C++基于單鏈表如何實現學生成績管理系統

C++基于單鏈表如何實現學生成績管理系統

引言

學生成績管理系統是學校管理中不可或缺的一部分，它能夠有效地記錄和管理學生的成績信息。本文將介紹如何使用C++語言基于單鏈表數據結構來實現一個簡單的學生成績管理系統。通過單鏈表，我們可以動態地添加、刪除、修改和查詢學生成績信息，從而實現一個靈活且高效的管理系統。

單鏈表簡介

單鏈表是一種線性數據結構，它由一系列節點組成，每個節點包含數據和指向下一個節點的指針。單鏈表的優點在于插入和刪除操作的時間復雜度為O(1)，而查找操作的時間復雜度為O(n)。因此，單鏈表非常適合用于需要頻繁插入和刪除操作的場景。

系統設計

1. 學生信息結構體

首先，我們需要定義一個結構體來存儲學生的基本信息，包括學號、姓名、成績等。

struct Student {
    int id;         // 學號
    string name;    // 姓名
    float score;    // 成績
    Student* next;  // 指向下一個節點的指針
};

2. 單鏈表類

接下來，我們定義一個單鏈表類，用于管理學生信息。該類包含以下基本操作：

• addStudent: 添加學生信息
• deleteStudent: 刪除學生信息
• modifyStudent: 修改學生信息
• searchStudent: 查詢學生信息
• displayAllStudents: 顯示所有學生信息

class StudentList {
private:
    Student* head;  // 鏈表頭指針

public:
    StudentList() : head(nullptr) {}

    // 添加學生信息
    void addStudent(int id, string name, float score) {
        Student* newStudent = new Student{id, name, score, nullptr};
        if (head == nullptr) {
            head = newStudent;
        } else {
            Student* temp = head;
            while (temp->next != nullptr) {
                temp = temp->next;
            }
            temp->next = newStudent;
        }
    }

    // 刪除學生信息
    void deleteStudent(int id) {
        if (head == nullptr) return;

        if (head->id == id) {
            Student* temp = head;
            head = head->next;
            delete temp;
            return;
        }

        Student* temp = head;
        while (temp->next != nullptr && temp->next->id != id) {
            temp = temp->next;
        }

        if (temp->next != nullptr) {
            Student* toDelete = temp->next;
            temp->next = temp->next->next;
            delete toDelete;
        }
    }

    // 修改學生信息
    void modifyStudent(int id, string name, float score) {
        Student* temp = head;
        while (temp != nullptr) {
            if (temp->id == id) {
                temp->name = name;
                temp->score = score;
                return;
            }
            temp = temp->next;
        }
    }

    // 查詢學生信息
    Student* searchStudent(int id) {
        Student* temp = head;
        while (temp != nullptr) {
            if (temp->id == id) {
                return temp;
            }
            temp = temp->next;
        }
        return nullptr;
    }

    // 顯示所有學生信息
    void displayAllStudents() {
        Student* temp = head;
        while (temp != nullptr) {
            cout << "ID: " << temp->id << ", Name: " << temp->name << ", Score: " << temp->score << endl;
            temp = temp->next;
        }
    }
};

3. 主函數

最后，我們在主函數中實現一個簡單的用戶界面，允許用戶通過命令行與系統進行交互。

int main() {
    StudentList list;
    int choice, id;
    string name;
    float score;

    while (true) {
        cout << "1. Add Student\n2. Delete Student\n3. Modify Student\n4. Search Student\n5. Display All Students\n6. Exit\n";
        cout << "Enter your choice: ";
        cin >> choice;

        switch (choice) {
            case 1:
                cout << "Enter ID: ";
                cin >> id;
                cout << "Enter Name: ";
                cin >> name;
                cout << "Enter Score: ";
                cin >> score;
                list.addStudent(id, name, score);
                break;
            case 2:
                cout << "Enter ID to delete: ";
                cin >> id;
                list.deleteStudent(id);
                break;
            case 3:
                cout << "Enter ID to modify: ";
                cin >> id;
                cout << "Enter new Name: ";
                cin >> name;
                cout << "Enter new Score: ";
                cin >> score;
                list.modifyStudent(id, name, score);
                break;
            case 4:
                cout << "Enter ID to search: ";
                cin >> id;
                Student* student = list.searchStudent(id);
                if (student != nullptr) {
                    cout << "ID: " << student->id << ", Name: " << student->name << ", Score: " << student->score << endl;
                } else {
                    cout << "Student not found." << endl;
                }
                break;
            case 5:
                list.displayAllStudents();
                break;
            case 6:
                return 0;
            default:
                cout << "Invalid choice. Please try again." << endl;
        }
    }

    return 0;
}

總結

通過本文的介紹，我們了解了如何使用C++語言基于單鏈表數據結構來實現一個簡單的學生成績管理系統。單鏈表的動態性和靈活性使得它非常適合用于需要頻繁插入和刪除操作的場景。通過這個系統，我們可以方便地管理學生的成績信息，并進行添加、刪除、修改和查詢等操作。希望本文能夠幫助讀者更好地理解單鏈表的應用，并為實際開發提供參考。