基于C++实现（控制台）学生成绩管理系统

news2024/11/25 4:51:19

学生成绩管理系统

一、系统需求分析

一个巨大的学校有数以万计的教工、学生和相应的资料需要管理。一个好的学生成绩管理系统可以协助管理员管理巨大的数据库，允许管理员、教师跟学生这三种用户登录进行相应的操作。

管理员具有管理数据库的一切权限。管理员负责录入可以使用本系统的用户名单，赋予他们使用权限，分发初始密码；可以重置用户密码，也可以修改自己的登录密码；可以以任意用户用身份登录进行管理与操作。为了保护用户隐私，不允许批量导出用户信息。对于管理员账户，提供功能如下：

添加用户：可以赋予用户登录系统的权限；
修改用户信息：可以修改已经加入系统的用户姓名、编号，重置密码等；
删除已有用户：可以删除已经加入系统的用户资料；
修改管理员登录密码：修改自己的登录密码。

教师可以录入学生的成绩，修改自己录入的成绩，删除自己录入的成绩，修改自己的登录密码等。为了保护用户隐私，不允许批量导出学生成绩信息。对于教师账户，提供功能如下：

录入学生成绩：录入自己执教的科目的成绩；
修改学生成绩：修改自己录入的成绩；
删除学生成绩：删除自己录入的成绩；
修改登录密码：修改自己的登录密码。

学生可以查询自己的成绩，修改自己的登录密码等。为了保护用户隐私，不允许查询他人的成绩。对于教师账户，提供功能如下：

查询成绩：列表显示现有成绩信息，包括科目、分数、负责的教师；
修改登录密码：修改自己的登录密码。

广大老师和同学可以通过这一系统安全方便地管理成绩。程序数据结构非常紧凑，可以存储海量数据，满足大学等专业院校的数据规模需求。总之，利用这一学生成绩管理系统，可以满足各种用户的需求，实现对学生成绩的管理工作。

二、总体设计

系统提供三种账户：管理员、教师和学生。

管理员具有最高权限并且是唯一的，初始密码默认为password，需要及时修改，否则整个数据库将暴露在风险之中。管理员负责赋予用户权限，分发初始密码；一旦用户忘记密码，还可以帮用户重置密码；管理员可以以任意用户用身份登录进行管理与操作，对数据库的细节进行维护。教师可以录入、修改、删除自己负责的科目成绩；学生可以查询自己的成绩。

学生成绩管理系统中功能模块图：

三、详细设计

用户分为4类，其继承关系如下：

学生成绩管理系统各功能模块的实现：

管理员登录

教师登录

学生登录

四、系统调试

调试过程中最大的Bug还是出在数据IO上。由于每次读取的内容长度并不能保证固定，因此必须先读取数据长度，然后根据读取结果确定读取的内容长度。测试中发现，数据文件如果不用”r+b”模式打开读取，会在数据库体积较大（大概几百字节）导致异常。这是之前没有注意到的。

为了测试系统对海量数据的处理能力，我随机生成了15000个左右的教师和50000个左右的学生供系统读取，顺带测试数据库大小。测试结果显示，系统可以流畅地读取数万条用户记录，生成的数据库文件大小为2.5M左右。这与每个对象的数据成员大小息息相关，即每条用户信息平均占用大概32字节的空间。按此，每个成绩信息占用大概64字节，即使按照每人附带10科的成绩，总的大小也不会超过~10M的数量级。这一规模的数据大致相当于我校目前的人数规模，可以保证满足实际应用需求。

其他的问题主要有登录信息的初始化与保存。为了保证密码的安全性，输入密码的UI我采用了监视键盘输入的方式，不会将明文显示在屏幕上。但同时带来的问题就是多字节字符的读取问题：getch()无法读取多字节字符，这就意味着汉字无法输入。当然，对于密码这种东西可以将输入进行限制，剔除无效字符；但用户名就无法进行实时监视输入，导致的问题就是输入用户名的时候不能退出，必须输错然后报错退出……

五、结果分析

在源代码的组织上，仍将源代码与工程文件分开保存，这样既便于跨平台编译，又利于保证安全防止误操作。类的定义单独保存为类名为文件名的.h和.cpp中，且头文件使用编译头保护，既避免了重复编译又减少了编译的工作量。

在数据的组织上，为每个类设置IO函数，保证了数据结构的稳定读写。

在代码的细节上，根据Google C风格指引的建议，没有使用C风格的流IO。对于异常处理，我也根据Google的建议没有采用C++风格的try-throw-catch结构，而是对于可以预见的非致命错误进行提示后继续运行，对于不可预见的致命性错误使用printf输出后暂停程序。调试中并没有因为异常处理带来额外的麻烦，大部分的错误提示也都没有出现。

编译环境的选择。使用的是Code::Blocks+TDM64 GCC。64位编译器，但加了-m32参数，编译结果为32位程序，在Windows 8 x64上编译并测试运行通过。调用了非标准库函数，使用VS特别是老的VS编译不保证通过。