High School Student Project | C++17 | 1000+ Lines | 分层架构 | 简易状态机
🇨🇳 中文 | English
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学生成绩数据录入
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【输入格式说明】
每行输入一名学生的信息，格式为：
<学号> <姓名> <总分> <语文> <数学> <英语> <物理> <化学> <生物>
【示例】
1 张三 650 120 135 128 92 88 87
【提示】
- 输入完毕后按 Ctrl+D (Linux/Mac) 或 Ctrl+Z+回车 (Windows) 结束输入
请开始输入学生数据：
[已录入] 学号 1 张三 总分 650
[已录入] 学号 2 李四 总分 580
[已录入] 学号 3 王五 总分 720
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录入完成！共 3 名学生
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欢迎使用学生成绩管理系统
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本次考试成绩（已按总分降序排列）：
姓名(Name)：王五 学号(ID)：3 总分(Total)：720
语文:138 数学:145 英语:142 物理:95 化学:98 生物:102
...
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第一步：选择操作
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【当前状态】主入口
操作指引：
quit - 直接退出程序
continue - 进入功能菜单
请输入：continue
好!(Ok!)
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第三步：功能模式
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【当前状态】模式选择
操作指引：
0 - Operation 操作模式（查找/修改/添加/删除学生）
1 - Evaluation 评价模式（线性回归预测下次成绩）
2 - Statistic 统计模式（成绩分级统计报告）
end - 退出，查看最终评价
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Evaluation 评价模式
线性回归成绩预测
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请输入考试次数（至少2次）：5
请依次输入每次考试的班级总分平均分：
第 1 次考试平均分：580
第 2 次考试平均分：600
第 3 次考试平均分：620
第 4 次考试平均分：610
第 5 次考试平均分：640
历史成绩趋势图
分
数
662 |
655 |
634 | -*
628 | ----
614 | * -----
600 | ------
580 |---
573 |*
+-----------------------------------------
1 2 3 4 5 P
回归方程: y = 13.0x + 571.0
趋势方向: 明显上升 ▲▲
下次预测: 649 分
(* = 历史数据 P = 预测 - = 趋势线)
===== 语文成绩评价 =====
优秀(120-150)人数：3 人
良好(90-119) 人数：2 人
及格(70-89) 人数：0 人
...
语文成绩总体优秀！
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最终评价报告
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本次考试平均分为：628
超过平均分得有3人 平均分以下的有2人
本次极差较大！请注意！极差为210
【线性回归预测结论】
经模拟，下次考试全班平均分预计还能上升！
预测分数：649 分（当前平均：628 分）
>> 建议：多奖励学生们，保持良好势头！
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感谢使用学生成绩管理系统，再见！
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g++ -std=c++17 -I. service/core/main.cpp service/utils/Stu_List.cpp \
service/data/Stu_Manage.cpp service/tools/System_Items.cpp -o stu_manage./stu_manage输入完毕后按 Ctrl+D (Linux/Mac) 或 Ctrl+Z+回车 (Windows) 结束输入。
每行一名学生：<学号> <姓名> <总分> <语文> <数学> <英语> <物理> <化学> <生物>
本项目是一款学生成绩管理系统，代码分层最深为2层，总代码量1000余行。
关于作者：目前我还是一名高二学生，编程能力与项目设计经验尚有不足。本项目从架构设计到代码实现均为独立完成，状态机交互框架更是在尚未了解"状态机"这一概念前凭直觉设计，事后才知其名。文中若有表述不当、设计不合理的地方，欢迎各位指正。
结合本项目面向对象的设计思路，核心需要统一维护全体学生信息。首先排除访问存在限制的数据结构，例如栈、队列；其次排除存在层级从属关系的树形结构。原因在于：所有学生信息属于平级关系，不存在上下级、主次之分。
因此本项目底层选用顺序表作为核心数据结构。所有学生数据统一存放于顺序表中，彼此地位平等，可通过下标直接访问；所有数据同属一张表，天然代表同一个班级的学生群体，贴合业务场景。
基于选定的顺序表结构，设计 Stu_List 类作为底层容器。本类并未参照标准容器 vector 实现完整功能，仅根据项目实际需求，基于顺序表完成数据存储核心逻辑。
Stu_List 仅负责容器层面的数据存放，学生具体信息则由 Stu_Info 类维护。Stu_Info 仅对 Stu_List 内部开放接口与数据，不对外暴露，严格遵循封装原则。
| 类名 | 职责 |
|---|---|
Stu_Info |
维护单个学生的姓名、学号、总分及六科成绩 |
Stu_List |
顺序表容器，负责学生对象的存储、排序、增删改查 |
项目交互模块采用简易状态机实现：以 while 循环作为程序主交互框架，搭配 switch 完成功能场景选择，结合 if-else 分支处理用户具体操作。
[数据录入] → [continue/next] → [模式选择 0/1/2/end]
|
+------------------+------------------+
| | |
OPERATION EVALUATION STATISTIC
find/revise 线性回归预测 六科分级统计
add/remove
|
+------------------+------------------+
|
[最终评价报告]
| 模式 | 功能 |
|---|---|
| Operation | find 查找、revise 修改、add 添加、remove 删除 |
| Evaluation | 输入历次班级平均分，线性回归分析趋势并预测下次成绩 |
| Statistic | 六科成绩分级统计，输出各等级人数分布及总体评价 |
Manage/
├── README.md # 项目说明文档（首页自动渲染）
├── CONTRIBUTING.md # 贡献指南
├── CHANGELOG.md # 开发日志
├── run.sh # 编译运行脚本（build / run / clean / help）
├── class/ # 数据模型层
│ ├── Stu_Info.h # 学生信息类
│ └── Stu_List.h # 学生顺序表容器类
├── include/ # 接口声明层
│ ├── Stu_Manage.h # 数据加载模块接口
│ └── System_Items.h # 统计/评价模块接口
├── service/ # 业务逻辑层
│ ├── core/
│ │ └── main.cpp # 程序入口 + 状态机交互框架
│ ├── data/
│ │ └── Stu_Manage.cpp # 学生数据加载实现
│ ├── tools/
│ │ └── System_Items.cpp # 统计评价 + 线性回归实现
│ └── utils/
│ └── Stu_List.cpp # 顺序表核心操作实现
└── test/ # 测试目录（预留，欢迎补充单元测试）
└── .gitkeep
该分层设计并非冗余，一方面延续了全栈项目开发中的架构习惯；另一方面为项目后续迭代拓展预留空间。
- 数据结构拓展：引入树形结构，搭建「学生-班级-学校」多层架构，适配更大规模场景；
- 交互逻辑拓展：当前使用多层
if-else嵌套，后续可解耦交互模块，优化代码结构。欢迎对交互体验进行优化！ - 评分规则拓展：目前评判函数为固定规则，可改造为动态规则，参考
unordered_map<std::string, pair<int, int>>实现。
感谢您阅读本项目文档。目前我还是一名高二学生，编程能力与项目设计经验尚有不足。也希望这份代码与设计思路，能够给有需要的人带来参考。
一名高中生
2026.5.28
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Student Grade Data Entry
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[Format]
<ID> <Name> <Total> <Chinese> <Math> <English> <Physics> <Chemistry> <Biology>
[Example]
1 Alice 650 120 135 128 92 88 87
[Hint] Press Ctrl+D (Linux/Mac) or Ctrl+Z+Enter (Windows) after input
Enter student data:
[Recorded] ID 1 Alice Total 650
[Recorded] ID 2 Bob Total 580
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Entry complete! 2 students in total.
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Grade Trend Chart
662 |
634 | -*
614 | * -----
580 |---
573 |*
+-----------------------------------------
1 2 3 4 5 P
Regression: y = 13.0x + 571.0
Trend: Strong upward ▲▲
Next prediction: 649 pts
(* = history P = prediction - = trend line)
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Final Evaluation Report
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Class average: 628
Above average: 3 students Below average: 2 students
Range: 210 (significant gap)
[Prediction Conclusion]
Predicted next exam average: 649 (current: 628)
>> Keep up the good work!
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Thank you for using the system!
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# Compile
g++ -std=c++17 -I. service/core/main.cpp service/utils/Stu_List.cpp \
service/data/Stu_Manage.cpp service/tools/System_Items.cpp -o stu_manage
# Run
./stu_manageThis project is a student grade management system with over 1000 lines of code and a maximum nesting depth of 2 layers.
About the author: I am currently a high school sophomore. This project was independently designed and implemented from architecture to code. The state machine interaction framework was designed intuitively before I even knew the term "state machine" — I only learned the name afterward.
All student information is flat — there is no superior-subordinate relationship. Therefore, a sequential list (dynamic array) is chosen as the underlying data structure. Each entry is equal and directly accessible by index. The entire list naturally represents a class of students.
| Class | Responsibility |
|---|---|
Stu_Info |
Maintains name, ID, total score, and 6 subject scores for a single student |
Stu_List |
Sequential list container: storage, sorting, CRUD operations |
Stu_List only handles container-level storage; actual student data is maintained by Stu_Info, which exposes its interface only to Stu_List, strictly following encapsulation.
The interaction module uses a simple state machine: a while loop as the main framework, switch for scenario selection, and if-else chains for specific operations.
| Mode | Function |
|---|---|
| Operation | find, revise, add, remove |
| Evaluation | Linear regression trend analysis and prediction |
| Statistic | Six-subject grade distribution report |
- Data structure: Introduce tree structures for "student → class → school" multi-layer hierarchy;
- Interaction logic: Currently nested
if-else; can be decoupled into a modular interaction system. Contributions to improve UX are welcome! - Grading rules: Currently hard-coded; can be made dynamic using
unordered_map<string, pair<int, int>>.
Thank you for reading this document. I am still a high school student with much to learn. I hope my code and design ideas can be helpful to those who need them.
A High School Student
2026.5.28