一、开场：知识回顾与新征程

标题：编程进阶之旅 - 函数与数组知识回顾及项目实战

副标题：从理论到实践，提升编程综合素养

引入方式：展示第三阶段课程中大家学习函数与数组时的精彩瞬间照片或视频片段，唤起学生对之前学习的记忆。然后提问：“我们已经掌握了函数与数组的知识，如何将它们运用到一个完整的系统中呢？”，自然地引入课程主题，激发学生的学习兴趣和探索欲望。

配图：选择一张学生们在课堂上积极讨论问题的照片，或者用一张充满科技感的代码背景图，营造积极的学习氛围，让学生快速进入学习状态。

二、知识大回顾

函数知识回顾

函数定义与调用：回顾函数的定义语法，包括返回值类型、函数名、参数列表和函数体。通过简单的示例代码，展示如何定义一个函数来计算两个整数的和，并在main函数中调用该函数。强调函数调用时参数的传递方式，如传值调用、引用调用和指针调用的区别。

// 函数定义
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int num1 = 3, num2 = 5;
    int result = add(num1, num2); // 函数调用
    return 0;
}

函数返回值：讲解函数返回值的类型多样性，可以是基本数据类型、数组、结构体、类对象等。以返回结构体的函数为例，展示如何定义一个表示学生信息的结构体，然后编写函数返回该结构体对象。

struct Student {
    std::string name;
    int age;
};

Student getStudentInfo() {
    Student s = {"Alice", 20};
    return s;
}

递归函数：回顾递归函数的概念和原理，通过计算阶乘的递归函数示例，展示递归函数的调用过程和递归终止条件的重要性。

int factorial(int n) {
    if (n == 0 || n == 1) {
        return 1; // 递归终止条件
    } else {
        return n * factorial(n - 1);
    }
}

数组知识回顾

数组定义与初始化：回顾数组的定义语法，包括一维数组和多维数组。展示不同的初始化方式，如静态初始化、部分初始化和动态初始化。

// 一维数组静态初始化
int numbers[3] = {1, 2, 3};
// 二维数组部分初始化
int matrix[2][3] = {
    {1, 2},
    {3}
};
// C++11动态初始化
int ages[]{18, 20, 22};

数组访问与操作：强调通过数组名和下标访问数组元素的方法，以及访问时要注意下标的范围，避免数组越界错误。通过示例代码展示如何遍历数组、修改数组元素的值。

int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    numbers[i] = numbers[i] * 2;
    std::cout << numbers[i] << " ";
}

字符数组与字符串处理：回顾字符数组的定义和初始化，以及字符数组与字符串的关系。讲解常用的字符串处理函数，如strlen、strcpy、strcmp等，通过示例代码展示这些函数的使用方法。

#include <cstring>
#include <iostream>

int main() {
    char str1[20] = "Hello";
    char str2[20];
    std::strcpy(str2, str1);
    std::cout << "复制后的字符串: " << str2 << std::endl;
    std::cout << "字符串长度: " << std::strlen(str1) << std::endl;
    int result = std::strcmp(str1, "Hello");
    if (result == 0) {
        std::cout << "两个字符串相等" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "两个字符串不相等" << std::endl;
    }
    return 0;
}

三、综合项目 - 学生成绩管理系统

项目需求分析

详细讲解学生成绩管理系统的功能需求：

能够录入学生的基本信息，包括姓名、学号、年龄等。

可以录入学生多门课程的成绩，如语文、数学、英语等。

计算每个学生的总分和平均分。

能够按照总分对学生进行排序，展示成绩排名。

实现学生信息和成绩的查询功能，可根据学号或姓名查询。

支持学生信息和成绩的修改功能。

通过实际的学校场景，如教师需要统计学生成绩、分析学生学习情况等，让学生更好地理解项目需求的实际意义。

项目设计思路

数据结构设计：使用结构体来存储学生的信息和成绩，例如：

struct Student {
    std::string name;
    int id;
    int age;
    double chineseScore;
    double mathScore;
    double englishScore;
    double totalScore;
    double averageScore;
};

函数设计：设计一系列函数来实现系统的各项功能，如录入学生信息函数、录入成绩函数、计算总分和平均分函数、排序函数、查询函数、修改函数等。

// 录入学生信息函数
void inputStudentInfo(Student& s) {
    std::cout << "请输入学生姓名: ";
    std::cin >> s.name;
    std::cout << "请输入学生学号: ";
    std::cin >> s.id;
    std::cout << "请输入学生年龄: ";
    std::cin >> s.age;
}

// 录入成绩函数
void inputScores(Student& s) {
    std::cout << "请输入语文成绩: ";
    std::cin >> s.chineseScore;
    std::cout << "请输入数学成绩: ";
    std::cin >> s.mathScore;
    std::cout << "请输入英语成绩: ";
    std::cin >> s.englishScore;
}

// 计算总分和平均分函数
void calculateScores(Student& s) {
    s.totalScore = s.chineseScore + s.mathScore + s.englishScore;
    s.averageScore = s.totalScore / 3;
}

// 排序函数（冒泡排序，按总分降序）
void sortStudentsByTotalScore(Student students[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
            if (students[j].totalScore < students[j + 1].totalScore) {
                Student temp = students[j];
                students[j] = students[j + 1];
                students[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

// 查询函数（根据学号查询）
Student* searchStudentById(Student students[], int n, int id) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (students[i].id == id) {
            return &students[i];
        }
    }
    return nullptr;
}

// 修改函数（修改学生成绩）
void modifyScores(Student& s) {
    std::cout << "请输入新的语文成绩: ";
    std::cin >> s.chineseScore;
    std::cout << "请输入新的数学成绩: ";
    std::cin >> s.mathScore;
    std::cout << "请输入新的英语成绩: ";
    std::cin >> s.englishScore;
    calculateScores(s);
}

项目代码实现

展示完整的学生成绩管理系统代码框架，包括main函数中如何调用各个功能函数，实现系统的交互界面。

#include <iostream>
#include <string>

// 结构体定义和函数定义部分省略，可参考上面代码

int main() {
    const int MAX_STUDENTS = 100;
    Student students[MAX_STUDENTS];
    int studentCount = 0;
    int choice;

    while (true) {
        std::cout << "\n学生成绩管理系统菜单:" << std::endl;
        std::cout << "1. 录入学生信息和成绩" << std::endl;
        std::cout << "2. 计算总分和平均分" << std::endl;
        std::cout << "3. 按总分排序并显示排名" << std::endl;
        std::cout << "4. 查询学生信息和成绩" << std::endl;
        std::cout << "5. 修改学生成绩" << std::endl;
        std::cout << "6. 退出系统" << std::endl;
        std::cout << "请选择: ";
        std::cin >> choice;

        switch (choice) {
            case 1:
                if (studentCount < MAX_STUDENTS) {
                    inputStudentInfo(students[studentCount]);
                    inputScores(students[studentCount]);
                    studentCount++;
                } else {
                    std::cout << "学生数量已达上限。" << std::endl;
                }
                break;
            case 2:
                for (int i = 0; i < studentCount; i++) {
                    calculateScores(students[i]);
                }
                std::cout << "总分和平均分计算完成。" << std::endl;
                break;
            case 3:
                sortStudentsByTotalScore(students, studentCount);
                std::cout << "学生成绩排名:" << std::endl;
                for (int i = 0; i < studentCount; i++) {
                    std::cout << "排名 " << i + 1 << ": " << students[i].name << " - 总分: " << students[i].totalScore << " - 平均分: " << students[i].averageScore << std::endl;
                }
                break;
            case 4:
                int searchId;
                std::cout << "请输入要查询的学生学号: ";
                std::cin >> searchId;
                Student* foundStudent = searchStudentById(students, studentCount, searchId);
                if (foundStudent) {
                    std::cout << "学生姓名: " << foundStudent->name << std::endl;
                    std::cout << "学号: " << foundStudent->id << std::endl;
                    std::cout << "年龄: " << foundStudent->age << std::endl;
                    std::cout << "语文成绩: " << foundStudent->chineseScore << std::endl;
                    std::cout << "数学成绩: " << foundStudent->mathScore << std::endl;
                    std::cout << "英语成绩: " << foundStudent->englishScore << std::endl;
                    std::cout << "总分: " << foundStudent->totalScore << std::endl;
                    std::cout << "平均分: " << foundStudent->averageScore << std::endl;
                } else {
                    std::cout << "未找到该学号的学生。" << std::endl;
                }
                break;
            case 5:
                int modifyId;
                std::cout << "请输入要修改成绩的学生学号: ";
                std::cin >> modifyId;
                Student* modifyStudent = searchStudentById(students, studentCount, modifyId);
                if (modifyStudent) {
                    modifyScores(*modifyStudent);
                    std::cout << "成绩修改完成。" << std::endl;
                } else {
                    std::cout << "未找到该学号的学生。" << std::endl;
                }
                break;
            case 6:
                return 0;
            default:
                std::cout << "无效选择，请重新输入。" << std::endl;
        }
    }
    return 0;
}

逐行分析代码，解释每个函数的功能和实现细节，以及main函数中如何通过菜单选择实现不同功能的调用，让学生理解整个系统的运行逻辑。

四、项目实践：我是编程小能手

练习题目

让学生在现有学生成绩管理系统的基础上进行功能拓展，如添加删除学生功能、统计各科目成绩的最高分和最低分、生成成绩报表（以文本文件形式存储）等。

要求学生优化代码结构，将一些重复的代码逻辑封装成独立的函数，提高代码的可读性和可维护性。同时，添加详细的注释，说明每个函数和代码段的功能。

互动环节

开展个人展示，让学生依次上台展示自己完成的学生成绩管理系统拓展功能，讲解实现思路和遇到的问题及解决方法。其他学生进行提问和点评，老师给予指导和总结，强调代码规范、功能完整性和创新性。

组织学生进行代码互评，让学生互相查看代码，指出优点和不足之处，提出改进建议，促进学生之间的学习和交流。通过互评，学生可以学习到不同的编程思路和技巧，提高自己的编程水平。

五、回顾与拓展

总结

回顾第三阶段函数与数组的知识要点，包括函数的定义、调用、返回值、递归函数，以及数组的定义、初始化、访问、字符数组和字符串处理等。

总结学生成绩管理系统项目的设计思路、实现过程和遇到的问题及解决方法，强化学生对函数和数组知识的理解和运用能力，培养学生解决实际问题的能力。

拓展

鼓励学生课后尝试将学生成绩管理系统与数据库相结合，使用 SQLite、MySQL 等数据库管理系统，实现学生信息和成绩的持久化存储，提高系统的实用性和数据安全性。

推荐一些进阶的编程学习资源，如在线课程平台上的 C++ 高级编程课程、专业的编程社区（如 Stack Overflow、GitHub 等），帮助学生深入学习函数、数组以及其他编程知识，提升编程水平，为下一阶段的学习做好准备。

六、结束寄语

感谢语

感谢同学们在第三阶段的积极参与和认真学习，你们在函数与数组的学习以及编程实践中取得了显著的进步。期待大家在后续的学习中，继续保持这份热情和探索精神，创造出更多优秀的编程作品！