数据库学生信息管理系统实验报告.docx

题目四
D2H :设计一个学生信息管理系统，包括学生基本信息、成绩信息等。提供输 入、编辑、删除、查询的操作界面。数据库类型自选。
1、问题分析。
由题意得，这是一道数据库类型的题目，需要实现插入，修改，删除，查询四 个功能。
确立数据的存储结构，采取二叉树进行存储数据，每个结点包含学生的姓名与 学生的成绩。
通过二叉查找树进行插入、删除和查询工作。
二叉查找树的特性是左子树关键字均小于根的关键字，而右子树的关键字均大 于根的关键字。因此加入某一关键字只要逐一比较，依据关键字的大小往右或 者往左，便可找到关键字插入的位置。
二叉查找树的删除，当删除某一结点时，若删除的是叶结点，则直接删除，假 若删除的不是叶结点，则在左子树找到最大的结点或者在右子树找到最小的结 点，取代将被删除的结点。
二叉查找树的查询，决定关键字X是否在二叉查找树中，首先X先与根去比较， 若X等于根表示找到，如果乂大于树根，则往右子树查找；否则，到左子树查 找。
由于一个结点包含学生的姓名与成绩，题目要求要求编辑功能，学生的成绩具 有可变性，所以结点的关键字选取为学生的姓名。
对二叉树的遍历，写入数据，采取先序遍历：先遍历树根，然后遍历左子树， 再遍历右子树。
2、设计方案。
根据问题分析，设计程序：
1. 构造函数，使根结点为空，加载函数，将数据文件BinSearchTree.dat 加载到程序中；
2. 定义载入与保存方法，结点的名字初始为空，学生成绩为0，由于 BinSearchTree. Dat正常情况下能够使用，所以采取JAVA中对异常的处 理方法。使用try-throw-catch组合替代if-else语句。
3. 定义一个search方法，用来搜索某个结点，定义一个结点，当此结点不 为根结点时，如果目标结点小于此结点的关键字，向此结点的左子树搜 索，否则向右子树搜索。
4. 定义一个search_re_r方法，用来搜索右子树的替代结点，当替代结点 的不为空并且替代结点的左子树不为空时，使用替代结点的左子结点作 为替代结点。
5. 定义一个search_re_ 1方法，用来搜索左子树替代结点，当替代结点不 为空并且替代结点的右子树不为空时，使用替代结点的右子结点作为替 代结点，
6. 定义一个search_p方法，用来搜索父节点，当结点小于父节点，向左搜 索，直到搜索到位置，否则向右搜索。
7. 定义一个preorder方法，用来以先序法写入档案，采取递归方式，先遍 历树根，然后遍历左子树，再遍历右子树。
8. 定义一个access方法，用来将数据增加到二叉查找树中，调用search 方法，当增加的结点与树中结点重复时，显示结点已存在，否则，将学 生姓名与成绩存入结点，当树根为空时，结点保存为树根，当树根不为 空时，寻找数据插入点，小于关键字向左查找，大于关键字向右查找， 直至找到插入位置，将结点两端与树中其他结点相连。
9. 定义一个connect方法，用来调整二叉树的链接，调用search_p方法， 寻找到父结点，当结点为父结点的左子树时，使父结点的左端与结点的 右端相连，否则，父结点的左端为空，当结点为父结点的右子树时，使 父结点的右端与结点的左端相连，否则，父结点的右端为空。
10. 定义一个replace方法，用来寻找删除非叶结点的替代结点，调用 search_re_r、search_re_1和connect方法，先搜索右子树寻找替代结 点，当替代结点在右子树存在时，将右子树的最小结点作为替代结点， 当不存在时，搜索结点的左子树，讲左子树的最大结点作为替代结点， 调用connect方法，将结点间连接。
11. 定义一个removing方法，用来将数据从二叉查找树中删除，调用search 和replace方法，当找不到删除结点时，显示无法找到此结点；否则当 此结点不为叶节点时，利用replace方法，寻找替代结点，当此结点为 叶结点时，直接删除。
12. 定义插入（insert）方法，方法中要求用户输入学生姓名与成绩，方法 中调用access方法，讲输入数据存入。
13. 定义删除（delete ）方法，当树根为空时，系统输出没有学生记录，否 则调用replace方法删除结点。
14. 定义编辑modify ）方法，当树根为空时，系统输出没有学生记录，否 则，调用search方法，找出结点，重新对结点中学生成绩赋值。
15. 定义查询展示（show）方法，当树根为空时，系统输出没有学生记录， 否则，调用search方法，找出此结点，系统输出结点的姓名与成绩信息。
16. 设计友好的界面，提示用户输入数字，并对系统输出的结果进行说明。
17. 寻找检查程序中的BUG。
3、流程图。
4.用户查询数据，show方法
5.退出，save方法，保存数据
Search_p 方法
Search-re-方法
Search-re-方法
Access方法
Search方法
Replac。方法
加载函数，写入档案
用户选择功能，调用相应方法
—1.用户录入数据，1庭。1方法
• 2.用户删除数据，delet（方法
*3.用户编辑数据，modify方法
4、测试数据、测试结果、
结果分析。
Removing 方法
Connect 方法
r
preorder方法

File loading...OK!

*******Welcome to
student
score
System**************
<1>
insert
<2>
delete
<3>
<4>
modify
search
quit
*****Welcome to
<5>
student
score
System**************

Enter your choice:
No student record
*******Welcome to student score System**************
<1> insert ~

<2> delete
<3> modify
<4> search
<5> quit
*******Welcome to student score System**************
Enter your choice: 1
======INSET INFORMATION======
Enter student's name: peter
Enter student's score:1
*******Welcome to student score System**************
<1> insert
<2> delete
<3> modify
<4> search
<5> quit
*******Welcome to student score System**************
Enter your choice: 3
======MODIFY STUDENT INFORMATION=====
Enter student name: peter
Original Student name: peter
Original Student score: 1
Enter new student: 2
Information of student peter modified
*******Welcome to student score System**************
<1> insert
<2> delete
<3> modify
<4> search
<5> quit
*******Welcome to student score System**
Enter your choice: 4
======SHOW STUDENT INFORMATION======
Enter student name: peter
Student name: peter
Student score: 2
*******Welcome to student score System**************
<1> insert
<2> delete
<3> modify
<4> search
<5> quit *******Welcome to student score System***********
Enter your choice: 2
—DELETE STUDENT INFORMATION—™
Enter student,s name: peter
Data of student peter deleted!
*******Welcome to student score System**************
<1> insert
<2> delete
<3> modify
<4> search
<5> quit
*******Welcome to student score System**************
Enter your choice: 5
File saving. . . OK!
当学生成绩为符点数时，系统无法识别，输入自然数能够满足题目中要求
5、相关运行界面。
=public votca i 卜
infbrmationmanage.java 岂
prihlia void loa.d_f [|
String naune - int a core-' 3; bnalEan done fHine;
Systen.. ocrt.print [^Fale leading. . . H); try {
mflie new CacalnpucStrean.(new } catch (lOExceprlon s|- {
Sir5T：eni. s-rTrpilncln | ^teilEd!") ?
S ysreni. s-Tr rpr inc Ln I ^B lnS ear clhl rte return;
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try{
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)
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Cx±gir.a± S t%id-=r.t scare: LOO Enter new studejit: ZCD In±crn-atx=D sf ：3t匚注三二匚 peter xed

6、关键代码
1. 将新增数据添加到二叉树中：
public void access(String name, int score)
{
Student node, prev = null ; if (search(name) != null ) {
System. out .println( "Student "+ name + "has existed!" );
return ;
)
ptr = new Student();
ptr . name = name;
ptr score = score;
ptr . llink = ptr . rlink = null ;
if (root == null) root = ptr ;
else
{
node = root ;
while (node != null )
{
prev = node;
if (ptr . name .compareTo(node. name ) < 0) node = node. rlink ;
else
node = node. rlink ;
)

if (ptr . name .compareTo(prev.
name ) < 0)
prev. llink = ptr ;

else

prev. rlink = ptr ;

)
)
2. 将数据从二叉查找树中删除：
public void removing(String name)
{
Student del_node;
if ((del-node = search(name)) == null )
{
System. out .println( "Student "+ name +" not found!" );
return ;
)
if (del-node. llink != null ||del_node. rlink != null )
del_node = replace(del_node);
else

if (del_node == root ) root = null ;
else
connect(del_node, 'n');
del_node = null ;
System. out .println( "Data of student "
+ name + " deleted!");
3. 寻找非叶结点的替代结点:
public Student replace(Student node)
Student re_node;
if ((re_node = search_re_r(node. rlink )) == null ) re_node= search_re_l(node. llink );
if (re_node. rlink != null ) connect(re_node, 'r');
else if (re_node. llink != null ) connect(re_node, 'l');
else connect(re_node, 'n');
node. name = re_node. name ; node. score = re_node. score ; return re_node;
}
4. 调整二叉树的链接： public void connect(Student node, char link)
{
Student parent;
parent = search_p(node);
if (node. name .compareTo(parent. name )<0)
if (link ==
'r' )
parent.
llink
=node.
rlink ;
else

parent.
llink
= null
;
else

if (link ==
'1')

parent.
rlink
=node.
llink ;
else

parent.
rlink
= null
;

}
5. 先序法将数据写入档案:
public void preorder(Student node)

if (node != null)
{
try {
outfile .writeUTF(node.name );
outfile .writeInt(node.score );
} catch (IOException e) {} preorder(node.llink );
preorder(node.rlink );
)
)
6. 搜索目标结点：
public Student search(String target) {
Student node;
node = root ;
while (node != null ){
if (pareTo(node. name ) == 0) return node;
else if (pareTo(node. name ) < 0) node = node. llink ;
)
return node;
)
7. 搜索右子树替代结点：
Student search_re_r(Student node) {
Student re_node;
re_node = node;
while (re_node != null &&re_node. llink != null ) re_node = re_node. llink ;
return re_node; )
8. 搜索左子树替代结点：
public Student search_re_l(Student node) {
Student re_node;
re_node = node;
while (re_node != null &&re_node. rlink != null ) re_node =re_node. rlink ;
return re_node;
)
9. 搜索node的父结点：
Student parent;
parent = root ;
while (parent != null ){
if (node. name .compareTo(parent. name ) < 0)
if (node. name .compareTo(parent. llink . name ) == 0) return parent;
else
parent = parent. llink ;
else
if (node. name .compareTo(parent. rlink . name ) == 0) return parent;
else
parent = parent. rlink ;
}
return null ;
}