數據結構課程設計：C語言學生管理系統（動態鏈表實現）

寒假期間完成的數據結構課程設計，基於 C 語言實現學生信息管理系統，採用動態鏈表存儲數據，涉及文件持久化、多文件關聯（學生、課程、成績）、增刪改查、多條件查詢等核心功能，是鞏固 C 語言指針、結構體、文件操作與鏈表算法的綜合實踐。

系統需求

1. 三個文件持久化存儲：Student.txt（學生基本信息）、Course.txt（課程信息）、SC.txt（學生成績），啟動加載，退出保存。
2. 學生信息增、刪、改、查全功能。
3. 支持多樣化查詢：全量、按學號、按姓名、模糊關鍵字、全部課程。
4. 數據輸入合法性校驗（學號唯一、性別規範、成績範圍等）。

數據結構設計

typedef struct Course {
    int id;              // 課程編號
    char name[20];       // 課程名稱
    int credit;          // 學分
    int grade;           // 成績（僅在學生節點中使用）
    struct Course *next; // 下一門課程指針
} Course;

typedef struct Student {
    char num[10];        // 學號
    char name[16];       // 姓名
    char sex[10];        // 性別
    int age;             // 年齡
    char dept[20];       // 專業
    Course *headCourse;  // 該學生課程鏈表頭節點
    struct Student *next;// 下一個學生指針
} Student;

// 全局鏈表頭指針
Student *student = NULL;
Course *course = NULL;

核心模塊實現

1. 文件讀取與鏈表構建

• Creat_Student()：讀取 Student.txt，跳過標題行，逐行 fscanf 填充學生節點，初始化課程子鏈表頭節點。
• Creat_Course()：讀取 Course.txt 構建課程主鏈表。
• Read_SC()：讀取 SC.txt，通過學號查找學生、課程號查找課程，將課程信息（含成績）掛接到對應學生的課程鏈表尾部。

2. 查找輔助函數

Student* FindStudentByNum(char s[]); // 遍歷學生鏈表匹配學號
Course* FindCourseById(int n);        // 遍歷課程鏈表匹配 ID
Course* FindCourseByName(char name[]); // 遍歷匹配名稱
bool IsStudent(char num[]);            // 判斷學號是否已存在

3. 功能菜單系統

採用多級菜單結構：主菜單 → 二級菜單（添加/查詢/修改） → 具体操作函數。使用 system("cls") 清屏，getchar() 處理輸入緩衝，switch-case 分發命令。

4. 關鍵業務邏輯

• 添加學生：檢查學號唯一、性別合法，尾插法插入學生鏈表。
• 添加成績：輸入學號與課程名，查找課程庫確認課程存在，將成績節點插入學生課程鏈表。
• 添加課程：檢查課程 ID/名稱唯一，尾插入課程主鏈表。
• 多條件查詢：遍歷學生鏈表，strstr 實現模糊匹配，格式化輸出學生基本信息及課程成績。
• 刪除學生：雙指針遍歷定位前驅節點，釋放該學生所有課程節點內存，再釋放學生節點本身。
• 修改信息/成績：定位學生後直接修改結構體字段或遍歷課程鏈表更新成績。

5. 數據持久化寫回

void ReadBack() {
    FILE *stu = fopen("Student.txt", "w");
    FILE *cou = fopen("Course.txt", "w");
    FILE *sc  = fopen("SC.txt", "w");
    // 寫入標題行
    // 遍歷學生鏈表寫入 Student.txt
    // 遍歷每個學生的課程鏈表寫入 SC.txt
    // 遍歷課程主鏈表寫入 Course.txt
    fclose(stu); fclose(cou); fclose(sc);
}

運行截圖

設計圖

完整源碼

完整代碼已包含在原文中，約 500 行，涵蓋所有上述模塊。關鍵點：

• 使用 malloc/free 手動管理內存，注意配對防止洩漏。
• 鏈表操作統一使用尾插法，簡化邏輯。
• 文件讀寫採用格式化 I/O (fscanf/fprintf)，注意字段分隔符一致性。
• 菜單系統模塊化，每個功能獨立函數，便於維護擴展。

總結與反思

• 收獲：鞏固了指針操作、鏈表增刪改查、文件持久化、模塊化程序設計；體會到「紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行」。
• 不足：算法直觀但冗長（如查找重複遍歷）；三文件設計雖模擬外鍵關聯，但增加了讀寫複雜度；缺乏輸入異常處理（如非數字輸入導致死循環）；代碼風格可進一步規範（縮進、命名、註釋）。
• 優化方向：引入哈希表加速查找；合併文件或採用結構化存儲（SQLite）；完善錯誤處理與用戶體驗；重構為更清晰的分層架構。

「2014，大二下學期，碼農之路還很長，繼續努力。」—— 作者原話，共勉。