上海理工大学数据结构课程设计项目：课程信息管理系统.zip

# USST-Datastruct_CourseSystem `上海理工大学数据结构课程设计：课程信息管理系统`的设计实现。 ## 项目要求 为某学校计算机专业开发一个课程信息管理软件，该软件有三类 用户：管理员、教师和学生，其分别具有如下功能 管理员： 1. 创建计算机专业课程信息 2. 添加计算机专业课程信息 3. 删除计算机专业课程信息 4. 统计计算机专业开设课程的总数 5. 查询每门课程修课人数 6. 浏览计算机专业的课程信息 教师： 1. 查询自己带的课程信息 2. 查询自己带的班级学生信息 3. 输入课程成绩 4. 修改课程成绩 5. 统计课程 90 分以上的人数、80\~90 分的人数、60\~80 分的人数、60 分以下的人数 学生： 1. 查询课程信息 2. 报名课程学习 3. 取消课程学习 4. 查询课程成绩 5. 浏览所有课程信息 其中，课程信息至少包含：课程号、课程名、课程的学分、任课教师、上课时间、上课地点、考试成绩； 学生信息至少包含：学号、姓名、联系方式。 ## 项目设计 ### 数据结构 通过分析系统功能，我们确定涉及到的操作对象主要有三类：用户（User）、课程（Course）和学生选课（CourseSelection）。 对于用户（User）实体，我们选择使用顺序结构来组织各个属性字段，并进一步采用有序集合来存储多个用户实体的数据。具体的逻辑结构形式如图1-2-1所示：  在课程（Course）实体方面，我们也采用顺序数据结构以组织各个属性字段。值得注意的是，其中的“开课教师”属性字段专门用于存储对应的教师用户实体。与用户实体类似，我们也采用有序集合数据结构来汇聚和存储多个课程实体。该逻辑结构的具体形式如图1-2-2所展示。  在学生选课（CourseSelection）实体的设计方面，我们沿用与课程（Course）实体类似的数据存储结构。在“选课学生”和“选课课程”属性字段中，我们分别存储对应的学生和课程实体。该逻辑结构的具体形式如图1-2-3所示。  这种设计方案便于实施各种查询和修改操作，同时也为将来可能的功能扩展提供了灵活性。 为了实现多样的查询功能，包括基于教师身份查询所教授课程，以及基于学生身份查询已选课程等，同时优化代码的可重用性与可维护性，我们采取了一种策略，即将用于查询的数据结构（称为通用索引，Index）与各个实体类型（User、Course、CourseSelection）进行解耦。在这里，我们以实体的id作为主键，其他必要信息作为次要键，并通过通用索引创建多级索引。索引同样采用顺序结构组织各个属性字段，并使用有序集合存储多个索引的实体数据。具体的逻辑结构形式如图1-2-4所示。  在前述通用索引结构的基础上，我们设计了一系列专门的索引，以满足系统不同方面的需求。具体的索引结构、功能以及所存储的键（Key）和值（Value）的类型如表1-2-1所示。 | 索引名称 | 键（Key） | 链表内值（Value） | 功能描述 | |---------------------------------|--------------------------------|-------------------|---------------------------------| | user_id_Index | 用户ID | 对应的用户结构体 | 便于通过用户ID快速检索用户信息，同时缓存从文件加载的数据 | | user_name_Index | 用户姓名的哈希值 | 用户ID | 通过用户姓名的哈希值检索其ID | | user_empId_Index | 用户学工号的哈希值 | 用户ID | 通过学工号的哈希值检索用户ID | | user_file_Index | 用户ID | 存于系统文件中的用户数据文件名 | 映射用户ID与其在文件系统中的数据文件 | | course_id_Index | 课程ID | 对应的课程结构体 | 便于通过课程ID快速检索课程信息，同时缓存从文件加载的数据 | | course_name_Index | 课程名称的哈希值 | 课程ID | 通过课程名称的哈希值检索其ID | | course_teacherId_Index | 教师ID | 教师所教授的课程ID | 便于查找教师负责的所有课程 | | course_file_Index | 课程ID | 存于文件系统中的课程数据文件名 | 映射课程ID与其在文件系统中的数据文件 | | selection_id_Index | 选课信息ID | 对应选课信息结构体 | 便于通过选课信息ID快速检索选课信息，同时缓存从文件加载的数据 | | selection_userId_Index | 用户ID | 用户所选课程ID | 检索某个用户选择的所有课程 | | selection_courseId_Index | 课程ID | 课程对应选课用户ID | 查找选修某一课程的所有用户 | | selection_userId_courseId_Index | 用户ID与课程ID组合后计算的哈希值 | 选课信息ID | 通过用户ID和课程ID组合进行复合检索 | | selection_file_Index | 选课信息ID | 存于文件系统中的选课信息数据文件名 | 映射选课信息ID与其在文件系统中的数据文件 | | global_counter_Index | 对应不同数据，例如user、course、selection | 统计每个类型的数据包含多少条数据 | 用于全局计数，如统计不同实体类型的数据条数等 | 在存储操作对象时，目标是对各操作对象信息的各字段进行快速而准确的查询与修改。为实现该目标，我们选择使用结构体（Struct）的方式来对各实体进行存储。 用户（User）、课程（Course）与选课信息（CourseSelection）的结构体如下方代码所示： ```c // 用户 typedef struct { int64 id; // 用户ID char name[21], // 用户姓名 passwd[65], // 密码 empId[21]; // 学工号 int role; // 用户角色 0-学生 1-教师 2-管理员 char contact[201]; // 联系方式 int64 lastLoginTime; // 最后一次登录时间戳 } User; // 课程 typedef struct { int64 id; // 课程ID/课程号 char courseName[101],// 课程名称 description[501]; // 课程描述 int64 teacherId; // 任课老师ID User *teacher; // 任课老师 int type, // 课程类型：0-必修 1-选修 2-公选 3-辅修 weekStart, // 开课周 weekEnd, // 结课周 currentMembers, // 当前报名人数 maxMembers; // 最大可报名人数 char location[101]; // 上课地点 double points; // 学分 int schedule[7][13]; // 每星期课程安排 } Course; // 选课信息 typedef struct { int64 id; // 选课ID int64 studentId; // 学生ID User *student; // 学生信息 int64 courseId; // 课程ID Course *course; // 课程信息 int64 selectionTime; // 选择该课程的时间 int64 score; // 成绩 } CourseSelection; ``` 考虑到对内存空间的高效利用，我们选择采用链式存储结构来存储多个操作对象。链式存储结构在存储�