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
- 选手信息：系统需要管理12名选手的信息，包括编号（10001~10012）。
- 比赛轮次：比赛分为两轮，第一轮为淘汰赛，第二轮为决赛。
- 分组规则：第一轮需要将12名选手分成两组，每组6人。
- 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。
- 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。
- 信息显示：系统需要在每轮比赛后显示晋级选手的信息。
- 技术限制：使用C++和STL实现，避免使用非标准库。
三、系统目标
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 信息显示：
- 在每轮比赛后，显示晋级选手的编号和成绩。
- 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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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
- 需求分析：明确系统需求和限制条件，分析需要实现的功能。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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
- 析构函数SpeechManage();
- 创建菜单showManu();
- 初始化成员属性initSpeech();
- 创建选手createSpeaker();
- 抽签speakerDraw();
- 正式比赛模拟speechContest();
- 显示晋级选手信息showScore();
- 保存记录saveRecord();
- 读取记录loadRecord()；
- 开始比赛startSpeech();
- 展示往届记录showRecord();
- 清空文件clearFile();
- 退出程序exitSystem();
- 析构函数~SpeechManage();
本次程序所涉及函数均为无参无返回值函数。
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_Speaker
this->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_Speaker
this->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~
![绘图软件 excalidraw 部署流程 [ Ubuntu 22.4已验证 ]](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/847225c4a43742c9a02e1cd82ca833fa.png)
