch);}
fclose(fp3); }
定义两个文件指针，一个用来打开failedResult.txt，在依次读出文件中的数据，如果出现=号，则可以输入一个数，关闭文件。打开rightResult.txt文件显示错题答案，关闭文件。

（5）、查看结果。
清单如下：
void ShowResult()
{
FILE *fp;
if((fp=fopen("TestResult.txt","r"))==NULL)
{
printf("打开文件失败\n");
exit(0);
}
char ch;
ch=fgetc(fp);
while(ch!=EOF)
{
putchar(ch);
ch=fgetc(fp);
}
fclose(fp);
}
打开文件TestResult.txt ，ch为文件开头字符，while语句当文件没有到尾时，一直循环，putchar(ch);为输出字符，ch=fgetc(fp)得到下一个字符，关闭文件。完成查看。运行结果如图：

最后结束程序，按任意键结束。
六、附录(见附件)

参考文献
[1] 谭浩强.C语言程设计（第四版）[M].北京:高等教育出版社,2010

[2] 张长海.C语言程设计[M].北京:高等教育出版社,2006

[3] 吴文虎. 程序设计基础（第二版）. 北京：清华大学出版社，2004

附 录（源代码）
#include<stdio.h> //C语言标准输入输出头文件
#include<string.h> //字符串操作需要用到的头文件
#include<stdlib.h> //文件操作需要用到的头文件
#include<time.h> //产生随机数需要用到的头文件
int hour1=0,min1=0,hour2=0,min2=0,c=0;
float A=0;
struct Student
{
char name[21]; //姓名
char num[10]; //学号
float avscore;
}student[30000];//结构体数组，存储学生的信息，在此初定为30000，可改
/********************************************************/
void Savemessage() //保存学生输入信息的函数
{
FILE *fp,*fp1,*fp2; //定义文件指针，//以下判断文件打开与否 ,"a"方式打开则可向文件尾写数据
if((fp=fopen("studentmessage.txt","a"))==NULL)//打开文件studentmessage.txt
{ printf("打开文件失败\n");
exit(0);
}
if((fp1=fopen("TestResult.txt","a"))==NULL) //打开文件TestResult.txt
{ printf("打开文件失败\n");
exit(0);
}
if((fp2=fopen("failedResult.txt","a"))==NULL)//打开文件failedResult.txt
{ printf("打开文件失败\n");
exit(0);
}
fclose(fp2);
printf("输入姓名："); //以下要学生输入个人信息
scanf("%s",student[0].name);
printf("输入学号：");
scanf("%s",&student[0].num);
fwrite(&student[0],sizeof(struct Student),1,fp); //向文件studentmessage.txt中写入一条记录，即刚刚输入的学生信息
fprintf(fp,"\n");//向文件studentmessage.txt中写入换行符号，换行符不可见
fprintf(fp1,"姓名：%s\n",student[0].name);
fclose(fp); //关闭文件studentmessage.txt//以下为向文件TestResult.txt中写入刚刚输入的学生信息
fprintf(fp1,"学号：%s\n",student[0].num);
fclose(fp1); //关闭文件TestResult.txt
system("cls"); //清屏
}
/******************************************************/
void sortbychengji()
{
FILE *fp5;
int i,j,m,n,N=1;
student[0].avscore=A/c;
fp5=fopen("nrecord.txt","a+");
fprintf(fp5,"%s %s %f\n",student[0].name,student[0].num,student[0].avscore);//将数据写入文件nrecord.txt中
fclose(fp5);
fp5=fopen("nrecord.txt","rb");
for(i=0;!feof(fp5);i++)
{
fscanf(fp5,"%s %s %f\n",student[i].name,student[i].num,&student[i].avscore);
}
fclose(fp5);
m=i;
struct Student temp;
for(i=0;i<m;i++)
{n=0;
for(j=0;j<m-1;j++)
if(student[j].avscore<student[j+1].avscore)
{n=1;
strcpy(temp.name,student[j].name); //利用结构变量temp实现数组元素的交换
strcpy(temp.num,student[j].num);
temp.avscore=student[j].avscore;
strcpy(student[j].name,student[j+1].name);
strcpy(student[j].num,student[j+1].num);
student[j].avscore=student[j+1].avscore;
strcpy(student[j+1].name,temp.name);
strcpy(student[j+1].num,temp.num);
student[j+1].avscore=temp.avscore;
}
if(n=0) break; //若n=0，意味着没有交换了，排序已经完成
}
printf("排序结果由高到低:\n");
printf(" sort name number avscore\n");
for(i=0;i<m;i++)
{
printf("第%d名:%s %s %.1f\n",N++,student[i].name,student[i].num,student[i].avscore);
} }
/*******************************************************/
void Judge() //判断函数
{
FILE *fp;//文件指针//以下判断文件打开与否 ,"r"为只读打开方式
if((fp=fopen("studentmessage.txt","r"))==NULL) //以下判断文件打开与否 //打开文件studentmessage.txt
{
fp=fopen("studentmessage.txt","w+"); //如果没有studentmessage.txt文件，则新建此文件，"w+"打开方式为新建一个文件
printf("无文件记录，已新建.\n");
}
int i=0;
char num1[10]; //变量，注册的学号
while(!feof(fp)) //判断是否到了文件尾
{ fread(&student[i],sizeof(struct Student),1,fp); //一行一行从文件中读出学生信息，保存在结构体数组student[]中
fscanf(fp,"\n"); //读取换行符
i++; //i变量保存学生记录个数
}
system("cls"); //清屏
fclose(fp);
}
/********************************************************/
void Addition(int number) //加法运算函数