设计及要求
问题描述：
设学生信息包括：学号、姓名、学期、每门课程的成绩(每学期的课程门数是不一样的) ，对学生的成绩信息进行管理。
实现要求：
实现：学生信息的录入；修改；删除和查询，按学期、学号、成绩不及格等查询。
⑴ 输入学生的成绩信息，包含学号、姓名、性别等基本信息和各课成绩
⑵ 显示全部学生各科成绩信息；
⑶ 对各科成绩统计分析（总分、平均分、最高分、最低分、及格率等）；
⑷ 统计各科各分数段人数；
⑸ 按学号或姓名查找并显示某个学生的各科成绩；
⑹ 按课程成绩或总分由高到低排序显示；
⑺ 更新某个学生的基本信息或课程成绩；
⑻ 设计一个字符菜单界面，具有上述规定的操作要求、退出系统等最基本的功能。
总体分析与设计
该程序包括 2 个头文件和 1 个源文件和 3 个文本文件。3 个头文件名分别是：operator.h、GradeManagement.h；源文件名为 Test.cpp，
3 个文本文件名分别是 stu_info.txt、cou_intfo.txt、stu_grade.txt。
其具体作用如下：
| 文件名 | 作用 |
|---|---|
| operator.h | 程序功能函数的具体实现 |
| GradeManagement.h | 头文件和自定义类型的声明 |
| Test.cpp | 启动程序 |
| stu_info.txt | 学生信息文件 |
| cou_intfo.txt | 课程信息文件 |
| stu_grade.txt | 学生成绩文件 |
详细设计
本程序有多个类，类中具体内容如下图所示：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2IA691XD-1654394308893)(https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2022/6/4/2e12635eb93cf8c4c8af737d19cfe85b.writebug)]
具体设计思路
由设计需求可知，增删查改，用的最频繁的功能会是查询，同时学号与学生之间，课程与课程号之间也存在映射关系，自然选用 STL 库中的 map 和 set 作为容器,因为其底层是红黑树实现，效率很高，但是由于学生与成绩多对多，故容易出现数据冗余，结合数据库范式相关知识决定将学号作为学生的唯一标识，将课程号作为课程的唯一标识。
获得信息的方式都是通过映射，成绩只存储一份在总成绩单中，从总成绩单中获得单科成绩。
通过学号获得学生的具体信息，通过课程号获得课程的具体信息。
排序选用 algorithm 中的 sort 函数，底层是快排，效率也十分可观，同时利用记录等方式避免多次重复排序。
核心类
Couse 类
存储着课程的基本信息
Student 类
存储着学生的基本信息
StuTable
学生信息表，可通过文件或者手动录入的方式录入数据
CouTable
课程信息表，可通过文件或者手动录入的方式录入数据
CourseGrade 类
CourseGrade 存储着课程号、成绩和考试状态（缺考，作弊等定义为不正常，成绩置为 0）。通过课程号可以获取课程的具体信息。
GradeTable 类
GradeTable 是核心类，通过学号可以找到这个学生所有的课程成绩。学号可以找到一个 set 容器，容器里放的是 CourseGrade 类型。
CourseGradeTab 类
课程成绩单，不存储具体信息，只存储选了这门课的学生学号，通过学号再去获取这门课的成绩和学生的具体信息。
算法
下面算法均只举一个例子，代码实现中可能实现多个，但是实现思路大体相同。
map 和 set 排序自定义类型，可以通过仿函数和重载运算符的方法，这里采用后一种，重载了小于号（bool operator<(…)）
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PPLcDcsP-1654394308897)(https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2022/6/4/ecfff5bf136f8e8fc5ba9d11b667ee61.writebug)]
map 为 Key-Value 结构，默认以 Key 排序，排序成绩时需要通过 Value。所以这里根据 value 对 map 进行排序,写一个比较函数，再利用库函数 sort 进行自定义排序
数据结构
数据结构采用红黑树、顺序表和字符串，表现为 map,set,vector 和 string。利用合理的数据结构和准确的映射（哈希）可以大大提高程序运行的效率
输入与输出
输入采用文件读取和手动输入两种方式，文件读取用了 ifstream 流,手动输入和输出通过外部设备（显示器）完成。
此外，程序功能过多，使用起来界面难以区分，利用部分 Windows 编程修改了控制台的标签，字体，颜色等，功能的颜色也不尽相同，便于用户操作。
文件读取时由于需要判断文件是否为空和文件是否存在，所以文件首行加了字符’/’作为标志，若去掉会导致读取错误，如信息遗漏，此外为了防止末行数据重复读取，文件末尾并没有设置换行！
- 调试与测试
加载学生文件
加载课程文件
加载学生成绩文件
查看成绩
查看所有人成绩（自动清屏）
删除
删除后查看所有人成绩
修改学生成绩
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Va1D9sS3-1654394308902)(https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2022/6/4/557bcdba781e9c0e84a52d0905cd39c5.writebug)]
更改学生信息
对学生成绩进行排序和分类
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PflDuhsb-1654394308902)(https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2022/6/4/0cde15317a3181f9eba87bdac641dd0d.writebug)]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NDLolC2Q-1654394308903)(https://www.writebug.com/myres/static/uploads/2022/6/4/dca021920b5dd4ca82c5a83df731cb79.writebug)]
退出程序
总结
数据冗余的处理是一件很麻烦的事情，要做好数据冗余的处理需要设计出合理的结构
这次课设的实现中既有亮点也有不足。
亮点在于自定义排序 map 和哈希的思想去访问数据，利用部分 Windows 编程美化控制台，对一些非法情况进行了处理，提高了代码的健壮性。在程序中加入了 io 流，使其具有了记忆性（其中不足在于没能把手动录入的数据写入原先文件）
不足在于结构设计方面不够优秀导致实现起来较为麻烦，代码实现中出现了重复代码，由于设计的时间原因未能很好的将一些重复的代码进行封装。简而言之，结构和代码实现可以再进行优化。有些许遗憾的是有些能用上模板的地方未能用上模板。
复习了 C++ 的基础知识，再度理解封装的概念，对类的设计方面有了更深的理解，同时设计过程中也在思考数据的一致性和如何减少数据的冗余。
总而言之，这次课设对我个人的编程能力是一次很好的锻炼，同时也开拓了我的知识面。
优秀导致实现起来较为麻烦，代码实现中出现了重复代码，由于设计的时间原因未能很好的将一些重复的代码进行封装。简而言之，结构和代码实现可以再进行优化。有些许遗憾的是有些能用上模板的地方未能用上模板。
复习了 C++ 的基础知识，再度理解封装的概念，对类的设计方面有了更深的理解，同时设计过程中也在思考数据的一致性和如何减少数据的冗余。
总而言之，这次课设对我个人的编程能力是一次很好的锻炼，同时也开拓了我的知识面。