学生信息管理系统课程设计报告

1. 课程设计概述

1.1. 设计背景

在教育信息化快速发展的背景下，高校学生数量不断增长，学生信息（如基本信息、课程成绩等）的管理工作日益繁杂。传统的人工管理方式存在效率低下、数据易出错、查询统计不便等问题，已无法满足现代化教学管理的需求。因此，开发一个功能完善、操作便捷、数据安全的学生信息管理系统，能够有效提升学生信息管理的效率和准确性，减轻管理人员的工作负担，为教学管理提供有力支持。

1.2. 设计目标

本课程设计旨在开发一款基于 C 语言的学生信息管理系统，实现学生信息的规范化管理。具体目标如下：

数据管理功能：支持学生基本信息（学号、姓名、学院、专业）和成绩信息（语文、数学、英语、总分）的添加、删除、修改、查询操作。
数据存储功能：采用 CSV 文件作为数据存储介质，支持数据的持久化保存，确保系统关闭后数据不丢失，且支持 Excel 直接打开查看。
数据处理功能：提供按学号、各科成绩、总分的排序功能，以及平均分计算、成绩极值查找等统计分析功能。
数据验证功能：对输入的学号、成绩等数据进行合法性校验，确保数据的准确性和完整性。
操作便捷性：设计简洁直观的菜单界面，让用户能够快速上手操作，所有数据操作后自动保存，无需手动干预。

1.3. 开发环境

编程语言：C 语言
编译环境：GCC（GNU Compiler Collection）
运行平台：Windows/macOS/Linux
开发工具：Visual Studio Code、Code::Blocks
数据存储：CSV（Comma-Separated Values）文件

2. 系统总体设计

2.1. 系统架构

本系统采用模块化的设计思想，将功能划分为多个独立的模块，各模块之间通过函数调用实现协作，具体架构如下：

数据存储模块：负责 CSV 文件的读写操作，实现数据的持久化存储和加载。
数据管理模块：包含学生信息的添加、删除、修改、查询等核心操作。
数据处理模块：实现学生信息的排序、平均分计算、成绩极值查找等功能。
界面交互模块：提供菜单显示、用户输入处理、信息输出等交互功能。
工具辅助模块：包含数据验证、输入缓冲区清理、内存管理等辅助功能。

系统的工作流程为：启动系统后，首先从 CSV 文件加载已有学生数据，然后显示主菜单供用户选择操作，用户完成相应操作后，系统自动将数据保存到 CSV 文件，直至用户选择退出系统。

2.2. 核心类设计

本系统基于 C 语言的结构体实现数据封装，核心结构体设计如下：

学生结构体（Student）：用于存储单个学生的完整信息，包括基本信息和成绩信息，各字段采用字符数组存储，确保数据存储的安全性和兼容性。

// 学生结构体
typedef struct {
    char id[MAX_ID_LEN];
    char name[MAX_NAME_LEN];
    char college[MAX_COLLEGE_LEN];
    char major[MAX_MAJOR_LEN];
    char chinese[MAX_SCORE_LEN];
    char math[MAX_SCORE_LEN];
    char english[MAX_SCORE_LEN];
    char total[MAX_SCORE_LEN];
} Student;

学生管理器结构体（StudentManager）：用于管理学生数据集合，包含学生数组指针、当前学生数量和容量，实现动态内存管理，支持学生数据的动态扩容。

typedef struct {
   Student\* students;  // 学生数组指针
   int size;           // 当前学生数量
   int capacity;       // 数组容量
} StudentManager;

2.3. 数据存储设计

系统采用 CSV 文件（student_info.csv）作为数据存储介质，CSV 文件具有结构简单、通用性强、可被 Excel 等办公软件直接打开的特点。文件格式设计如下：

表头行：存储字段名称，依次为 “学号”“姓名”“学院”“专业”“语文”“数学”“英语”“总分”。
数据行：每行存储一个学生的完整信息，各字段之间用逗号分隔，成绩字段支持小数格式（保留 1 位小数）。

示例数据如下：

学号,姓名,学院,专业,语文,数学,英语,总分
2023001,张三,计算机学院,计算机科学与技术,85.5,92.0,78.5,256.0
2023002,李四,电子信息学院,电子工程,90.0,88.5,93.0,271.5

3. 系统详细实现

3.1. CSV 文件读写实现

数据加载（loadFromCSV 函数）：

以只读模式打开 CSV 文件，若文件不存在则提示创建新文件。
跳过表头行，逐行读取数据，使用 strtok 函数按逗号分割字段。
对读取的字段进行换行符清理和数据验证，确保成绩字段为合法数字（0-100 分）。
若学生数量超过当前容量，自动扩容（容量翻倍），并将数据存入学生数组。

数据保存（autoSaveToCSV 函数）：

以写入模式打开 CSV 文件，覆盖原有内容。
先写入表头信息，再逐行写入学生数据，各字段用逗号分隔。
所有数据操作（添加、删除、修改、排序）后自动调用该函数，确保数据实时保存。

3.2. 核心功能实现

3.3. 数据管理功能

添加学生（addStudent 函数）：

校验学号唯一性和非空性，避免重复学号。
依次输入姓名、学院、专业（均校验非空）。
输入语文、数学、英语成绩，通过 validateScore 函数校验成绩为 0-100 的数字。
自动计算总分并更新，扩容学生数组（如需），增加学生数量并保存数据。

删除学生（deleteStudent 函数）：

支持按学号（数字输入）或姓名（非数字输入）查找学生。
找到学生后显示其信息，提示用户确认删除操作。
确认删除后，通过数组元素移动覆盖待删除数据，减少学生数量并保存数据。

修改学生（modifyStudent 函数）：

按学号或姓名查找学生，显示当前信息。
提供修改选项（学院、专业、语文成绩、数学成绩、英语成绩），选择后输入新数据并校验。
若修改成绩，自动重新计算总分，保存修改后的数据并显示更新结果。

查找学生（searchStudent 函数）：

支持按学号或姓名查找学生，找到后显示完整信息，未找到则提示错误。

3.4. 数据处理功能

排序功能：

按学号排序（sortById 函数）：先按学号长度排序，再按字典序升序排列，使用 qsort 函数和 compareById 比较函数。
按成绩排序（sortByChinese、sortByMath、sortByEnglish、sortByTotal 函数）：按对应成绩降序排列，使用 qsort 函数和相应比较函数。

统计分析功能：

计算平均分（calculateAverage 函数）：遍历所有学生，累加各科成绩和总分，计算并输出平均分（保留 2 位小数）。
查找极值（findExtremeValues 函数）：遍历所有学生，找到各科成绩和总分的最高分、最低分对应的学生，输出成绩及学生基本信息。

3.5. 辅助功能实现

数据验证（isNumeric 和 validateScore 函数）：

isNumeric 函数：校验字符串是否为合法数字（支持整数和小数）。
validateScore 函数：校验成绩是否为 0-100 的合法数字，不合法则提示错误。

输入处理（clearInputBuffer 函数）：

清理输入缓冲区中的残留字符（如换行符），避免影响后续输入操作。

信息显示（displayHeader 和 displayStudent 函数）：

displayHeader 函数：按固定格式显示表头，确保字段对齐。
displayStudent 函数：按表头格式显示单个学生信息，保证输出整齐美观。

4. 系统测试

4.1. 功能测试

测试功能	测试用例	预期结果	测试结果
添加学生	输入合法学号、姓名、学院、专业及 0-100 分成绩	学生添加成功，总分自动计算，CSV 文件更新	符合预期
添加学生	输入重复学号	提示学号已存在，要求重新输入	符合预期
添加学生	输入负数或 100 分以上成绩	提示成绩非法，要求重新输入	符合预期
删除学生	输入存在的学号 / 姓名	找到学生并确认后删除，CSV 文件更新	符合预期
删除学生	输入不存在的学号 / 姓名	提示未找到学生	符合预期
修改学生	修改学院 / 专业	信息更新成功，CSV 文件保存	符合预期
修改学生	修改成绩为 85.5	成绩更新，总分重新计算，CSV 文件保存	符合预期
查找学生	输入存在的学号 / 姓名	显示学生完整信息	符合预期
排序功能	按总分排序	学生按总分降序排列，CSV 文件更新	符合预期
统计功能	计算平均分	正确输出各科及总分平均分	符合预期
统计功能	查找极值	正确输出各科及总分的最高 / 最低分及对应学生	符合预期

4.2. 运行截图

系统启动界面：显示数据加载完成提示，主菜单界面。
添加学生界面：输入学生信息过程及添加成功提示。
显示所有学生界面：按格式整齐显示所有学生信息。
统计分析界面：平均分计算结果和成绩极值查找结果。

4.3. 边界测试

极限容量测试：添加 1000 名学生（MAX_STUDENTS），系统自动扩容，无内存溢出，数据正常保存。
空数据测试：系统无学生数据时，执行删除、修改、查找、排序等操作，提示 “当前没有学生数据”。
成绩边界测试：输入 0 分、100 分、99.9 分等边界成绩，系统正常接收并计算总分。
输入异常测试：输入非数字成绩、空姓名 / 学院 / 专业，系统提示错误并要求重新输入。

4.4. 用户体验测试

界面友好性：菜单清晰明了，操作提示简洁易懂，输出信息格式整齐。
操作便捷性：支持按学号 / 姓名快速查找和删除，修改功能针对性强，无需重复输入无关信息。
数据安全性：所有操作自动保存，避免数据丢失；数据验证机制确保输入数据合法。
兼容性：CSV 文件可直接用 Excel 打开编辑，编辑后重新加载系统可正常识别（需确保格式正确）。

5. 总结与展望

5.1. 课程设计总结

本课程设计基于 C 语言成功实现了学生信息管理系统，完成了预期的所有功能目标。系统采用模块化设计，结构清晰，各功能模块独立且协作良好；通过结构体封装学生数据，结合动态内存管理实现了学生数组的灵活扩容；采用 CSV 文件存储数据，兼顾了数据持久化和通用性；完善的数据验证机制和自动保存功能确保了数据的准确性和安全性。

在开发过程中，重点解决了以下问题：

CSV 文件的解析与写入，处理了字段分隔、换行符清理等细节。
动态内存管理，通过扩容机制支持大量学生数据存储。
数据验证与输入处理，避免非法数据和输入缓冲区残留问题。
排序算法的实现，利用 qsort 函数提高排序效率。

同时，系统也存在一些不足：

CSV 文件解析仅支持简单格式，不支持字段包含逗号的情况。
查找功能仅支持精确匹配，不支持模糊查询（如按姓名前缀查找）。
界面为命令行界面，缺乏图形化交互，用户体验有待提升。

5.2. 未来展望

针对系统存在的不足，未来可从以下方面进行优化和扩展：

增强 CSV 文件兼容性：支持字段包含逗号、引号等特殊字符的解析，提高数据存储的灵活性。
扩展查询功能：增加模糊查询（按姓名、学院、专业模糊匹配）、多条件查询（如学院 + 专业筛选）。
优化界面交互：开发图形化界面（如基于 GTK 或 Qt），提升操作便捷性和视觉体验。
增加更多统计功能：如成绩分布统计（及格率、优秀率）、学生信息导出（PDF、Excel 格式）。
数据安全优化：添加密码登录功能，对敏感数据进行加密存储，防止未授权访问。

6. 附录

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <math.h>

#define MAX_STUDENTS 1000
#define MAX_NAME_LEN 50
#define MAX_COLLEGE_LEN 50
#define MAX_MAJOR_LEN 50
#define MAX_ID_LEN 20
#define MAX_SCORE_LEN 10
#define CSV_FILENAME "student_info.csv"

// 学生结构体
typedef struct {
    char id[MAX_ID_LEN];
    char name[MAX_NAME_LEN];
    char college[MAX_COLLEGE_LEN];
    char major[MAX_MAJOR_LEN];
    char chinese[MAX_SCORE_LEN];
    char math[MAX_SCORE_LEN];
    char english[MAX_SCORE_LEN];
    char total[MAX_SCORE_LEN];
} Student;

// 学生管理器结构体
typedef struct {
    Student* students;
    int size;
    int capacity;
} StudentManager;

// 全局变量
const char* HEADERS[] = {"学号", "姓名", "学院", "专业", "语文", "数学", "英语", "总分"};

// 函数声明
void initStudentManager(StudentManager* manager);
void freeStudentManager(StudentManager* manager);
int isNumeric(const char* str);
void loadFromCSV(StudentManager* manager);
void autoSaveToCSV(StudentManager* manager);
int validateScore(const char* score, const char* subject);
void updateTotal(Student* s);
int findById(StudentManager* manager, const char* id);
int findByName(StudentManager* manager, const char* name);
void addStudent(StudentManager* manager);
void deleteStudent(StudentManager* manager);
void modifyStudent(StudentManager* manager);
void searchStudent(StudentManager* manager);
void displayAll(StudentManager* manager);
void displayHeader();
void displayStudent(Student* s);
void sortById(StudentManager* manager);
void sortByChinese(StudentManager* manager);
void sortByMath(StudentManager* manager);
void sortByEnglish(StudentManager* manager);
void sortByTotal(StudentManager* manager);
void calculateAverage(StudentManager* manager);
void findExtremeValues(StudentManager* manager);
void displayMenu();
void clearInputBuffer();

// 初始化学生管理器
void initStudentManager(StudentManager* manager) {
    manager->capacity = 100;
    manager->size = 0;
    manager->students = (Student*)malloc(manager->capacity * sizeof(Student));
    if (manager->students == NULL) {
        printf("内存分配失败！\n");
        exit(1);
    }
}

// 释放学生管理器内存
void freeStudentManager(StudentManager* manager) {
    free(manager->students);
    manager->students = NULL;
    manager->size = 0;
    manager->capacity = 0;
}

// 检查字符串是否为数字
int isNumeric(const char* str) {
    if (str == NULL || *str == '\0') return 0;
    
    int dotCount = 0;
    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++) {
        if (str[i] == '.') {
            dotCount++;
            if (dotCount > 1) return 0;
        } else if (!isdigit(str[i])) {
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}

// 从CSV文件加载数据
void loadFromCSV(StudentManager* manager) {
    FILE* file = fopen(CSV_FILENAME, "r");
    if (file == NULL) {
        printf("未找到CSV数据文件，将创建新文件。\n");
        return;
    }

    char line[1024];
    fgets(line, sizeof(line), file); // 跳过表头

    while (fgets(line, sizeof(line), file)) {
        if (line[0] == '\0' || line[0] == '\n') continue;

        // 简单的CSV解析（假设字段不包含逗号）
        char* tokens[8];
        char* token = strtok(line, ",");
        int tokenCount = 0;
        
        while (token != NULL && tokenCount < 8) {
            tokens[tokenCount++] = token;
            token = strtok(NULL, ",");
        }

        if (tokenCount >= 8) {
            if (manager->size >= manager->capacity) {
                manager->capacity *= 2;
                manager->students = (Student*)realloc(manager->students, manager->capacity * sizeof(Student));
                if (manager->students == NULL) {
                    printf("内存分配失败！\n");
                    fclose(file);
                    return;
                }
            }

            Student* s = &manager->students[manager->size];
            strncpy(s->id, tokens[0], MAX_ID_LEN - 1);
            strncpy(s->name, tokens[1], MAX_NAME_LEN - 1);
            strncpy(s->college, tokens[2], MAX_COLLEGE_LEN - 1);
            strncpy(s->major, tokens[3], MAX_MAJOR_LEN - 1);
            strncpy(s->chinese, tokens[4], MAX_SCORE_LEN - 1);
            strncpy(s->math, tokens[5], MAX_SCORE_LEN - 1);
            strncpy(s->english, tokens[6], MAX_SCORE_LEN - 1);
            strncpy(s->total, tokens[7], MAX_SCORE_LEN - 1);

            // 移除可能的换行符
            s->id[strcspn(s->id, "\n")] = 0;
            s->name[strcspn(s->name, "\n")] = 0;
            s->college[strcspn(s->college, "\n")] = 0;
            s->major[strcspn(s->major, "\n")] = 0;
            s->chinese[strcspn(s->chinese, "\n")] = 0;
            s->math[strcspn(s->math, "\n")] = 0;
            s->english[strcspn(s->english, "\n")] = 0;
            s->total[strcspn(s->total, "\n")] = 0;

            // 验证成绩
            if (!validateScore(s->chinese, "语文")) strcpy(s->chinese, "0.0");
            if (!validateScore(s->math, "数学")) strcpy(s->math, "0.0");
            if (!validateScore(s->english, "英语")) strcpy(s->english, "0.0");
            updateTotal(s);
            
            manager->size++;
        }
    }

    fclose(file);
    printf("CSV数据加载完成，共 %d 名学生。\n", manager->size);
}

// 自动保存到CSV文件
void autoSaveToCSV(StudentManager* manager) {
    FILE* file = fopen(CSV_FILENAME, "w");
    if (file == NULL) {
        printf("CSV文件保存失败！\n");
        return;
    }

    // 写入表头
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        fprintf(file, "%s", HEADERS[i]);
        if (i < 7) fprintf(file, ",");
    }
    fprintf(file, "\n");

    // 写入学生数据
    for (int i = 0; i < manager->size; i++) {
        Student* s = &manager->students[i];
        fprintf(file, "%s,%s,%s,%s,%s,%s,%s,%s\n", 
                s->id, s->name, s->college, s->major, 
                s->chinese, s->math, s->english, s->total);
    }

    fclose(file);
}

// 验证成绩合法性
int validateScore(const char* score, const char* subject) {
    if (!isNumeric(score)) {
        printf("错误：%s成绩必须是数字！请重新输入。\n", subject);
        return 0;
    }
    
    double scoreValue = atof(score);
    if (scoreValue < 0 || scoreValue > 100) {
        printf("错误：%s成绩必须在0-100之间！请重新输入。\n", subject);
        return 0;
    }
    
    return 1;
}

// 更新总分
void updateTotal(Student* s) {
    double chi = atof(s->chinese);
    double math = atof(s->math);
    double eng = atof(s->english);
    double total = chi + math + eng;
    snprintf(s->total, MAX_SCORE_LEN, "%.1f", total);
}

// 根据学号查找学生索引
int findById(StudentManager* manager, const char* id) {
    for (int i = 0; i < manager->size; i++) {
        if (strcmp(manager->students[i].id, id) == 0) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

// 根据姓名查找学生索引
int findByName(StudentManager* manager, const char* name) {
    for (int i = 0; i < manager->size; i++) {
        if (strcmp(manager->students[i].name, name) == 0) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

// 添加学生
void addStudent(StudentManager* manager) {
    printf("\n===================== 添加学生 =====================\n");
    
    if (manager->size >= manager->capacity) {
        manager->capacity *= 2;
        manager->students = (Student*)realloc(manager->students, manager->capacity * sizeof(Student));
        if (manager->students == NULL) {
            printf("内存分配失败！\n");
            return;
        }
    }

    Student* s = &manager->students[manager->size];
    
    // 学号验证
    while (1) {
        printf("请输入学号：");
        scanf("%s", s->id);
        clearInputBuffer();
        
        if (findById(manager, s->id) != -1) {
            printf("错误：该学号已存在！请重新输入。\n");
        } else if (strlen(s->id) == 0) {
            printf("错误：学号不能为空！请重新输入。\n");
        } else {
            break;
        }
    }

    // 姓名
    printf("请输入姓名：");
    fgets(s->name, MAX_NAME_LEN, stdin);
    s->name[strcspn(s->name, "\n")] = 0; // 移除换行符
    while (strlen(s->name) == 0) {
        printf("错误：姓名不能为空！请重新输入：");
        fgets(s->name, MAX_NAME_LEN, stdin);
        s->name[strcspn(s->name, "\n")] = 0;
    }

    // 学院
    printf("请输入学院：");
    fgets(s->college, MAX_COLLEGE_LEN, stdin);
    s->college[strcspn(s->college, "\n")] = 0;
    while (strlen(s->college) == 0) {
        printf("错误：学院不能为空！请重新输入：");
        fgets(s->college, MAX_COLLEGE_LEN, stdin);
        s->college[strcspn(s->college, "\n")] = 0;
    }

    // 专业
    printf("请输入专业：");
    fgets(s->major, MAX_MAJOR_LEN, stdin);
    s->major[strcspn(s->major, "\n")] = 0;
    while (strlen(s->major) == 0) {
        printf("错误：专业不能为空！请重新输入：");
        fgets(s->major, MAX_MAJOR_LEN, stdin);
        s->major[strcspn(s->major, "\n")] = 0;
    }

    // 成绩输入
    while (1) {
        printf("请输入语文成绩：");
        scanf("%s", s->chinese);
        clearInputBuffer();
        if (validateScore(s->chinese, "语文")) break;
    }

    while (1) {
        printf("请输入数学成绩：");
        scanf("%s", s->math);
        clearInputBuffer();
        if (validateScore(s->math, "数学")) break;
    }

    while (1) {
        printf("请输入英语成绩：");
        scanf("%s", s->english);
        clearInputBuffer();
        if (validateScore(s->english, "英语")) break;
    }

    updateTotal(s);
    manager->size++;
    autoSaveToCSV(manager);
    printf("\n✅ 学生添加成功！数据已保存到 %s\n", CSV_FILENAME);
}

// 删除学生
void deleteStudent(StudentManager* manager) {
    printf("\n===================== 删除学生 =====================\n");
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据！\n");
        return;
    }

    char input[100];
    printf("请输入学号或姓名：");
    scanf("%s", input);
    clearInputBuffer();

    int index = isNumeric(input) ? findById(manager, input) : findByName(manager, input);

    if (index == -1) {
        printf("错误：未找到该学生！\n");
        return;
    }

    printf("找到学生：\n");
    displayHeader();
    displayStudent(&manager->students[index]);

    char confirm;
    printf("确定要删除吗？(y/n)：");
    scanf(" %c", &confirm);
    clearInputBuffer();

    if (confirm == 'y' || confirm == 'Y') {
        // 移动数组元素
        for (int i = index; i < manager->size - 1; i++) {
            manager->students[i] = manager->students[i + 1];
        }
        manager->size--;
        autoSaveToCSV(manager);
        printf("\n✅ 学生删除成功！数据已保存到 %s\n", CSV_FILENAME);
    } else {
        printf("❌ 删除操作已取消\n");
    }
}

// 修改学生信息
void modifyStudent(StudentManager* manager) {
    printf("\n===================== 修改学生 =====================\n");
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据！\n");
        return;
    }

    char input[100];
    printf("请输入学号或姓名：");
    scanf("%s", input);
    clearInputBuffer();

    int index = isNumeric(input) ? findById(manager, input) : findByName(manager, input);

    if (index == -1) {
        printf("错误：未找到该学生！\n");
        return;
    }

    Student* s = &manager->students[index];
    printf("当前学生信息：\n");
    displayHeader();
    displayStudent(s);

    printf("\n请选择要修改的项目：\n");
    printf("1. 学院\n");
    printf("2. 专业\n");
    printf("3. 语文成绩\n");
    printf("4. 数学成绩\n");
    printf("5. 英语成绩\n");
    printf("6. 取消修改\n");
    printf("请选择(1-6)：");

    int choice;
    scanf("%d", &choice);
    clearInputBuffer();

    switch (choice) {
        case 1:
            printf("请输入新的学院：");
            fgets(s->college, MAX_COLLEGE_LEN, stdin);
            s->college[strcspn(s->college, "\n")] = 0;
            while (strlen(s->college) == 0) {
                printf("错误：学院不能为空！请重新输入：");
                fgets(s->college, MAX_COLLEGE_LEN, stdin);
                s->college[strcspn(s->college, "\n")] = 0;
            }
            break;
        case 2:
            printf("请输入新的专业：");
            fgets(s->major, MAX_MAJOR_LEN, stdin);
            s->major[strcspn(s->major, "\n")] = 0;
            while (strlen(s->major) == 0) {
                printf("错误：专业不能为空！请重新输入：");
                fgets(s->major, MAX_MAJOR_LEN, stdin);
                s->major[strcspn(s->major, "\n")] = 0;
            }
            break;
        case 3:
            while (1) {
                printf("请输入新的语文成绩：");
                scanf("%s", s->chinese);
                clearInputBuffer();
                if (validateScore(s->chinese, "语文")) {
                    updateTotal(s);
                    break;
                }
            }
            break;
        case 4:
            while (1) {
                printf("请输入新的数学成绩：");
                scanf("%s", s->math);
                clearInputBuffer();
                if (validateScore(s->math, "数学")) {
                    updateTotal(s);
                    break;
                }
            }
            break;
        case 5:
            while (1) {
                printf("请输入新的英语成绩：");
                scanf("%s", s->english);
                clearInputBuffer();
                if (validateScore(s->english, "英语")) {
                    updateTotal(s);
                    break;
                }
            }
            break;
        case 6:
            printf("❌ 修改操作已取消\n");
            return;
        default:
            printf("错误：无效选择！\n");
            return;
    }

    autoSaveToCSV(manager);
    printf("\n✅ 学生信息修改成功！数据已保存到 %s\n", CSV_FILENAME);
    printf("修改后的信息：\n");
    displayHeader();
    displayStudent(s);
}

// 查找学生
void searchStudent(StudentManager* manager) {
    printf("\n===================== 查找学生 =====================\n");
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据！\n");
        return;
    }

    char input[100];
    printf("请输入学号或姓名：");
    scanf("%s", input);
    clearInputBuffer();

    int index = isNumeric(input) ? findById(manager, input) : findByName(manager, input);

    if (index == -1) {
        printf("错误：未找到该学生！\n");
        return;
    }

    printf("✅ 找到学生：\n");
    displayHeader();
    displayStudent(&manager->students[index]);
}

// 显示所有学生
void displayAll(StudentManager* manager) {
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据！\n");
        return;
    }

    printf("\n===================== 所有学生信息 (%d 名) =====================\n", manager->size);
    displayHeader();
    for (int i = 0; i < manager->size; i++) {
        displayStudent(&manager->students[i]);
    }
    printf("==========================================================================\n");
}

// 显示表头
void displayHeader() {
    printf("%-10s%-20s%-30s%-30s%-10s%-10s%-10s%-10s\n", 
           HEADERS[0], HEADERS[1], HEADERS[2], HEADERS[3], 
           HEADERS[4], HEADERS[5], HEADERS[6], HEADERS[7]);
    printf("----------------------------------------------------------------------------------------------------\n");
}

// 显示单个学生信息
void displayStudent(Student* s) {
    printf("%-10s%-20s%-30s%-30s%-10s%-10s%-10s%-10s\n", 
           s->id, s->name, s->college, s->major, 
           s->chinese, s->math, s->english, s->total);
}

// 比较函数 - 按学号
int compareById(const void* a, const void* b) {
    const Student* s1 = (const Student*)a;
    const Student* s2 = (const Student*)b;
    
    // 先按长度排序，再按字典序
    int len1 = strlen(s1->id);
    int len2 = strlen(s2->id);
    if (len1 != len2) return len1 - len2;
    return strcmp(s1->id, s2->id);
}

// 比较函数 - 按语文成绩
int compareByChinese(const void* a, const void* b) {
    const Student* s1 = (const Student*)a;
    const Student* s2 = (const Student*)b;
    double score1 = atof(s1->chinese);
    double score2 = atof(s2->chinese);
    return (score2 > score1) ? 1 : (score2 < score1) ? -1 : 0;
}

// 比较函数 - 按数学成绩
int compareByMath(const void* a, const void* b) {
    const Student* s1 = (const Student*)a;
    const Student* s2 = (const Student*)b;
    double score1 = atof(s1->math);
    double score2 = atof(s2->math);
    return (score2 > score1) ? 1 : (score2 < score1) ? -1 : 0;
}

// 比较函数 - 按英语成绩
int compareByEnglish(const void* a, const void* b) {
    const Student* s1 = (const Student*)a;
    const Student* s2 = (const Student*)b;
    double score1 = atof(s1->english);
    double score2 = atof(s2->english);
    return (score2 > score1) ? 1 : (score2 < score1) ? -1 : 0;
}

// 比较函数 - 按总分
int compareByTotal(const void* a, const void* b) {
    const Student* s1 = (const Student*)a;
    const Student* s2 = (const Student*)b;
    double score1 = atof(s1->total);
    double score2 = atof(s2->total);
    return (score2 > score1) ? 1 : (score2 < score1) ? -1 : 0;
}

// 排序函数
void sortById(StudentManager* manager) {
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据可排序！\n");
        return;
    }
    qsort(manager->students, manager->size, sizeof(Student), compareById);
    autoSaveToCSV(manager);
    printf("\n✅ 已按学号升序排序！数据已保存到 %s\n", CSV_FILENAME);
}

void sortByChinese(StudentManager* manager) {
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据可排序！\n");
        return;
    }
    qsort(manager->students, manager->size, sizeof(Student), compareByChinese);
    autoSaveToCSV(manager);
    printf("\n✅ 已按语文成绩降序排序！数据已保存到 %s\n", CSV_FILENAME);
}

void sortByMath(StudentManager* manager) {
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据可排序！\n");
        return;
    }
    qsort(manager->students, manager->size, sizeof(Student), compareByMath);
    autoSaveToCSV(manager);
    printf("\n✅ 已按数学成绩降序排序！数据已保存到 %s\n", CSV_FILENAME);
}

void sortByEnglish(StudentManager* manager) {
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据可排序！\n");
        return;
    }
    qsort(manager->students, manager->size, sizeof(Student), compareByEnglish);
    autoSaveToCSV(manager);
    printf("\n✅ 已按英语成绩降序排序！数据已保存到 %s\n", CSV_FILENAME);
}

void sortByTotal(StudentManager* manager) {
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据可排序！\n");
        return;
    }
    qsort(manager->students, manager->size, sizeof(Student), compareByTotal);
    autoSaveToCSV(manager);
    printf("\n✅ 已按总分降序排序！数据已保存到 %s\n", CSV_FILENAME);
}

// 计算平均分
void calculateAverage(StudentManager* manager) {
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据！\n");
        return;
    }

    double chiTotal = 0.0, mathTotal = 0.0, engTotal = 0.0, totalTotal = 0.0;
    int validCount = 0;

    for (int i = 0; i < manager->size; i++) {
        Student* s = &manager->students[i];
        chiTotal += atof(s->chinese);
        mathTotal += atof(s->math);
        engTotal += atof(s->english);
        totalTotal += atof(s->total);
        validCount++;
    }

    if (validCount == 0) {
        printf("错误：没有有效的成绩数据可计算！\n");
        return;
    }

    printf("\n===================== 成绩平均分 =====================\n");
    printf("语文平均分：%.2f\n", chiTotal / validCount);
    printf("数学平均分：%.2f\n", mathTotal / validCount);
    printf("英语平均分：%.2f\n", engTotal / validCount);
    printf("总分平均分：%.2f\n", totalTotal / validCount);
}

// 查找极值
void findExtremeValues(StudentManager* manager) {
    if (manager->size == 0) {
        printf("提示：当前没有学生数据！\n");
        return;
    }

    // 简单的极值查找实现
    int chiMinIndex = 0, chiMaxIndex = 0;
    int mathMinIndex = 0, mathMaxIndex = 0;
    int engMinIndex = 0, engMaxIndex = 0;
    int totalMinIndex = 0, totalMaxIndex = 0;

    for (int i = 1; i < manager->size; i++) {
        Student* current = &manager->students[i];
        
        if (atof(current->chinese) < atof(manager->students[chiMinIndex].chinese)) chiMinIndex = i;
        if (atof(current->chinese) > atof(manager->students[chiMaxIndex].chinese)) chiMaxIndex = i;
        
        if (atof(current->math) < atof(manager->students[mathMinIndex].math)) mathMinIndex = i;
        if (atof(current->math) > atof(manager->students[mathMaxIndex].math)) mathMaxIndex = i;
        
        if (atof(current->english) < atof(manager->students[engMinIndex].english)) engMinIndex = i;
        if (atof(current->english) > atof(manager->students[engMaxIndex].english)) engMaxIndex = i;
        
        if (atof(current->total) < atof(manager->students[totalMinIndex].total)) totalMinIndex = i;
        if (atof(current->total) > atof(manager->students[totalMaxIndex].total)) totalMaxIndex = i;
    }

    printf("\n===================== 成绩极值 =====================\n");
    printf("语文最低分：%s (学号：%s，姓名：%s)\n", 
           manager->students[chiMinIndex].chinese, 
           manager->students[chiMinIndex].id, 
           manager->students[chiMinIndex].name);
    printf("语文最高分：%s (学号：%s，姓名：%s)\n", 
           manager->students[chiMaxIndex].chinese, 
           manager->students[chiMaxIndex].id, 
           manager->students[chiMaxIndex].name);
    printf("数学最低分：%s (学号：%s，姓名：%s)\n", 
           manager->students[mathMinIndex].math, 
           manager->students[mathMinIndex].id, 
           manager->students[mathMinIndex].name);
    printf("数学最高分：%s (学号：%s，姓名：%s)\n", 
           manager->students[mathMaxIndex].math, 
           manager->students[mathMaxIndex].id, 
           manager->students[mathMaxIndex].name);
    printf("英语最低分：%s (学号：%s，姓名：%s)\n", 
           manager->students[engMinIndex].english, 
           manager->students[engMinIndex].id, 
           manager->students[engMinIndex].name);
    printf("英语最高分：%s (学号：%s，姓名：%s)\n", 
           manager->students[engMaxIndex].english, 
           manager->students[engMaxIndex].id, 
           manager->students[engMaxIndex].name);
    printf("总分最低分：%s (学号：%s，姓名：%s)\n", 
           manager->students[totalMinIndex].total, 
           manager->students[totalMinIndex].id, 
           manager->students[totalMinIndex].name);
    printf("总分最高分：%s (学号：%s，姓名：%s)\n", 
           manager->students[totalMaxIndex].total, 
           manager->students[totalMaxIndex].id, 
           manager->students[totalMaxIndex].name);
}

// 显示菜单
void displayMenu() {
    printf("\n==========================================================\n");
    printf("                    学生信息管理系统              \n");
    printf("==========================================================\n");
    printf("1. 添加学生        2. 删除学生        3. 修改学生\n");
    printf("4. 查找学生        5. 显示所有        6. 按学号排序\n");
    printf("7. 按语文排序      8. 按数学排序       9. 按英语排序\n");
    printf("10. 按总分排序     11. 计算平均分     12. 查找极值\n");
    printf("                 14. 退出系统                           \n");
    printf("==========================================================\n");
    printf("提示：数据存储在 %s，支持Excel直接打开\n", CSV_FILENAME);
    printf("请选择功能(1-14)：");
}

// 清空输入缓冲区
void clearInputBuffer() {
    int c;
    while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF);
}

// 主函数
int main() {
    StudentManager manager;
    initStudentManager(&manager);
    
    printf("正在加载CSV学生数据...\n");
    loadFromCSV(&manager);

    int choice = 0;
    do {
        displayMenu();

        if (scanf("%d", &choice) != 1) {
            clearInputBuffer();
            printf("\n❌ 错误：输入无效！请输入数字1-14。\n");
            continue;
        }

        clearInputBuffer();

        switch (choice) {
            case 1: addStudent(&manager); break;
            case 2: deleteStudent(&manager); break;
            case 3: modifyStudent(&manager); break;
            case 4: searchStudent(&manager); break;
            case 5: displayAll(&manager); break;
            case 6: sortById(&manager); break;
            case 7: sortByChinese(&manager); break;
            case 8: sortByMath(&manager); break;
            case 9: sortByEnglish(&manager); break;
            case 10: sortByTotal(&manager); break;
            case 11: calculateAverage(&manager); break;
            case 12: findExtremeValues(&manager); break;
            case 13:
                printf("\n✅ 感谢使用学生信息管理系统！数据已保存到 %s\n", CSV_FILENAME);
                break;
            default:
                printf("\n❌ 错误：选择无效！请输入1-14之间的数字。\n");
        }

        if (choice != 14) {
            printf("\n按Enter键继续...");
            getchar();
        }

    } while (choice != 14);

    freeStudentManager(&manager);
    return 0;
}

学生信息管理系统C语言版