简单实现---基于STL的演讲比赛流程管理系统(C++实现)

前言       

       事先声明：本文章中编写的代码仅用于学习算法思想和编写基础形式使用，并未进行太多的代码优化，因此，若需要对代码进行优化以及异常处理的小伙伴们，可自行添加相关操作，谢谢！

一、题目描述

比赛规则
    1 学校举行一场演讲比赛，共有12个人参加。比赛共两轮，第一轮为淘汰赛，第二轮为决赛
    2 每名选手都有对应的编号，如10001~10012
    3 比赛方式：分组比赛，每组6个人
    4 第一轮分为两个小组，整体按照选手编号进行抽签后顺序演讲
    5 十个评委分别给每名选手打分，去除最高分和最低分，求的平均分为本轮选手的成绩
    6 当小组演讲完后，淘汰组内排名最后的三个选手，前三名晋级，进入下一轮的比赛
    7 第二轮为决赛，前三名胜出，每轮比赛过后需要显示晋级选手的信息

二、需求分析

一、问题概述

本系统设计旨在模拟学校举办的演讲比赛流程，实现一个基于C++和STL（标准模板库）的演讲比赛流程管理系统。系统需要处理包括选手编号、分组、评分、淘汰和晋级在内的各个环节，并能够在比赛过程中显示晋级选手的信息。

二、系统要求与限制条件

  1. 选手信息：系统需要管理12名选手的信息，包括编号（10001~10012）。
  2. 比赛轮次：比赛分为两轮，第一轮为淘汰赛，第二轮为决赛。
  3. 分组规则：第一轮需要将12名选手分成两组，每组6人。
  4. 评分机制：每个选手演讲后，由十个评委打分，系统需要去除最高分和最低分后计算平均分作为选手成绩。
  5. 淘汰与晋级：每组淘汰成绩排名最后的三个选手，晋级前三名进入下一轮。
  6. 信息显示：系统需要在每轮比赛后显示晋级选手的信息。
  7. 技术限制：使用C++和STL实现，避免使用非标准库。

三、系统目标

  1. 实现选手信息管理：系统应能够存储和检索选手的编号信息。
  2. 实现分组与抽签：系统应能自动将选手分成两组，并随机决定演讲顺序。
  3. 实现评分机制：系统应能接收评委的评分，并自动计算选手的最终成绩。
  4. 实现淘汰与晋级逻辑：系统应能根据选手成绩自动淘汰和晋级选手。
  5. 实现信息显示功能：系统应能在每轮比赛后显示晋级选手的编号和成绩。
  6. 实现最终信息存取功能：系统应能在每届比赛后保存该节比赛记录，并显示往届记录。
  7. 代码可维护性：系统应具有良好的代码结构，方便后续维护和扩展。

三、总体设计

一、设计目标分析

       本次课程设计的目标是开发一个基于C++和STL的演讲比赛流程管理系统。该系统需要模拟学校演讲比赛的流程，包括选手信息管理、分组抽签、评分计算、淘汰晋级以及信息显示等功能。

二、基本思路

  1. 数据结构定义：
    • 使用vector<int>来存储选手编号，方便遍历和操作。
    • 使用map<int, Speaker>来存储每个选手的编号、姓名以及评分。
    • 定义一个选手类Speaker来封装选手的姓名和成绩，方便后续排序和筛选。
    • 使用int的 m_idenx 来记录比赛的轮次。
  2. 分组与抽签：
    • 自动模拟12名选手，命名为“选手A~L”，并依次给出编号，并给出默认成绩0。
    • 使用随机打乱的方式对选手编号排序，确定选手比赛顺序。
    • 然后按照抽签后的顺序显示每轮比赛的选手编号。
    • 根据排序后的编号将选手分成两组。
  3. 评分机制：
    • 为每轮比赛选手创建一个临时容器vector，用于遍历选手编号进行打分，其中采用随机数器模拟打分。
    • 然后为每个选手创建一个评分deque<double>，用于存储各个评委的评分。
    • 去除最高分和最低分后计算平均分，作为选手的最终成绩。
  4. 淘汰晋级：
    • 根据选手的最终成绩进行排序。
    • 淘汰每组后三名选手，晋级前三名进入下一轮。
  5. 信息显示：
    • 在每轮比赛后，显示晋级选手的编号和成绩。
  6. 记录存取：
    • 在每届比赛完后，将最终获胜选手的编号和成绩以文件的形式保存。
    • 且想要查看时，也可调用文件进行查看往届比赛记录。

三、遇到的问题和解决方法

  1. 随机数生成：
    • 问题：如何确保模拟打分的分数的随机性。
    • 解决方法：使用<stdlib.h>头文件中的随机数生成器，并引用<ctime>库，设置随机数种子。 
  2. 乱序模拟随机：
    • 问题：如何打乱顺序模拟随机情况以实现抽签功能。
    • 解决方法：使用C++的STL中的algorithm头文件，调用”洗牌”函数实现打乱选手的编号实现抽签的效果。
  3. 评分计算：
    • 问题：如何高效地去除最高分和最低分，并求和接着计算平均分。
    • 解决方法：使用STL中的map实现对分数的自动排序，利用其pop()和front()函数去除最高分和最低分，然后使用algorithm头文件中的accumulate算法求和，最后计算剩余评分的平均值。
  4. 选手排序：
    • 问题：如何根据选手成绩进行排序。
    • 解决方法：使用STL中的map/multimap存放选手信息，成绩作为键值，可根据成绩高低对选手进行自动排序。
  5. 信息显示：
    • 问题：如何优雅地显示晋级选手的信息。
    • 解决方法：使用C++的cout进行输出，可以格式化输出信息，如使用制表符或空格对齐。
  6. 记录存取：
    • 问题：如何用文件保存最终获胜者信息。
    • 解决方法：使用C++中的文件流fstream创建一个文件，将信息输入文件中保存，后续仍可查看文件信息。

四、完成本次设计的完整过程

  1. 需求分析：明确系统需求和限制条件，分析需要实现的功能。
  2. 总体设计：确定基本思路，规划程序结构，设计数据结构和算法。
  3. 详细设计：编写代码实现各个功能模块，包括选手管理、分组抽签、评分计算、淘汰晋级和信息显示等。
  4. 代码实现：按照详细设计编写代码，并进行单元测试，确保每个模块的正确性。
  5. 系统集成：将各个模块集成到系统中，进行整体测试，确保系统能够正常运行。
  6. 编写文档：编写设计文档，介绍系统的开发过程及相关功能。

五、功能关系图或主要框图

    1.主要组成模块和各个模块之间的调用关系图

 

     其中，在对象被创建并调用的时候，演讲选手的编号、姓名、成绩等信息均被创建且初始化完毕。

      2. 其中重点功能实现在于开始比赛功能模块，其功能结构图如下

       其中，为方便代码编写，我们内部实现先抽签乱序，再分成6人组，该实现步 骤不影响控制台上展示的实际比赛流程，便于降低代码出错率。

三、详细设计

      本程序基于vs2022编译环境，使用的语言是C++，主要运用其中的STL库进行编写。

      本次程序中创建了一个大的管理类，以及一个选手类。其中，管理类中包含了众多功能函数以及一些操作的数据，选手类中包括了选手的姓名和成绩。下面我来详细介绍一下程序中用到的头文件、变量属性、功能函数及其参数和返回值等。

1、需要包含的头文件如下

#include<iostream> //C++标准输入输出流
#include<string>   //字符串类
#include<vector>   //vector容器
#include<map>      //map/multimap容器
#include<deque>    //deque容器
#include<numeric>  //调用算法
#include<algorithm>   //调用algorithm算法
#include<ctime>     //调用随机数种子
#include<fstream>   //调用文件流

 2、创建的类和成员属性以及函数

  2.1管理类 SpeechManage

   管理类下：

成员函数如下
SpeechManage();
void show_Manu();
void initSpeech();
void createSpeaker();
void speakerDraw();
void speechContest();
void showScore();
void saveRecord();
void loadRecord();
void startSpeech();
void showRecord();
void clearFile();
void exitSystem();
~SpeechManage();
成员属性如下
vector<int> v1;  
vector<int> v2; 
vector<int> vVictor;  
map<int, Speaker> m_Speaker; 
int m_idenx;   
map<int, vector<string>> m_Record;
bool fileEmpty;

  2.2 选手类 Speaker

    选手类下：

成员函数 无
成员属性如下string m_Name;  //姓名double m_Score[2];   //两轮成绩

3、涉及的功能函数的参数、功能以及返回值

  1. 析构函数SpeechManage();
  2. 创建菜单showManu();
  3. 初始化成员属性initSpeech();
  4. 创建选手createSpeaker();
  5. 抽签speakerDraw();
  6. 正式比赛模拟speechContest();
  7. 显示晋级选手信息showScore();
  8. 保存记录saveRecord();
  9. 读取记录loadRecord()；
  10. 开始比赛startSpeech();
  11. 展示往届记录showRecord();
  12. 清空文件clearFile();
  13. 退出程序exitSystem();
  14. 析构函数~SpeechManage();

  15. 本次程序所涉及函数均为无参无返回值函数。

  16. 其中，为保证系统运行时控制台显示的简洁性和对用户的友好性，我们调用了两个系统函数对界面进行适当的清屏和暂停函数，对功能调用前后作适当的暂停和清屏操作,即：

         清屏->system(“cls”);

         暂停->system(“pause”)；

4、各个模块间调用关系以及数据存储格式说明


1）模块间调用关系

       在本次设计的系统中，采用C++中的类与对象的方式控制并操作各个数据和模块，模块间的调用关系主要体现在主菜单、初始化、开始比赛（分组抽签、评分计算、晋级信息显示、记录保存）和往届记录展示等核心功能。下面，我来大致介绍一些他们之间的调用关系。

       开始比赛、查看往届记录、清空记录和退出系统等主要模块由主调函数main函数调用，各个小模块将在主要模块中被嵌套调用。下面再说说其中复杂部分的调用关系。

       初始化、创建选手、加载数据记录和读取数据记录等成员函数将被构造函数调用，抽签、正式比赛、显示晋级选手信息和保存记录等函数将被开始比赛函数调用。

2）数据存储格式说明

1、选手编号存储：

    格式：使用vector<int>存储选手编号，每个元素代表一个选手的编号。

    用途：初始化时加载选手编号，后续传递给分组抽签和比赛模块进行处理。

2、评委评分存储：

    格式：使用deque<double>存储每个选手的评委评分。

    用途：在评分时接收并存储评委对选手的评分，用于后续计算选手成绩。

3、选手成绩与编号关联存储：

    格式：使用map<int,Speaker>、map<int, vector<string>>以及自定义的类来存储选手的编号和成绩。

    用途：在比赛模块中存储每位选手的编号和成绩，便于后续根据成绩进行排序、晋级相关操作和记录存储和显示操作。

4、晋级选手存储：

    格式：使用vector<int>存储晋级选手的编号。

    用途：在淘汰晋级模块中存储每轮比赛的晋级选手编号，便于后续轮次的比赛或最终结果显示。

5、比赛轮次记录：

    格式：使用整型变量m_Index存储比赛轮次。

    用途：在比赛过程中记录比赛进行的轮次，便于在正确的轮次进行相关操作。

       在实际实现中，可以根据具体需求和性能考虑选择更合适的数据结构和存储方式。同时，为了保持数据的一致性和完整性，在模块间传递数据时需要注意数据的正确性和有效性。

5、各个模块的调用方式

       为使代码结构清晰，可读性良好，本程序采用了分文件处理的方式进行代码编写，其中创建了管理类和选手类的头文件。我们将在头文件中对各个成员函数及属性进行声明，在对应.cpp文件中进行定义，在主调函数main函数中创建一个管理对象并利用while循环和Switch语句的方式对各个模块实现有向调用。

5.1各项功能的代码实现

5.1.1 创建管理类

class SpeechManage
{
public:SpeechManage();void show_Manu();void initSpeech();void createSpeaker();void speakerDraw();void speechContest();void showScore();void saveRecord();void loadRecord();bool fileEmpty;map<int, vector<string>> m_Record;void startSpeech();void showRecord();void clearFile();void exitSystem();~SpeechManage();vector<int> v1; vector<int> v2;  vector<int> vVictor;  map<int, Speaker> m_Speaker;  int m_idenx; 
};

5.1.2 创建选手类

class Speaker
{
public:string m_Name;   double m_Score[2]; 
};

5.1.3主调函数框架搭建

    创建一个管理对象，再使用Switch语句按照用户选择调用相关成员函数实现相关功能。

int main()
{SpeechManage sm;int choice;while (1){sm.show_Manu();cout << "请输出你的选择：" << endl;cin >> choice;switch (choice){case 1:			//比赛开始break;case 2:			//查看往届信息break;case 3:			//清空比赛信息break;case 0:			//退出系统程序break;default:system("cls");}}system("pause");return 0;
}

5.1.4  管理类成员函数实现(speechProcessManagement.cpp中实现)

     因为是分文件处理，所以所有头文件中的成员函数都会附带作用域SpeechManage::

1）创建菜单void show_Manu()

      按照自己喜欢的设计方式设计菜单样式，直接打印即可。

void SpeechManage::show_Manu()
{cout << "***************************************" << endl;cout << "*********** 欢迎参加演讲比赛 **********" << endl;cout << "*********** 1、开始演讲比赛 ***********" << endl;cout << "*********** 2、查看往届记录 ***********" << endl;cout << "*********** 3、清空比赛记录 ***********" << endl;cout << "*********** 0、退出比赛程序 ***********" << endl;cout << "***************************************" << endl;
}

2）赛前初始化信息 void initSpeech()

       本届比赛开始前，应将所有比赛相关信息进行初始化操作，包括存放编号处、记录选手信息处以及记录比赛轮次处，且为避免往届记录没有及时更新，我们应在每次比赛前进行清空操作，然后后续重新增加新总记录（因为记录的从保存记录的文件中读取得到）。

void SpeechManage::initSpeech()
{this->v1.clear();this->v2.clear();this->vVictor.clear();this->m_Speaker.clear();//初始化比赛轮次this->m_idenx = 1;//初始化往届记录，避免比赛完后每一次查看均为同样的记录this->m_Record.clear();
}

3）创建选手 void createSpeaker()

       按个人喜好给定11名选手名称，然后创建选手对象存放相关最初数据，接着将12名选手编号存放至第一轮比赛选手编号存放处，并记录比赛前的选手参赛信息。

//创建选手
void SpeechManage::createSpeaker()
{//创建12名选手string nameSeed = "ABCDEFGHIJKL";for (int i = 0; i < nameSeed.size(); i++){string name = "选手";name += nameSeed[i];Speaker sp;sp.m_Name = name;//初始化选手成绩for (int j = 0; j < 2; j++){sp.m_Score[j] = 0;}//把编号存放至v1容器this->v1.push_back(i + 10001);//存放选手信息 编号+姓名分数this->m_Speaker.insert(make_pair(i + 10001, sp));}}

4）构造函数进行整个比赛的初始化 SpeechManage()

SpeechManage::SpeechManage()
{//初始化属性this->initSpeech();//创建选手this->createSpeaker();//读取数据this->loadRecord();
}

5）赛前抽签 void speakerDraw()

       因为比赛分两轮，所以首先用条件控制轮次，然后对选手编号进行打乱模拟抽签，最后显示抽签后的选手编号顺序。

void SpeechManage::speakerDraw()
{cout << "第 <<" << this->m_idenx << ">> 轮比赛选手正在抽签..." << endl;cout << "----------------------------------" << endl;cout << "选手演讲顺序如下：" << endl;if (this->m_idenx == 1){random_shuffle(v1.begin(), v1.end());  //随机打乱表示12人随机抽取，以便后面随机分组for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;}else{random_shuffle(v2.begin(), v2.end());for (vector<int>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;}cout << "----------------------------------" << endl;//为用户给出查看抽签情况提供暂停system("pause");
}

6）正式比赛 void speechContest()

       打印轮次表示该场轮次，接着创建临时容器存放比赛选手编号，然后开始比赛用随机数模拟10名评委打分，接着求和掐头去尾取平均存放至选手成绩信息记录处，然后再创建一个临时分组容器，每六名存放一次选手成绩和编号并排好序，再选出前三存放至该轮晋级编号存放处，并且打印晋级选手编号。（最后注意清空临时分组容器避免下次使用时信息重复）


void SpeechManage::speechContest()
{cout << "--------第" << this->m_idenx << "轮比赛正式开始--------" << endl;//准备一个临时容器，存放小组参赛选手，num用作记录小组数int num = 0;multimap<double, int, greater<int>> groupSpeaker;//创建存放比赛选手编号的容器vector<int> v_Src;if (this->m_idenx == 1){v_Src = v1;}else{v_Src = v2;}//遍历所有参赛选手for (vector<int>::iterator it = v_Src.begin(); it != v_Src.end(); it++){num++;//参赛选手开始演讲，十位评委开始打分deque<double> d;for (int i = 0; i < 10; i++){//分数double score = (rand() % 401 + 600) / 10.f;d.push_back(score);}sort(d.begin(), d.end());//去除最高分和最低分d.pop_front();d.pop_back();//求和double sum = accumulate(d.begin(), d.end(), 0.0f);   //0.0f ？//取平均值double avr = sum / (double)d.size();测试//cout << "编号：" << *it << "  姓名：" << this->m_Speaker[*it].m_Name//	<< "  成绩：" << avr << endl;//将分数存放至m_Speakerthis->m_Speaker[*it].m_Score[this->m_idenx - 1] = avr;//利用容器存放临时各组的选手，并记录第几组groupSpeaker.insert(make_pair(avr,*it));if (num % 6 == 0){cout << "-------第" << num / 6 << "组的参赛选手信息-------" << endl;//遍历groupSpeaker容器输出信息for (multimap<double, int, greater<int>>::iterator it = groupSpeaker.begin(); it != groupSpeaker.end(); it++){cout << "编号：" << it->second << "  姓名：" << this->m_Speaker[it->second].m_Name << "  成绩：" << this->m_Speaker[it->second].m_Score[this->m_idenx - 1] << endl;}cout << endl;//取前三名选手，晋级编号存放至v2中int count = 0;for (multimap<double, int, greater<int>>::iterator it = groupSpeaker.begin(); it != groupSpeaker.end() && count<3; it++,count++){if (this->m_idenx == 1){v2.push_back(it->second);}else{vVictor.push_back(it->second);}}//每一组分完以后清空临时容器groupSpeaker.clear();}}cout << "----------- 第" << this->m_idenx << "轮比赛完毕！----------" << endl;system("pause");
}

7）显示晋级选手信息 void showScore()

       创建一个临时容器存放每轮的晋级选手根据比赛进行的轮次输 出相应的晋级选手编号和成绩等信息。

//显示晋级选手信息
void SpeechManage::showScore()
{cout << "---------第" << this->m_idenx << "轮晋级选手信息如下：---------" << endl;//提供一个临时容器存放晋级选手编号vector<int> v;if (this->m_idenx == 1){v = v2;}else{v = vVictor;}//遍历容器输出选手信息for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << "编号：" << *it << "  姓名：" << this->m_Speaker[*it].m_Name << "  成绩：" << m_Speaker[*it].m_Score[this->m_idenx - 1] << endl;}cout << endl;//提供暂停，便于用户查看晋级选手信息system("pause");system("cls");this->show_Manu();
}

8）保存最终获胜选手记录 void saveRecord()

      本节比赛完毕后，创建一个.csv文件，保存最终比赛获胜选手的编号和成绩等信息，并定义一个bool类型的判断文件是否为空，记录保存后布尔值为false，即不为空了。

//保存记录
void SpeechManage::saveRecord()
{//创建文件ofstream ofs;//打开文件ofs.open("speech.csv", ios::out | ios::app);//写入数据for (vector<int>::iterator it = vVictor.begin(); it != vVictor.end(); it++){ofs << *it << "," << this->m_Speaker[*it].m_Score[1] << ",";}ofs << endl;//关闭文件ofs.close();cout << "比赛记录保存完毕！" << endl;//更新文件记录this->fileEmpty = false;
}

9）读取文件记录 void loadRecord()

       创建并读取存放记录的文件，先判断文件是否存在，再判断文件是否为空，若存在且不为空则创建临时读取记录的字符串变量，因为.csv文件中的数据用，分隔开了，所以需要解析一下数据才能输出不带逗号的数据，即找到逗号的位置，然后截取起始位置到逗号之间的字符串，反复进行此操作至最后一个逗号为止，并存放至新创建的临时容器中，接着把对应届数和获胜选手编号、成绩等信息存放到存放记录容器   map<int, vector<string>> m_Record中，最后每存一次届数++即可。

//读取记录
void SpeechManage::loadRecord()
{//创建并读取文件ifstream ifs("speech.csv", ios::in);//判断文件是否存在if (!ifs.is_open()){this->fileEmpty = true;//cout << "文件不存在！" << endl;//关闭文件ifs.close();return;}//文件清空情况char ch;ifs >> ch;if (ifs.eof()){//cout << "文件为空！" << endl;this->fileEmpty = true;ifs.close();return;}//文件不为空this->fileEmpty = false;//读回字符ifs.putback(ch);string data;			//临时文件数据存放处int count = 0;//从文件中读取内容while (ifs >> data){//通过逗号位置解析数据int pos = -1, start = 0;  //初始化逗号位置不存在，寻找位置初始化为0//六个字符串存放处vector<string> v;while (true){pos = data.find(",", start);//如果未找到逗号说明遍历完毕if (pos == -1){break;}string temp = data.substr(start, pos - start);v.push_back(temp);//每截取一段数据都更新一下起始位置start = pos + 1;}this->m_Record.insert(make_pair(count+1, v));count++;}//关闭文件ifs.close();
}

10）正式比赛完整流程 void startSpeech()

       封装正式比赛的完整流程：第一轮-抽签-比赛-晋级-第二轮-抽签-比赛-晋级-保存记录，为保证比完即可查看该届选手记录，务必在最后记录保存后重置并加载比赛信息。

//开始比赛
void SpeechManage::startSpeech()
{//第一轮比赛//抽签this->speakerDraw();//开始比赛this->speechContest();//显示晋级选手this->showScore();//第二轮比赛this->m_idenx++;//抽签this->speakerDraw();//开始比赛this->speechContest();//显示最终的选手信息this->showScore();//保存最终获胜选手记录this->saveRecord();//重置数据//初始化属性this->initSpeech();//创建选手this->createSpeaker();//读取数据this->loadRecord();cout << "本届比赛完毕！" << endl;system("pause");system("cls");
}

11）展示往届记录 void showRecord()

       首先判断文件是否为存在或为空，若不为存在且不为空则打印出往届获胜选手信息。

//展示往届记录
void SpeechManage::showRecord()
{if (this->fileEmpty){cout << "文件不存在或暂无任何往届记录！" << endl;}else{for (map<int, vector<string>>::iterator it = this->m_Record.begin(); it != m_Record.end(); it++){cout << "第" << it->first << "届 "<< " 冠军编号：" << it->second[0] << " 成绩：" << it->second[1]<< " 亚军编号：" << it->second[2] << " 成绩：" << it->second[3]<< " 季军编号：" << it->second[4] << " 成绩：" << it->second[5] << endl;}}system("pause");system("cls");
}

12）清空文件记录 void clearFile()

       若确定要清空文件，则使用trunc关键字去删除文件并创建一个空文件，接着初始化比赛的所有信息并读取空文件使得往届记录也清空。

//清空文件
void SpeechManage::clearFile()
{cout << "是否确定要清空往届数据？" << endl;cout << "1. 确定清空" << endl << "2. 再考虑一下" << endl;int select = 0;cout << "请输入您的选择：";cin >> select;//文件清空if (select == 1){//删除文件并重新创建一个空文件ofstream ofs("speech.csv", ios::trunc);//更新系统数据//初始化属性this->initSpeech();//创建选手this->createSpeaker();//读取数据this->loadRecord();cout << "清空成功！" << endl;}system("pause");system("cls");
}

13）退出管理程序 void exitSystem()

       给出退出提示语，接着exit退出程序即可。

//退出系统程序
void SpeechManage::exitSystem()
{cout << "欢迎再次使用！" << endl;system("pause");exit(0);
}

14）析构函数空实现 ~SpeechManage()

        最终处理类的成员属性且释放相关内存。

SpeechManage::~SpeechManage() {}

5.1.5主调函数main的模块完善

      增加随机数种子是模拟更加趋于真实，实例化管理对象，使用Switch语句通过不同选择调用相关功能模块。

int main()
{//随机数种子srand((unsigned int)time(NULL));//实例化管理类的对象SpeechManage sm;//创建菜单int choice;while (1){sm.show_Manu();cout << "请输出你的选择：" << endl;cin >> choice;switch (choice){case 1:           //比赛开始sm.startSpeech();break;case 2:           //查看往届信息sm.showRecord();break;case 3:           //清空比赛信息sm.clearFile();break;case 0:           //退出系统程序sm.exitSystem();break;default:system("cls");}}system("pause");return 0;}

四、设计结果及分析

1、主菜单测试

2、选择1，开始比赛

2.1 比赛完毕，记录保存

3、选择2---查看往届记录

4、选择3---清空文件记录

4.1 检查是否确实清空

5、退出系统程序

   

 

  6. 查看Speech.csv文件内容（前面因被清空，故以下记录为我重新进行几次比赛得出，因此可能与前面现显示不同）

 

    至此，管理系统程序测试完毕！

五、总结与归纳

1、课题总结

       该程序是基于C++的STL的演讲比赛流程管理系统的简易实现。现在总结一下它的关键特点和功能：

1. STL的使用：

        使用STL中的vector\deque\map等容器对选手编号等信息进行记录或存放。

2. 随机数生成：

       使用rand()函数和time(NULL)来生成随机数种子，确保每次运行程序时都能获得不同的随机数序列。

3. 面向对象编程：

       使用类SpeechManage来管理整个演讲比赛流程，包括开始比赛、显示菜单、查看往届信息、清空比赛信息等功能。

       利用面向对象的思想将相关的功能进行封装，提高了代码的可读性和可维护性。

4. 循环结构：

       使用while循环不断显示菜单，等待用户输入选择。

       在用户选择退出系统前，程序将持续运行。

5. Switch语句：

       使用switch语句根据用户的选择执行相应的功能，增加了程序的交互性和可操作性。

6. 文件操作：

       程序可能包括对文件的读取和写入操作，例如存储选手信息和比赛记录，以及清空比赛信息等。

7. 算法设计：

       比赛规则明确，使用了常见的算法设计，如选手分组、评委打分、淘汰选手等。

8. 清屏操作：

      使用了system("cls")来清屏，使得菜单界面始终保持清晰。

9. 用户交互：

      程序通过cin和cout实现与用户的交互，提供友好的命令行界面。

10. 程序结构清晰：

      程序结构清晰，功能模块化，易于理解和扩展。

       本程序展示了如何利用C++的STL设计一个简单但功能完整的演讲比赛流程管理系统。通过良好的代码组织和逻辑设计，使得程序具有较高的可维护性和可扩展性。

2、个人收获

     通过该系统程序的编写，我从以下几点谈谈我的收获：

1、深入理解STL：通过实践，你对C++标准模板库（STL）的使用和功能有了更深入的理解，特别是对vector容器的灵活运用。

2、面向对象思想：通过构建SpeechManage类来管理整个比赛流程，你对面向对象编程的理解更加深入，并学会了如何将功能模块化、封装化。

3、算法设计能力：通过比赛规则的实现，你锻炼了设计算法的能力，包括选手分组、评委打分、淘汰选手等。

4、程序设计与逻辑思维：编写这个程序过程中，你学会了如何合理划分功能模块、设计程序逻辑，提高了编程能力和逻辑思维能力。

5、用户交互设计：通过与用户的交互，你学会了如何设计友好的命令行界面，提高了用户体验。

6、调试与错误处理：在编写过程中可能会遇到各种问题，通过调试和错误处理，你学会了解决问题的方法，提高了问题排查和解决能力。

       总之，通过编写这个项目，我不仅学会了更多关于C++编程语言和STL的知识，还提高了解决问题的能力、团队合作能力以及项目管理技能。

六、总源代码实现

1、选手类speaker.h实现

#pragma once  //防止头文件重复编译
#include<iostream>
using namespace std;//创建选手类
class Speaker
{
public:string m_Name;   //选手姓名double m_Score[2]; //两轮比赛每名选手最多存在两轮成绩
};

2、大管理类speechProcessManagement.h实现

#pragma once  //防止头文件重复编译
#include<iostream>
#include<vector>
#include<map>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<deque>
#include<numeric>  //后期调用求和函数accumlate()
#include<fstream>
#include<ctime>
#include"speaker.h"  //包含选手类头文件
using namespace std;//创建管理类
class SpeechManage
{
public://构造函数SpeechManage();//创建菜单void show_Manu();//初始化成员属性void initSpeech();//创建选手void createSpeaker();//抽签void speakerDraw();//正式比赛void speechContest();//显示晋级选手信息void showScore();//保存记录void saveRecord();//读取记录void loadRecord();//判断文件为空bool fileEmpty;//保存往届记录的容器map<int, vector<string>> m_Record;//开始比赛void startSpeech();//展示往届记录void showRecord();//清空文件void clearFile();//退出void exitSystem();//析构函数~SpeechManage();//创建成员属性vector<int> v1;  //第一轮十二名队员的编号vector<int> v2;  //第二轮六名队员的编号vector<int> vVictor;  //最终夺冠队员的编号map<int, Speaker> m_Speaker;  //记录的队员信息int m_idenx;   //比赛的轮数};

3、管理类成员函数speechProcessManagement.cpp实现

#include "speechProcessManagement.h"  //调用管理类声明
using namespace std;//构造函数
SpeechManage::SpeechManage()
{//初始化属性this->initSpeech();//创建选手this->createSpeaker();//读取数据this->loadRecord();}//初始化成员属性
void SpeechManage::initSpeech()
{this->v1.clear();this->v2.clear();this->vVictor.clear();this->m_Speaker.clear();//初始化比赛轮次this->m_idenx = 1;//初始化往届记录，避免比赛完后每一次查看均为同样的记录this->m_Record.clear();
}//创建选手
void SpeechManage::createSpeaker()
{//创建12名选手string nameSeed = "ABCDEFGHIJKL";for (int i = 0; i < nameSeed.size(); i++){string name = "选手";name += nameSeed[i];Speaker sp;sp.m_Name = name;//初始化选手成绩for (int j = 0; j < 2; j++){sp.m_Score[j] = 0;}//把编号存放至v1容器this->v1.push_back(i + 10001);//存放选手信息 编号+姓名分数this->m_Speaker.insert(make_pair(i + 10001, sp));}}//创建菜单
void SpeechManage::show_Manu()
{cout << "***************************************" << endl;cout << "*********** 欢迎参加演讲比赛 **********" << endl;cout << "*********** 1、开始演讲比赛 ***********" << endl;cout << "*********** 2、查看往届记录 ***********" << endl;cout << "*********** 3、清空比赛记录 ***********" << endl;cout << "*********** 0、退出比赛程序 ***********" << endl;cout << "***************************************" << endl;
}//抽签
void SpeechManage::speakerDraw()
{cout << "第 <<" << this->m_idenx << ">> 轮比赛选手正在抽签..." << endl;cout << "----------------------------------" << endl;cout << "选手演讲顺序如下：" << endl;if (this->m_idenx == 1){random_shuffle(v1.begin(), v1.end());  //随机打乱表示12人随机抽取，以便后面随机分组for (vector<int>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;}else{random_shuffle(v2.begin(), v2.end());for (vector<int>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++){cout << *it << " ";}cout << endl;}cout << "----------------------------------" << endl;//为用户给出查看抽签情况提供暂停system("pause");
}//比赛
void SpeechManage::speechContest()
{cout << "--------第" << this->m_idenx << "轮比赛正式开始--------" << endl;//准备一个临时容器，存放小组参赛选手，num用作记录小组数int num = 0;multimap<double, int, greater<int>> groupSpeaker;//创建存放比赛选手编号的容器vector<int> v_Src;if (this->m_idenx == 1){v_Src = v1;}else{v_Src = v2;}//遍历所有参赛选手for (vector<int>::iterator it = v_Src.begin(); it != v_Src.end(); it++){num++;//参赛选手开始演讲，十位评委开始打分deque<double> d;for (int i = 0; i < 10; i++){//分数double score = (rand() % 401 + 600) / 10.f;d.push_back(score);}sort(d.begin(), d.end());//去除最高分和最低分d.pop_front();d.pop_back();//求和double sum = accumulate(d.begin(), d.end(), 0.0f);   //0.0f ？//取平均值double avr = sum / (double)d.size();//将分数存放至m_Speakerthis->m_Speaker[*it].m_Score[this->m_idenx - 1] = avr;//利用容器存放临时各组的选手，并记录第几组groupSpeaker.insert(make_pair(avr,*it));if (num % 6 == 0){cout << "-------第" << num / 6 << "组的参赛选手信息-------" << endl;//遍历groupSpeaker容器输出信息for (multimap<double, int, greater<int>>::iterator it = groupSpeaker.begin(); it != groupSpeaker.end(); it++){cout << "编号：" << it->second << "  姓名：" << this->m_Speaker[it->second].m_Name << "  成绩：" << this->m_Speaker[it->second].m_Score[this->m_idenx - 1] << endl;}cout << endl;//取前三名选手，晋级编号存放至v2中int count = 0;for (multimap<double, int, greater<int>>::iterator it = groupSpeaker.begin(); it != groupSpeaker.end() && count<3; it++,count++){if (this->m_idenx == 1){v2.push_back(it->second);}else{vVictor.push_back(it->second);}}//每一组分完以后清空临时容器groupSpeaker.clear();}}cout << "----------- 第" << this->m_idenx << "轮比赛完毕！----------" << endl;system("pause");
}//显示晋级选手信息
void SpeechManage::showScore()
{cout << "---------第" << this->m_idenx << "轮晋级选手信息如下：---------" << endl;//提供一个临时容器存放晋级选手编号vector<int> v;if (this->m_idenx == 1){v = v2;}else{v = vVictor;}//遍历容器输出选手信息for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){cout << "编号：" << *it << "  姓名：" << this->m_Speaker[*it].m_Name << "  成绩：" << m_Speaker[*it].m_Score[this->m_idenx - 1] << endl;}cout << endl;//提供暂停，便于用户查看晋级选手信息system("pause");system("cls");this->show_Manu();
}//保存记录
void SpeechManage::saveRecord()
{//创建文件ofstream ofs;//打开文件ofs.open("speech.csv", ios::out | ios::app);//写入数据for (vector<int>::iterator it = vVictor.begin(); it != vVictor.end(); it++){ofs << *it << "," << this->m_Speaker[*it].m_Score[1] << ",";}ofs << endl;//关闭文件ofs.close();cout << "比赛记录保存完毕！" << endl;//更新文件记录this->fileEmpty = false;
}//读取记录
void SpeechManage::loadRecord()
{//创建并读取文件ifstream ifs("speech.csv", ios::in);//判断文件是否存在if (!ifs.is_open()){this->fileEmpty = true;//cout << "文件不存在！" << endl;//关闭文件ifs.close();return;}//文件清空情况char ch;ifs >> ch;if (ifs.eof()){this->fileEmpty = true;ifs.close();return;}//文件不为空this->fileEmpty = false;//读回字符ifs.putback(ch);string data;			//临时文件数据存放处int count = 0;//从文件中读取内容while (ifs >> data){//通过逗号位置解析数据int pos = -1, start = 0;  //初始化逗号位置不存在，寻找位置初始化为0//六个字符串存放处vector<string> v;while (true){pos = data.find(",", start);//如果未找到逗号说明遍历完毕if (pos == -1){break;}string temp = data.substr(start, pos - start);v.push_back(temp);//每截取一段数据都更新一下起始位置start = pos + 1;}this->m_Record.insert(make_pair(count+1, v));count++;}//关闭文件ifs.close();
}//开始比赛
void SpeechManage::startSpeech()
{//第一轮比赛//抽签this->speakerDraw();//开始比赛this->speechContest();//显示晋级选手this->showScore();//第二轮比赛this->m_idenx++;//抽签this->speakerDraw();//开始比赛this->speechContest();//显示最终的选手信息this->showScore();//保存最终获胜选手记录this->saveRecord();//重置数据//初始化属性this->initSpeech();//创建选手this->createSpeaker();//读取数据this->loadRecord();cout << "本届比赛完毕！" << endl;system("pause");system("cls");
}//展示往届记录
void SpeechManage::showRecord()
{if (this->fileEmpty){cout << "文件不存在或暂无任何往届记录！" << endl;}else{for (map<int, vector<string>>::iterator it = this->m_Record.begin(); it != m_Record.end(); it++){cout << "第" << it->first << "届 "<< " 冠军编号：" << it->second[0] << " 成绩：" << it->second[1]<< " 亚军编号：" << it->second[2] << " 成绩：" << it->second[3]<< " 季军编号：" << it->second[4] << " 成绩：" << it->second[5] << endl;}}system("pause");system("cls");
}//清空文件
void SpeechManage::clearFile()
{cout << "是否确定要清空往届数据？" << endl;cout << "1. 确定清空" << endl << "2. 再考虑一下" << endl;int select = 0;cout << "请输入您的选择：";cin >> select;//文件清空if (select == 1){//删除文件并重新创建一个空文件ofstream ofs("speech.csv", ios::trunc);//更新系统数据//初始化属性this->initSpeech();//创建选手this->createSpeaker();//读取数据this->loadRecord();cout << "清空成功！" << endl;}system("pause");system("cls");
}//退出系统程序
void SpeechManage::exitSystem()
{cout << "欢迎再次使用！" << endl;system("pause");exit(0);
}//析构函数
SpeechManage::~SpeechManage() {}

4、主调函数实现speechContestManagementSystem.cpp

#include<iostream>
#include"speechProcessManagement.h"
using namespace std;int main()
{//随机数种子srand((unsigned int)time(NULL));//实例化管理类的对象SpeechManage sm;//创建菜单int choice;while (1){sm.show_Manu();cout << "请输出你的选择：" << endl;cin >> choice;switch (choice){case 1:			//比赛开始sm.startSpeech();break;case 2:			//查看往届信息sm.showRecord();break;case 3:			//清空比赛信息sm.clearFile();break;case 0:			//退出系统程序sm.exitSystem();break;default:system("cls");}}system("pause");return 0;
}

       至此，基于STL的模拟的演讲比赛流程管理系统的实现全部完毕！

以上表述难免存在疏漏和不足之处，欢迎小伙伴们在评论区留言和批评指正~

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