小学数学测试系统C语言设计.doc

小学数学学习系统设计报告目 录一设计要求 2二设计目的 2三设计的具体实现1.系统概述：22.总体设计：33.详细设计: 74.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.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Microsoft Visual C+ 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）模块设计小学学习系统学生成绩管理模块 测试模块注册登录模块查看结果模块 错题重做模块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：注册登录模块提示输入姓名学号创建文件记录学生信息判断是否有记录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；测试模块加法运算减法运算乘法运算除法运算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：学生成绩管理模块存入测试学生成绩信息查看排名榜创建学生成绩信息文件排列顺序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：查看结果模块打开存储结果的文件读取文件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：错题重做模块读取错题进行重做核对答案打开错题存储文件（四）系统流程图：开始输入姓名输入学号主菜单开始测试查看排名错题重做查看结果结束测试加法减法乘法除法选择题数选择难度测试退出返回保存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(&s0,sizeof(struct Student),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：%sn,);fprintf(fp1,学号：%sn,s0.num); 向文件TestResult.txt中写入刚刚输入的学生信息具体源程序为：void Savemessage() /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,);printf(输入学号：);scanf(%s,&s0.num);fwrite(&s0,sizeof(struct Student),1,fp);fprintf(fp1,姓名：%sn,);fprintf(fp1,学号：%sn,s0.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.测试功能得实现选测试类型：测试功能菜单分为5个，其中14为选择类型，5返回主菜单；具体实现选择功能有while(choose5) printf( 超出功能范围，请重新选择(1-5):);scanf(%d,&choose);输入15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(thnum5&thnum10&thnum20&thnum50&thnum100) 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(int number)控制循环语句for(int i=0;inumber;i+) if(m=1)num1=rand()%n; num2=rand()%n; /产生一位随机数,num1,num2if(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.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 ;else if(m=3) n=1000 ;for(int i=0;inumber;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。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%dn,num1,num2,num4,num3);count1+;else fprintf(fp,%d + %d =%d%dn,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：%fnn,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void ShowResult()/显示测试结果函数FILE *fp;if(fp=fopen(TestResult.txt,r)=NULL); exit(0);char ch; 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：void sort() /实现排序FILE *fp5;int i,j,m; s0.avscore=A/nu; fp5=fopen(nrecord.txt,a+); fprintf(fp5,%s%s%fn,,s0.num,s0.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%fn,,si.num,&si.avscore); fclose(fp5); m=i;struct Student temp;for(i=0;im;i+) for(j=0;jm-1;j+)if(sj.avscoresj+1.avscore)strcpy(,); strcpy(temp.num,sj.num); temp.avscore=sj.avscore; strcpy(,sj+1.name); strcpy(sj.num,sj+1.num);sj.avscore=sj+1.avscore; strcpy(sj+1.name,); strcpy(sj+1.num,temp.num);sj+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;im;i+)printf(%s%s%4.2fn,,si.num,si.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：void rework() / 错题重做int a; char ch; 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;void FileCopy()/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(s0.num,.txt);/将字符串.txt连接到字符串student0.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(s0.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);void TestOver()/程序测试完毕函数printf(nn-测试完毕你的测试结果保存在 %s 中-nn,s0.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、void begain()函数、FileCopy()函数、ShowResult()函数、TestOver()函数、rework()函数、Division(int number)函数、Multiplication(int number)函数、Subtracter(int number)函数、Addition(int number)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