小学数学测试系统C语言设计.docx
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小学数学测试系统C语言设计
小学数学学习系统设计报告
一．设计要求……………………………2
二．设计目的……………………………2
三．设计的具体实现
1.系统概述：
…………………………………………2
2.总体设计：
…………………………………………3
3.详细设计:
…………………………………………7
4.软件程序设计和调试……………………………14
四．结论与展望………………………15
五．心得体会及建议…………………15
六．附录………………………………15
七．参考文献…………………………15
一．设计要求
小学生数学学习系统
具有随机出题、自动评分、查看正确答案、错题重做等功能的测试系统
具体要求：
1、可选择：
加、减、乘、除四种测试，
2、可设置测试题数，5，10，20，50，100；
3、可设置随机出题难度：
即数据大小范围，比如：
1位，2位，3位
4、可以记录测试者的姓名，时间，难度及测试类型，成绩，题数，运算时间
用菜单选择
1、开始测试：
->选测试类型->选题数->选难度->开始测试
2、查看结果：
3、查看排名：
4、查看错题：
5、退出
二．设计目的
目的：
1.复习巩固C语言的基础知识，进一步加深对C语言编程的理解和掌握
2.根据课内外所学的知识，开发具有实用型的系统，提高学生实践能力，动手能力，和初步的设计编程能力，和理解和掌握模块化编程的方法；
3.通过合作完成编程题，逐渐培养学生的编程能力，提高培养学生解决实际问题能力，培养团队合作精神。
三．设计的具体实现
Ⅰ.系统概述：
小学数学学习系统是基于小学开发，能实现加减乘除四则运算的测试与练习，具有随机出题、自动评分、错题重做、并具有查看个人信息、试题、答案等功能学习应用软件；该软件首界面提供了注册登录界面，不同的学生自己的姓名和学号进行登录；学生首次做完后系统将自动判断，并给出分数；之后学生可以查看自己的成绩，排名并进行错题重做；另外系统还提供计时功能；最后结束后学生个人答题情况及个人信息将保存在，以学生学号命名的文件中，学生可以查看或打印。
2.总体设计：
（一）总体思想
本系统主要应用结构化的设计思想实现小学学习系统的出题，评分、错题重做，查看排名和查看结果的功能；各主要功能模块的数据均保存在文件中，并多次利用文件和结构体之间的转换实现了数据的保存和传递，其中包含了对文件的读写等操作；运用随机函数实现了随机出题功能，运用冒泡排序法及文件和结构体之间的转换实现了排序功能；在软件开发过程中应用了高级语言程序设计的基本控制结构，如选择、循环、顺序结构。
系统设计方法是结构化设计方法，采用C语言在MicrosoftVisualC++6.0环境下进行开发。
（二）系统模块结构图
依据功能得不同，小学学习系统可以分为五个模块：
注册登录模块、测试模块、学生成绩管理模块、查看结果，错题重做模块。
系统模块结构图如下图所示：
（三）模块设计
1.注册登录模块
提示用户输入姓名和学号，如果已经有记录则将本次登录用户信息追加储存在文件中，如果没有记录，则创建一个新文件储存：
其模块图如下图所示：
2.测试模块
进入开始测试菜单后，开始计时，选择加减乘除四种运算类型，总体来说测试模块可以分为：
加法运算、减法运算、乘法运算、除法运算四部分
四部分功能相似选择类型后，在选择题数目为（5，10，20，50，100），然后再选择难度，这时开始做题（题目利用随机函数随机出题），然后判断正误并给出正确率，错误的结果存入一个文件中以备错题重做，将所有做题的结果存入另个文件中以便查看结果；
3.学生成绩管理模块
本模块首先将每次测试同学姓名，学号，成绩存入一个文件中，每次测试同学的信息不覆盖之前同学的信息，然后将文件中的信息读取到结构体中进行排序，最后利用结构体将排好序的成绩显示到屏幕上，其模块如下所示图：
4.查看结果模块
利用测试模块存储的结果信息文件进行直接读取，期间用到fgetc函数将文件的信息读取出来，其图如下图所示：
5.错题重做模块
测试模块过程的已将错题和错题的答案分别出入到文件中，直接进行打开存储错题的文件逐个读取错题，这时利用scanf函数输入答题者的答案，最后再打开储存错题答案的文件进行核对正确答案，其模块如下图所示：
（四）系统流程图：
3.详细设计
1.登录功能得具体实现：
此界面为登录界面，用到两个函数Savemessage（）和Judge（）两个函数，其中Savemessage（）函数用来，保存学生输入信息，将输入学生信息保存到studentmessage.txt"和TestResult.txt文件中，保存过程中，先输入到结构体中，再利用fwrite（&s[0],sizeof（structStudent）,1,fp）;语句向文件studentmessage.txt中写入一条记录，即刚刚输入的学生姓名和学号；
利用fprintf（fp1,"姓名：
%s\n",s[0].name）;fprintf（fp1,"学号：
%s\n",s[0].num）;向文件TestResult.txt中写入刚刚输入的学生信息
具体源程序为：
voidSavemessage（）//保存学生输入信息的函数
{FILE*fp,*fp1;//定义文件指针，//以下判断文件打开与否,"a"方式打开则可向文件尾写数据
if（（fp=fopen（"studentmessage.txt","wb+"））==NULL）;
{printf（"打开文件失败\n"）;
exit（0）;}
if（（fp1=fopen（"TestResult.txt","a"））==NULL）
{printf（"打开文件失败\n"）;
exit（0）;}
printf（"输入姓名：
"）;//以下为要学生输入个人信息
scanf（"%s",s[0].name）;
printf（"输入学号：
"）;
scanf（"%s",&s[0].num）;
fwrite（&s[0],sizeof（structStudent）,1,fp）;
fprintf（fp1,"姓名：
%s\n",s[0].name）;
fprintf（fp1,"学号：
%s\n",s[0].num）;
fclose（fp）;
fclose（fp1）;
system（"cls"）;//清屏}
登录完后进入测试界面此时开始计时
有语句{printf（"请计时输入开始时间（点,分）:
"）;scanf（"%d,%d",&hourA,&minA）;}进行输入计时。
然后进入测试界面的菜单：
2.测试功能得实现
①选测试类型：
测试功能菜单分为5个，其中1~4为选择类型，5返回主菜单；具体实现选择功能有
while（choose<1||choose>5）{printf（"超出功能范围，请重新选择（1---5）:
"）;scanf（"%d",&choose）;}输入1~5之间的一个数，再用switch（choose）{}进行选择对应的功能
如上图选择1后进入
②选题数目：
进行选择题目的数目,输入要测试的题目数被限制（5/10/20/50/100）五个数用句
while（thnum<5||thnum>5&&thnum<10||thnum>10&&thnum<||thnum>20&&thnum<50||thnum>50&&thnum<100||thnum>100）
{printf（"超出功能范围，请重新选择（5/10/20/50/100）:
"）;scanf（"%d",&thnum）;}由此语句实现对题目数的限制，但超出范围后则提示重新输入。
在begain（）中调用Addition（intnumber）控制循环语句for（inti=0;i{if（m==1）{num1=rand（）%n;num2=rand（）%n;}//产生一位随机数,num1,num2
if（m==2）{num1=10+rand（）%（n-10）;//产生两位随机数num1,num2
num2=10+rand（）%（n-10）;}
if（m==3）{num1=100+rand（）%（n-100）;//产生三位随机数num1,num2
num2=100+rand（）%（n-100）;}
printf（"%d+%d=",num1,num2）;
scanf（"%d",&num4）;通过控制循环的次数来控制产生题的数目.
③选难度的实现：
利用随机函数rand（）%n;中n的不同值产生不同的位数的随机书实现难度的控制，n=10时用语句num1=rand（）%n产生一位数；n=100时用语句num1=10+rand（）%（n-10）产生二位数；n=1000时用num1=100+rand（）%（n-100）产生三位数；
具体有语句
printf（"请选择难度:
"）;scanf（"%d",&m）;system（"cls"）;//清屏
{if（m==1）n=10;if（m==2）n=100;
elseif（m==3）n=1000;}
for（inti=0;i{if（m==1）{num1=rand（）%n;num2=rand（）%n;}
if（m==2）{num1=10+rand（）%（n-10）;
num2=10+rand（）%（n-10）;}
if（m==3）{num1=100+rand（）%（n-100）;
num2=100+rand（）%（n-100）;}}
实现控制难度，并有rand（）%n产生随机数实现随机出题功能。
④自动评分的实现和数据的储存
系统会将输入的答案与正确答案进行逐一比较，如果正确则将结果只记录到TestResult.txt中，以便查看结果；如果错误，则将错误题正确结果记录到failedResult.txt中，以便错题重做，将错误题正确结果记录到rightResult.txt中，TestResult.txt中，以便核对错题答案,在此过程中系统会自动统计正确结果个数和错误个数，从而利用average=float（count1）/float（number）;自动得到分数。
具体程序如下:
if（num3==num4）
{fprintf（fp,"%d+%d=%d%d\n",num1,num2,num4,num3）;
count1++;}
else
{fprintf（fp,"%d+%d=%d%d×\n",num1,num2,num4,num3）;fprintf（fp2,"%d+%d=\n",num1,num2,num4,num3）;
//将错误题记录到failedResult.txt中
fprintf（fp3,"%d+%d=%d\n",num1,num2,num3）;}}}average=float（count1）/float（number）;
fprintf（fp,"正确%d道，错误%d道,正确率为：
%f\n\n",count1,count2,average）;
A=A+average*100;//总分
nu++;//记录做不同类型题的次数以便算平均分
⑤减乘除的过程和原理和加法一样其工作界面分别为
减法：
乘法：
除法：
除法其它功能得实现与加法一样只有分母不为零，用num2=n/10+rand（）%（n-n/10）语句进行实现，其中rand（）%（n-n/10）产生0到n-n/10-1的数；n/10+rand（）%（n-n/10）产生n/10到n-1的数；例如n=100时产生10到99的两位数；从而实现了分母不为零，同时也实现了难度的控制。
3.查看结果的实现:
测试过程中已经将结果记录存到TestResult.txt中，只需打开文件读取出记录即可
voidShowResult（）//显示测试结果函数
{FILE*fp;
if（（fp=fopen（"TestResult.txt","r"））==NULL）;exit（0）;}
charch;ch=fgetc（fp）;//文件开头字符
while（ch!
=EOF）//当文件没有到尾时，一直循环
{putchar（ch）;//输出字符
ch=fgetc（fp）;}
fclose（fp）;}有此函数就可直接读取查看结果。
4.排名的实现
此过程中将将每次做题情况及学生信息记录到文件nrecord.txt中，然后再将nrecord.txt中的一条条记录读取到结构体中，用冒泡法进行排序，最后直接从结构体中读取排好序的成绩；其具体程序：
voidsort（）//实现排序
{FILE*fp5;
inti,j,m;
s[0].avscore=A/nu;
fp5=fopen（"nrecord.txt","a+"）;
fprintf（fp5,"%s%s%f\n",s[0].name,s[0].num,s[0].avscore）;//将刚刚做过的测试记录到文件nrecord.txt中
fclose（fp5）;
fp5=fopen（"nrecord.txt","rb"）;
for（i=0;!
feof（fp5）;i++）
{fscanf（fp5,"%s%s%f\n",s[i].name,s[i].num,&s[i].avscore）;}fclose（fp5）;m=i;
structStudenttemp;
for（i=0;i{for（j=0;jif（s[j].avscore{strcpy（temp.name,s[j].name）;
strcpy（temp.num,s[j].num）;
temp.avscore=s[j].avscore;
strcpy（s[j].name,s[j+1].name）;
strcpy（s[j].num,s[j+1].num）;
s[j].avscore=s[j+1].avscore;
strcpy（s[j+1].name,temp.name）;
strcpy（s[j+1].num,temp.num）;
s[j+1].avscore=temp.avscore;}}
//输出排名结果
printf******************************************************\n"）;
printf（"---------查看你的排名（排序结果由高到低）:
--------------------\n"）;
printf（"---------姓名学号分数------------\n"）;
for（i=0;i{printf（"%s%s%4.2f\n",s[i].name,s[i].num,s[i].avscore）;}}
5.错题重做
测试过程中的已将错题和错题的答案分别存入到failedResult.txt和rightResult.txt文件中，直接进行打开存储错题的文件逐个读取错题，这时利用scanf函数输入答题者的答案，最后再打开储存错题答案的文件进行核对正确答案具体程序为：
voidrework（）//错题重做
{inta;
charch;
FILE*fp2,*fp3;
if（（fp2=fopen（"failedResult.txt","a+"））==NULL）
{printf（"打开文件失败\n"）;
exit（0）;}
if（（fp3=fopen（"rightResult.txt","a+"））==NULL）
{printf（"打开文件失败\n"）;
exit（0）;}
printf（"********************错题重做***************************************\n"）;
while（!
feof（fp2））
{ch=fgetc（fp2）;printf（"%c",ch）;//读取failedResult.txt中的错题
if（ch=='='）
scanf（"%d",&a）;}//输入答案
fp2=fopen（"failedResult.txt","w"）;//清空之前数据
fclose（fp2）;
printf（"========小朋友请查看正确答案============================\n"）;
while（!
feof（fp3））
{ch=fgetc（fp3）;printf（"%c",ch）;}//读取rightResult.txt中的错题的答案
fclose（fp3）;fp3=fopen（"rightResult.txt","w"）;//清空
fclose（fp3）;}
6.结束测试
当选择主菜单的结束功能时，系统则提示输入结束时间，输入后，系统将自动生成所用时间，然后系统将把学生的所有信息记录到以学生，学号命名的文件中.具体实现过程如下;
voidFileCopy（）//文件复制函数，用来保存测试结果，当然文件名不能重复，
{FILE*in,*out;
strcat（s[0].num,".txt"）;//将字符串".txt"连接到字符串student[0].num后，即以学号为文件名，后缀为.txt的文件中，保存在工程目录下
if（（in=fopen（"TestResult.txt","r"））==NULL）
{in=fopen（"TestResult.txt","w+"）;
printf（"无文件记录，已新建.\n"）;}
if（（out=fopen（s[0].num,"w"））==NULL）//打开文件学号.txt文件（如030.txt），"w"方式为只写方式
{printf（"打开文件失败\n"）;
exit（0）;}
while（!
feof（in））//当文件TestResult.txt没有结束时循环
fputc（fgetc（in）,out）;//逐个字符写入
fclose（in）;
fclose（out）;}
voidTestOver（）//程序测试完毕函数
{printf（"\n\n------测试完毕你的测试结果保存在%s中------\n\n",s[0].num）;//输出测试结果记录提示}
4.软件程序调试和测试
小学学习系统可以分为五个模块：
注册登录模块、测试模块、学生成绩管理模块、测试信息管理模块，该系统分为五个模块，用到main（）函数、ChooseFunc1（）函数、voidbegain（）函数、FileCopy（）函数、ShowResult（）函数、TestOver（）函数、rework（）函数、Division（intnumber）函数、Multiplication（intnumber）函数、Subtracter（intnumber）函数、Addition（intnumber）函数、Judge（）函数、Savemessage（）函数。
程序设计为结构化和模块化，用函数间的相互调用来实现系统的功能，为调试带来了一定的方便。
在调试过程中，出现了很多问题，其中文件和结构体之间的转换最为困难，在一段时间内，影响到了错题重做，排名等功能的实现，最终在坚持不懈努力下，顺利解决。
问题一：
程序中多次用到了文件的读写，用文件记录信息，多次出现读不出来，记录不到文件中，还出现乱码。
解决方法，认真学习和反复研究了，文件的读写函数fprintf,fscanf,fread,fwrite,fgetc,在反复的调试中终于解决了此问题。
问题二：
由于学生的信息均记录在文件中，而文件不能直接排序需转换到结构体中进行排序，给整个排序过程带来了相当大的困难，出现了转换不到结构体中，和乱码现象。
解决方法:
首先检查了为文件是否将信息记录了下来，确认有数据后，用fscanf,fread,进行了反复的更换，此过程中反复运行查看结构体是否有输出。
最终实现了文件与结构体之间数据的传递，实现了排序功能.
问题三：
错题重做有一定的困难，怎样将错题一个个及记录下来，并且能读出来重新做，产生了一定的困难。
解决方法：
采用了文件记录错题和错题的答案，用fgetc函数实现了读出记录的错题，从而实现了错题重做功能。
此外在调试过程中也遇到了相当多的其他问题，从整体结构的设计，到各个功能的实现，期间充满了艰辛和曲折，但最终都一个个的解决了。
四、结论与展望
经过反复的调试和测试，小学学学习系统顺利完成，顺利实现了按类型选择的难度出题和按数目随机出题、自动评分、自动排名，查看正确答案、错题重做等功能。
本系统面向是面向小学生开发的数学测试系统，功能完善，基本上能满足小学生的四则运算要求，本系统作为测试软件的同时也可作为练习软件，对提高小学生数学计算能力有相当大帮助。
另外本系统使用C语言编程，在运行环境中有一定的限制，需在安装有C语言软件的环境中进行运行，带来了一定的局限性。
五、心得体会及建议
编程是个自主创新的过程，其没要太多的要求，有多种方法可以实现其功能，但编程的这种性质，也给我们带来了不小的困难，它需要我们开阔的思维，能够遇到问题能够想到解决的方法，同时也需要我们具有扎实的语言功底能够实现既定的功能。
本次课程设计编写的小学学习系统，它具有随机出题、自动评分、自动排名，查看正确答案、错题重做等功能，与以前编写的程序相比，本系统功能强大，程序大，编写难度相当大，所用的文件等知识基本上是靠自己自主学习来掌握的，采用了边学边用的方法进行了编程。
经过一个多周的努力，终于完成程序的编写和调试，程序的调试过程是非常艰辛的过程，并不能一蹴而就，需要坚持不懈的努力，和反复的调试。
编程过程有时候的确枯燥乏味，而且会出现很多意想不到的问题，但是当一个个问题顺利解决时，有充满喜悦。
通过这次的课程设计，它使我更加深刻地体会到c语言程序编写过程的严谨与细致，还有无论做任何事都要有耐心。
团队合作也是非常重要的一个环节，这会使你在学习过程中倍感轻松，所以在此次课程设计过程中，通过小组的团结合作，和克服种种困难，终于完成了小学学习系统的设计。
本次编程使我进一步的巩固了C言语的基本知识，特别掌握了文件的读写和文件与结构体之间数据传递的实现，通过自学和网上学习，丰富了编程知识，提高了编程能力，和调试能力，提高了分析实际问题解决实际问题的能力。
六、附录
七、参考文献
参考文献：
①•谭浩强•C程序设计（第三版）•清华大学出版社•2005年7月
②•黄明梁旭万洪莉•C语言课程设计•电子工业出版社•2005年6月
③•段兴•C语言实用程序设计100例•人民邮电出版社•2003年3月
④•文东孙鹏飞潘钧•语言程序设计基础与实训项目•北京科技电子出版社•2009年2月
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