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C++数据类型、循环语句、数组的综合实现案例
2025-10-18
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c++
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综合示例：学生分数管理系统#

目标: 创建一个程序，该程序可以：

  1. 存储一组学生的名字和他们的多门课程分数。
  2. 使用循环来输入和处理这些数据。
  3. 计算每个学生的平均分和总分。
  4. 找出班级的最高分。
  5. 打印格式化的成绩报告。

这个例子将集中展示以下知识点：

  • 数据类型: int, double, std::string, bool。
  • 用户定义数据类型: 使用 struct 来封装学生信息。
  • 数组: 使用 std::vector (现代C++首选的动态数组) 来存储多个学生的数据。
  • 循环: 使用范围for循环和嵌套for循环来处理数据。

Step 1: 包含头文件和定义数据结构#

我们首先需要包含必要的库，并定义一个结构体 Student 来表示每个学生的信息。这体现了 用户定义数据类型 的强大之处。

#include <iostream>  // 用于输入输出 (cin, cout)
#include <vector>    // 使用 std::vector (动态数组)
#include <string>    // 使用 std::string (字符串)
#include <numeric>   // 使用 std::accumulate (用于求和)
#include <limits>    // 用于获取数值类型的最大值


// [数据类型] -> 用户定义数据类型 (struct)
// 封装了一个学生的所有相关数据
struct Student {
    std::string name;             // [数据类型] -> std::string
    std::vector<int> scores;      // [数组] -> vector作为动态数组存储分数
    double average_score = 0.0; // [数据类型] -> double
};

Step 2: 主程序框架和数据输入#

在 main 函数中，我们创建一个 std::vector<Student> 来存储全班学生。然后使用循环来录入学生信息。

int main() {
    // [数组] -> 使用 vector 作为学生列表的容器，大小可以动态变化
    std::vector<Student> students;
    int num_students;
    int num_scores_per_student;


    std::cout << "Enter the number of students: ";
    std::cin >> num_students;
    std::cout << "Enter the number of scores per student: ";
    std::cin >> num_scores_per_student;


    // [循环] -> 使用 for 循环来录入每个学生的信息
    for (int i = 0; i < num_students; ++i) {
        Student new_student;
        std::cout << "\nEnter name for student #" << i + 1 << ": ";
        std::cin >> new_student.name;


        std::cout << "Enter " << num_scores_per_student << " scores for " << new_student.name << ": ";
        // [循环] -> 嵌套循环，为当前学生录入多门成绩
        for (int j = 0; j < num_scores_per_student; ++j) {
            int score;
            std::cin >> score;
            new_student.scores.push_back(score);
        }
        students.push_back(new_student);
    }

Step 3: 数据处理与计算#

录入数据后，我们需要遍历学生列表，计算每个人的平均分，并找出班级的最高分。

    // --- Data Processing Section ---


    // [数据类型] -> bool 和 int
    int class_highest_score = 0;
    std::string top_student_name;
    bool first_student = true;


    // [循环] -> 使用范围 for 循环处理每个学生的数据
    // 这是现代C++处理容器的首选方式，更安全、更简洁
    for (auto& student : students) {
        // 计算总分
        // std::accumulate 是一个STL算法，可以替代手动循环求和
        int sum_of_scores = std::accumulate(student.scores.begin(), student.scores.end(), 0);


        // 计算平均分，注意类型转换以避免整数除法
        if (!student.scores.empty()) {
            student.average_score = static_cast<double>(sum_of_scores) / student.scores.size();
        }


        // 找出班级最高分
        // [循环] -> 嵌套的范围 for 循环，查找当前学生的最高分
        for (int score : student.scores) {
            if (score > class_highest_score) {
                class_highest_score = score;
            }
        }
    }

Step 4: 输出结果报告#

最后，我们再次使用循环来打印格式化的报告。

    // --- Report Generation Section ---


    std::cout << "\n\n--- Student Grade Report ---" << std::endl;
    std::cout << "============================" << std::endl;


    // [循环] -> 使用 const auto& 进行只读遍历，效率高且安全
    for (const auto& student : students) {
        std::cout << "Student: " << student.name << std::endl;
        std::cout << "  Scores: ";
        for (int score : student.scores) {
            std::cout << score << " ";
        }
        std::cout << "\n  Average: " << student.average_score << std::endl;
        std::cout << "----------------------------" << std::endl;
    }


    std::cout << "============================" << std::endl;
    std::cout << "Class Highest Score: " << class_highest_score << std::endl;
    std::cout << "============================" << std::endl;


    return 0;
}

完整代码与运行示例#

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <numeric> // For std::accumulate
#include <limits>  // For std::numeric_limits


// [数据类型] -> 用户定义数据类型 (struct)
struct Student {
    std::string name;             // [数据类型] -> std::string
    std::vector<int> scores;      // [数组] -> vector作为动态数组存储分数
    double average_score = 0.0; // [数据类型] -> double
};


int main() {
    // --- Data Entry Section ---
    std::vector<Student> students;
    int num_students;
    int num_scores_per_student;


    std::cout << "Enter the number of students: ";
    std::cin >> num_students;
    std::cout << "Enter the number of scores per student: ";
    std::cin >> num_scores_per_student;


    // [循环] -> 使用 for 循环来录入每个学生的信息
    for (int i = 0; i < num_students; ++i) {
        Student new_student;
        std::cout << "\nEnter name for student #" << i + 1 << ": ";
        std::cin >> new_student.name;


        std::cout << "Enter " << num_scores_per_student << " scores for " << new_student.name << ": ";
        // [循环] -> 嵌套循环，为当前学生录入多门成绩
        for (int j = 0; j < num_scores_per_student; ++j) {
            int score;
            std::cin >> score;
            new_student.scores.push_back(score);
        }
        students.push_back(new_student);
    }


    // --- Data Processing Section ---
    int class_highest_score = 0;


    // [循环] -> 使用范围 for 循环处理每个学生的数据
    for (auto& student : students) {
        int sum_of_scores = std::accumulate(student.scores.begin(), student.scores.end(), 0);


        if (!student.scores.empty()) {
            student.average_score = static_cast<double>(sum_of_scores) / student.scores.size();
        }


        // [循环] -> 嵌套的范围 for 循环，查找当前学生的最高分
        for (int score : student.scores) {
            if (score > class_highest_score) {
                class_highest_score = score;
            }
        }
    }


    // --- Report Generation Section ---
    std::cout << "\n\n--- Student Grade Report ---" << std::endl;
    std::cout << "============================" << std::endl;


    for (const auto& student : students) {
        std::cout << "Student: " << student.name << std::endl;
        std::cout << "  Scores: ";
        for (int score : student.scores) {
            std::cout << score << " ";
        }
        std::cout << "\n  Average: " << student.average_score << std::endl;
        std::cout << "----------------------------" << std::endl;
    }


    std::cout << "============================" << std::endl;
    std::cout << "Class Highest Score: " << class_highest_score << std::endl;
    std::cout << "============================" << std::endl;


    return 0;
}

运行示例#

Enter the number of students: 2
Enter the number of scores per student: 3


Enter name for student #1: Alice
Enter 3 scores for Alice: 95 88 92


Enter name for student #2: Bob
Enter 3 scores for Bob: 78 85 80




--- Student Grade Report ---
============================
Student: Alice
  Scores: 95 88 92
  Average: 91.6667
----------------------------
Student: Bob
  Scores: 78 85 80
  Average: 81
----------------------------
============================
Class Highest Score: 95
============================

知识点直观体现#

  • 数据类型: 我们清晰地看到了 int 用于存储整数分数，double 用于存储可能带小数的平均分，std::string 用于存储名字。最重要的是，struct Student 将这些不同类型的数据 聚合 在一起，形成了一个有意义的逻辑单元。
  • 循环语句:
    • 外层的 for (int i = 0; ...) 完美地控制了 已知次数 (学生人数) 的数据录入。
    • 内层的 for (int j = 0; ...) 展示了 嵌套循环 在处理二维数据（每个学生的多门成绩）时的应用。
    • 处理和打印部分的 范围for循环 (for (auto& student : students)) 则体现了现代C++的简洁与安全，我们无需关心索引，直接操作每个学生对象。
  • 数组:
    • std::vector<Student> students 作为 动态数组，让我们可以在程序开始时才决定要录入多少学生，非常灵活。
    • 每个 Student 对象内部的 std::vector<int> scores 同样是动态数组，适应了不同课程数量的需求。
    • push_back() 操作直观地展示了向动态数组末尾添加元素的过程。
C++数据类型、循环语句、数组的综合实现案例
https://yun-love.github.io/posts/c数据类型循环语句数组的综合实现案例/
作者
yun-love
发布于
2025-10-18
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0
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C++类(class)和结构体(struct)详解及案例实现笔记
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