C语言程序设计-第12章

12.1模块化程序设计基础

C语言是结构化程序设计语言，它的程序设计特点就是以函数为主要模块的模块化程序设计。

1.函数和模块

在使用C语言进行模块化程序设计时，一般把逻辑功能完全独立或相对独立的程序部分设计成函数，也叫子程序，这是一段可重复使用的代码。每个函数只完成一个功能，作为程序的一个功能模块。函数的使用既符合只有一个入口和出口的结构化程序设计原则，又特别适合开发多功能大型程序。

2.文件

C程序文件按后缀分为“.c”和“.h”的两类文件。“.c”文件为包含实际程序代码的基本程序文件。“.h”文件称为头文件，一般包含类、子程序、变量和其他标识符的前置声明。

头文件内容的安排可遵循如下原则：

(1)头文件应该只包含所需的内容，例如宏定义、结构类型声明、函数声明等，而不包含具体实现。

(2)头文件可以包括各种公用的类型定义。

(3)头文件可以包括各种公用的宏定义，必要的时候可添加一些注释以解释头文件的作用、包含的内容、使用方法等。

(4)只用文件包含命令(#include)包含“.h”头文件，不用它包含“.c”程序文件。

头文件编写的注意事项如下：

(1)把所有公用的类型定义、公用的结构、联合和枚举声明、公用的宏定义放在适当的头文件中，提供给各个文件参考。

(2)如果只有一个文件需要某个标准头文件，则不要将它放在公用的头文件中，应让这个源程序文件直接包含它，以提高编译效率。

(3)避免头文件之间的循环依赖，因为头文件之间的循环依赖可能导致编译错误或者难以排查的问题。

(4)不要对头文件重复编译。

一个实用的系统一般都会由多个文件组成，文件的组织可遵循如下原则：

首先根据程序的规模和功能将程序划分为多个子模块，并建立一个或多个“.c”文件容纳这些子模块。这些文件可以包含一个或多个函数模块，如果函数模块较为复杂，则可将其单独置于一个文件中。例如，主函数通常放在一个单独的文件中，用来控制程序的流程；与输入和输出有关的功能可以放在一个文件中；同类型的功能可以放在一个文件中，如下节例12-1中的增、删、改查这类操作。

然后根据源程序的文件数量和功能，设计相应的头文件。

12.2模块化程序设计示例

例12-1编写一个小型学生成绩管理系统，该系统主要实现如下功能：

(1)存储功能：用结构类型数组存储记录。每一条记录包括一个学生的学号、姓名、课程成绩等。

(2)输入功能：可以一次完成若干条记录的输入。

(3)显示功能：显示全部学生记录。

(4)查找功能：按学号查找学生记录并显示。

(5)排序功能：按总分排序或按学号排序。

(6)插入功能：指定位置插入一条学生记录。

(7)删除功能：能删除指定记录。

(8)导入功能：能将学生数据保存到文件中，能将文件中的数据导入。

本例中要实现的功能即对程序的“需求”。在确定好需求之后，就可以开始对系统进行整体架构设计。要实现题目要求的所有功能，必须编写多个功能函数模块。系统功能模块图如图12-1所示。

图12-1系统功能模块图

1.菜单设计

2.数据存储方式及定义

学生的成绩等信息用结构类型数组进行存储。建立学生信息数据结构structstudent，该结构包括学号、姓名、成绩、总分、平均分、名次。

3.函数设计

在进行以函数为主要模块的程序设计时，需要注意以下几点：

(1)将程序按功能划分成多个模块，每个模块负责一个具体的功能。要确保模块之间的功能具有独立性和内聚性，减少模块间的耦合度。

(2)在实现模块时，遵循一致的编码风格和规范，提高代码的可读性和可维护性。函数模块的命名应该清晰，做到看见函数名即可了解大概功能。

(3)尽量避免使用全局变量，减少模块间的依赖关系。

(4)应做到“边写边测试”，在实现一个功能后，及时测试是否存在漏洞，避免在整合模块后出错却无迹可寻。

1)输入函数

输入函数原型如下

intinput(STUDENT*stud,intn);

输入函数的流程图如图12-2所示。

图12-2输入函数的流程图

2)显示函数

显示函数原型如下：

voidprint(STUDENT*stud,intn);

该函数的功能是将stud指向的n条学生记录显示出来。

3)排序函数

排序函数原型如下：

voidsort(STUDENT*stud,intn);

该函数的功能是将stud指向的n条学生记录按照学号或者总分进行排序。

排序函数的流程图如图12-3所示。

图12-3排序函数的流程图

4)查找函数

查找函数原型如下：

voidsearch(STUDENT*stud,intn);

该函数的功能是在stud指向的n条学生记录中查找指定学号的学生记录。

5)插入函数

插入函数原型如下：

intinsert(STUDENT*stud,intn);

该函数的功能是在stud指向的n条学生记录中插入一条新记录，根据学号大小将新记录排于适当位置。

插入函数的流程图如图12-4所示。

图12-4插入函数的流程图

6)删除函数

删除函数原型如下：

intDelete(STUDENT*stud,intn);

该函数的功能是在stud指向的n条学生记录中删除指定学号的学生记录。

删除函数的流程图如图12-5所示。

图12-5删除函数的流程图

7)保存数据到文件函数

保存数据到文件函数原型如下：

voidfileWrite(STUDENT*stud,intn);

该函数的功能是将stud指向的n条学生记录存入指定的文件。

保存数据到文件函数的流程图如图12-6所示。

图12-6保存数据到文件函数的流程图

8)从文件导入数据

从文件导入数据函数原型如下：

intfileRead(STUDENT*stud);

该函数的功能是将文件中的数据导入stud指向的结构类型数组中，并返回读取记录的条数。

从文件导入数据函数的流程图如图12-7所示。

图12-7从文件导入数据函数的流程图

4.文件设计

表12-1给出了程序的文件及函数组成。

1)头文件sms_struct.h

2)主函数文件sms_main.c

3)输入/输出记录文件sms_IOfunc.c

4)排序文件sms_sort.c

5)增、删、改、查记录文件sms_CRUD.c