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软件逆向设计开发——学生管理系统

高清宁 6 天前
此项目源自CSDN的Java大作业项目（学生管理系统）https://blog.csdn.net/qq_46162008/article/details/140255206?sharetype=blog&shareId=140255206&sharerefer=APP&sharesource=qq_61323695&sharefrom=link。
这是基于JAVA的环境下运行的学生管理系统，主要功能有学生信息的添加、删除、查找单个学生、查看所有学生信息、以及修改学生个人信息。附程序运行截图：
1.png

添加学生个人信息：
2.png

修改个人信息后查看个人信息：
3.png

删除个人信息：
4.png

功能大致如上。
附本程序源代码：

点击查看代码
  1. package demo3; // 声明包名
  3. import java.util.Scanner; // 从java.util包中导入Scanner类
  4. import java.util.ArrayList; // 从java.util包中导入ArrayList类
  6. public class StudentManagementSystem { // 声明公共类StudentManagementSystem
  7.     //思路
  9.     public static void main(String[] args) { // 声明主方法
  11.         //定义属性
  12.         boolean loop = true; // 声明一个布尔变量来控制循环
  13.         Scanner scanner = new Scanner(System.in); // 创建一个Scanner对象，用来获取用户输入
  14.         String key = ""; // 声明一个字符串变量，用来存储用户输入
  15.         ArrayList<Student> students = new ArrayList<>(); // 声明一个ArrayList，用来存储Student对象
  17.         do{ // 开始do-while循环
  18.             //显示菜单
  19.             new Menu().menu(); // 显示菜单
  20.             key = scanner.next(); // 获取用户输入
  21.             switch (key){ // 开始switch语句
  22.                 case "1": // 情况1：添加学生
  23.                     System.out.println("请输入学生信息："); // 提示用户输入学生信息
  24.                     Student student = new Student(); // 创建一个新的Student对象
  25.                     System.out.println("请输入学号："); // 提示用户输入学生ID
  26.                     student.id = scanner.nextInt(); // 从用户输入中获取学生ID
  27.                     System.out.println("请输入姓名："); // 提示用户输入学生姓名
  28.                     student.name = scanner.next(); // 从用户输入中获取学生姓名
  29.                     System.out.println("请输入语文成绩："); // 提示用户输入语文成绩
  30.                     student.chinese = scanner.nextDouble(); // 从用户输入中获取语文成绩
  31.                     System.out.println("请输入高数成绩："); // 提示用户输入数学成绩
  32.                     student.math = scanner.nextDouble(); // 从用户输入中获取数学成绩
  33.                     System.out.println("请输入C语言成绩："); // 提示用户输入C语言成绩
  34.                     student.c_language = scanner.nextDouble(); // 从用户输入中获取C语言成绩
  35.                     System.out.println("请输入数据结构成绩："); // 提示用户输入数据结构成绩
  36.                     student.data_structure = scanner.nextDouble(); // 从用户输入中获取数据结构成绩
  37.                     students.add(student); // 将Student对象添加到ArrayList中
  38.                     System.out.println("学生信息添加成功！"); // 打印成功消息
  39.                     break; // 结束情况1
  41.                 case "2": // 情况2：删除学生
  42.                     System.out.println("请输入要删除的学生学号："); // 提示用户输入要删除的学生ID
  43.                     int deleteId = scanner.nextInt(); // 从用户输入中获取学生ID
  44.                     for (int i = 0; i < students.size(); i++) { // 遍历ArrayList
  45.                         if (students.get(i).id == deleteId) { // 如果找到了要删除的学生
  46.                             students.remove(i); // 从ArrayList中删除学生
  47.                             System.out.println("学生信息删除成功！"); // 打印成功消息
  48.                             break; // 结束循环
  49.                         }
  50.                     }
  51.                     break; // 结束情况2
  52.                 case "3": // 情况3：修改学生
  53.                     System.out.println("请输入要修改的学生学号："); // 提示用户输入要修改的学生ID
  54.                     int modifyId = scanner.nextInt(); // 从用户输入中获取学生ID
  55.                     for (Student s : students) { // 遍历ArrayList
  56.                         if (s.id == modifyId) { // 如果找到了要修改的学生
  57.                             System.out.println("请输入新的学生姓名："); // 提示用户输入新的学生姓名
  58.                             s.name = scanner.next(); // 从用户输入中获取新的学生姓名
  59.                             System.out.println("请输入新的语文成绩："); // 提示用户输入新的语文成绩
  60.                             s.chinese = scanner.nextDouble(); // 从用户输入中获取新的语文成绩
  61.                             System.out.println("请输入新的高数成绩："); // 提示用户输入新的数学成绩
  62.                             s.math = scanner.nextDouble(); // 从用户输入中获取新的数学成绩
  63.                             System.out.println("请输入新的C语言成绩："); // 提示用户输入新的C语言成绩
  64.                             s.c_language = scanner.nextDouble(); // 从用户输入中获取新的C语言成绩
  65.                             System.out.println("请输入新的数据结构成绩："); // 提示用户输入新的数据结构成绩
  66.                             s.data_structure = scanner.nextDouble(); // 从用户输入中获取新的数据结构成绩
  67.                             System.out.println("学生信息修改成功！"); // 打印成功消息
  68.                             break; // 结束循环
  69.                         }
  70.                     }
  71.                     break; // 结束情况3
  72.                 case "4": // 情况4：查找学生
  73.                     System.out.println("请输入要查找的学生学号："); // 提示用户输入要查找的学生ID
  74.                     int searchId = scanner.nextInt(); // 从用户输入中获取学生ID
  75.                     for (Student s : students) { // 遍历ArrayList
  76.                         if (s.id == searchId) { // 如果找到了要查找的学生
  77.                             System.out.println("找到学生信息："); // 打印消息
  78.                             System.out.println("学号：" + s.id); // 打印学生ID
  79.                             System.out.println("姓名：" + s.name); // 打印学生姓名
  80.                             System.out.println("语文成绩：" + s.chinese); // 打印语文成绩
  81.                             System.out.println("高数成绩：" + s.math); // 打印数学成绩
  82.                             System.out.println("C语言成绩：" + s.c_language); // 打印C语言成绩
  83.                             System.out.println("数据结构成绩：" + s.data_structure); // 打印数据结构成绩
  84.                             break; // 结束循环
  85.                         }
  86.                     }
  87.                     break; // 结束情况4
  88.                 case "5": // 情况5：查看所有学生
  89.                     System.out.println("以下是所有学生的信息："); // 打印消息
  90.                     for (Student s : students) { // 遍历ArrayList
  91.                         System.out.println("学号：" + s.id); // 打印学生ID
  92.                         System.out.println("姓名：" + s.name); // 打印学生姓名
  93.                         System.out.println("语文成绩：" + s.chinese); // 打印语文成绩
  94.                         System.out.println("高数成绩：" + s.math); // 打印数学成绩
  95.                         System.out.println("C语言成绩：" + s.c_language); // 打印C语言成绩
  96.                         System.out.println("数据结构成绩：" + s.data_structure); // 打印数据结构成绩
  97.                     }
  98.                     break; // 结束情况5
  99.                 case "6": // 情况6：退出程序
  100.                     loop = false; // 设置loop为false，结束循环
  101.                     System.out.println("退出程序"); // 打印消息
  102.                     break; // 结束情况6
  103.             }
  105.         }while(loop); // 结束do-while循环
  107.     }
  111. }
  114. //菜单类
  115. class Menu{
  116.     public void menu(){
  117.         System.out.println("\n========学生管理系统========"); //打印主菜单
  118.         System.out.println("\t\t1.添加学生");
  119.         System.out.println("\t\t2.删除学生");
  120.         System.out.println("\t\t3.修改学生");
  121.         System.out.println("\t\t4.查找学生");
  122.         System.out.println("\t\t5.查看所有学生");
  123.         System.out.println("\t\t6.退出程序");
  124.         System.out.println("请输入你的选择：");
  126.     }
  127. }
  130. //学生类
  131. class Student{
  132.     //创建学生的基本属性
  133.     //1.学号//唯一标识
  134.     //2.姓名
  135.     //3.语文成绩
  136.     //4.高数成绩
  137.     //5.C语言成绩
  138.     //6.数据结构成绩
  140.     int id; // 学生ID
  141.     String name; // 学生姓名
  142.     double chinese; // 语文成绩
  143.     double math; // 数学成绩
  144.     double c_language; // C语言成绩
  145.     double data_structure; // 数据结构成绩
  148. }
复制代码
此程序中出现的问题：
1.输入后的信息不能保存到本地，每一次打开都需要重新输入信息。
更新代码后实现
保存功能：在退出程序时，会自动将学生信息保存到 students.txt 文件中。
加载功能：在程序启动时，会自动从 students.txt 文件中加载之前保存的学生信息。
保存格式如图：
5.png

2.缺少输入错误提示
在删除或修改学生信息时，如果用户输入的学号不存在，程序不会提示用户。
更新后实现了在删除、修改、查找学生信息时，增加提示信息。
6.png

增加了提示信息，提醒用户输入的信息是否正确。
3.代码中存在重复的输入代码，可能会导致输入异常，无法正确读取输入
在使用 Scanner 时，混合使用 nextInt()、nextDouble() 和 next() 导致输入异常，无法正确读取用户输入。

点击查看代码
  1. student.id = scanner.nextInt();
  2. student.name = scanner.next();
  3. student.chinese = scanner.nextDouble();
复制代码
解决方法为在每次读取输入数据后添加scanner.nextLine（）清除输入缓冲区点击查看代码
  1. private static Student createStudent(Scanner scanner) {
  2.     Student student = new Student();
  3.     System.out.println("请输入学号：");
  4.     student.id = scanner.nextInt();
  5.     scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  6.     System.out.println("请输入姓名：");
  7.     student.name = scanner.nextLine();
  8.     System.out.println("请输入语文成绩：");
  9.     student.chinese = scanner.nextDouble();
  10.     scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  11.     System.out.println("请输入高数成绩：");
  12.     student.math = scanner.nextDouble();
  13.     scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  14.     System.out.println("请输入C语言成绩：");
  15.     student.c_language = scanner.nextDouble();
  16.     scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  17.     System.out.println("请输入数据结构成绩：");
  18.     student.data_structure = scanner.nextDouble();
  19.     return student;
  20. }
复制代码
4.菜单显示不够美观：
修改后如下：
7.png

修改的代码如下：

点击查看代码
  1. package demo3; // 声明包名
  3. import java.util.Scanner;        // 从java.util包中导入Scanner类
  4. import java.util.ArrayList;      // 从java.util包中导入ArrayList类
  5. import java.io.File;            // 导入File类
  6. import java.io.FileWriter;      // 导入FileWriter类
  7. import java.io.BufferedWriter;  // 导入BufferedWriter类
  8. import java.io.BufferedReader;  // 导入BufferedReader类
  9. import java.io.FileReader;       // 导入FileReader类
  10. import java.io.IOException;     // 导入IOException类
  12. public class StudentManagementSystem { // 声明公共类StudentManagementSystem
  14.     public static void main(String[] args) { // 声明主方法
  15.         boolean loop = true; // 声明一个布尔变量来控制循环
  16.         Scanner scanner = new Scanner(System.in); // 创建一个Scanner对象，用来获取用户输入
  17.         ArrayList<Student> students = new ArrayList<>(); // 声明一个ArrayList，用来存储Student对象
  19.         try {
  20.             students = loadFromFile(new File("students.txt")); // 从文件加载学生信息
  21.         } catch (IOException e) {
  22.             System.out.println("加载文件时出错：文件可能不存在或无法访问。");
  23.             e.printStackTrace();
  24.         }
  26.         do { // 开始do-while循环
  27.             new Menu().menu(); // 显示菜单
  29.             String key = scanner.next(); // 获取用户输入
  30.             switch (key) { // 开始switch语句
  31.                 case "1": // 添加学生
  32.                     Student student = createStudent(scanner);
  33.                     students.add(student); // 将Student对象添加到ArrayList中
  34.                     System.out.println("学生信息添加成功！");
  35.                     break;
  36.                 case "2": // 删除学生
  37.                     System.out.println("请输入要删除的学生学号：");
  38.                     int deleteId = scanner.nextInt();
  39.                     scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  40.                     boolean found = false;
  41.                     for (int i = 0; i < students.size(); i++) {
  42.                         if (students.get(i).id == deleteId) {
  43.                             students.remove(i);
  44.                             System.out.println("学生信息删除成功！");
  45.                             found = true;
  46.                             break;
  47.                         }
  48.                     }
  49.                     if (!found) {
  50.                         System.out.println("找不到该学生信息！");
  51.                     }
  52.                     break;
  53.                 case "3": // 修改学生
  54.                     System.out.println("请输入要修改的学生学号：");
  55.                     int modifyId = scanner.nextInt();
  56.                     scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  57.                     found = false;
  58.                     for (Student s : students) {
  59.                         if (s.id == modifyId) {
  60.                             System.out.println("请输入新的学生姓名：");
  61.                             s.name = scanner.nextLine();
  62.                             System.out.println("请输入新的语文成绩：");
  63.                             s.chinese = scanner.nextDouble();
  64.                             scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  65.                             System.out.println("请输入新的高数成绩：");
  66.                             s.math = scanner.nextDouble();
  67.                             scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  68.                             System.out.println("请输入新的C语言成绩：");
  69.                             s.c_language = scanner.nextDouble();
  70.                             scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  71.                             System.out.println("请输入新的数据结构成绩：");
  72.                             s.data_structure = scanner.nextDouble();
  73.                             System.out.println("学生信息修改成功！");
  74.                             found = true;
  75.                             break;
  76.                         }
  77.                     }
  78.                     if (!found) {
  79.                         System.out.println("找不到该学生信息！");
  80.                     }
  81.                     break;
  82.                 case "4": // 查找学生
  83.                     System.out.println("请输入要查找的学生学号：");
  84.                     int searchId = scanner.nextInt();
  85.                     scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  86.                     found = false;
  87.                     for (Student s : students) {
  88.                         if (s.id == searchId) {
  89.                             System.out.println("找到学生信息：");
  90.                             System.out.println("学号：" + s.id);
  91.                             System.out.println("姓名：" + s.name);
  92.                             System.out.println("语文成绩：" + s.chinese);
  93.                             System.out.println("高数成绩：" + s.math);
  94.                             System.out.println("C语言成绩：" + s.c_language);
  95.                             System.out.println("数据结构成绩：" + s.data_structure);
  96.                             found = true;
  97.                             break;
  98.                         }
  99.                     }
  100.                     if (!found) {
  101.                         System.out.println("找不到该学生信息！");
  102.                     }
  103.                     break;
  104.                 case "5": // 查看所有学生
  105.                     System.out.println("以下是所有学生的信息：");
  106.                     for (Student s : students) {
  107.                         System.out.println(
  108.                                 "学号：" + s.id + "，姓名：" + s.name +
  109.                                 "，语文成绩：" + s.chinese +
  110.                                 "，高数成绩：" + s.math +
  111.                                 "，C语言成绩：" + s.c_language +
  112.                                 "，数据结构成绩：" + s.data_structure
  113.                         );
  114.                     }
  115.                     break;
  116.                 case "6": // 退出程序
  117.                     loop = false;
  118.                     System.out.println("退出程序");
  119.                     try {
  120.                         saveToFile(students, new File("students.txt")); // 保存学生信息到文件
  121.                     } catch (IOException e) {
  122.                         System.out.println("保存文件时出错：文件可能无法访问。");
  123.                         e.printStackTrace();
  124.                     }
  125.                     break;
  126.                 default:
  127.                     System.out.println("无效选项，请重新选择！");
  128.             }
  129.         } while (loop); // 结束do-while循环
  130.     }
  132.     private static Student createStudent(Scanner scanner) {
  133.         Student student = new Student();
  134.         System.out.println("请输入学号：");
  135.         student.id = scanner.nextInt();
  136.         scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  137.         System.out.println("请输入姓名：");
  138.         student.name = scanner.nextLine();
  139.         System.out.println("请输入语文成绩：");
  140.         student.chinese = scanner.nextDouble();
  141.         scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  142.         System.out.println("请输入高数成绩：");
  143.         student.math = scanner.nextDouble();
  144.         scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  145.         System.out.println("请输入C语言成绩：");
  146.         student.c_language = scanner.nextDouble();
  147.         scanner.nextLine(); // 清除缓冲区
  148.         System.out.println("请输入数据结构成绩：");
  149.         student.data_structure = scanner.nextDouble();
  150.         return student;
  151.     }
  153.     // 将学生信息保存到文件
  154.     private static void saveToFile(ArrayList<Student> students, File file) throws IOException {
  155.         try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(file))) {
  156.             for (Student student : students) {
  157.                 writer.write(student.id + "|" + student.name + "|" + student.chinese + "|" + student.math + "|" + student.c_language + "|" + student.data_structure);
  158.                 writer.newLine();
  159.             }
  160.         }
  161.     }
  163.     // 从文件加载学生信息
  164.     private static ArrayList<Student> loadFromFile(File file) throws IOException {
  165.         ArrayList<Student> students = new ArrayList<>();
  166.         try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file))) {
  167.             String line;
  168.             while ((line = reader.readLine()) != null) {
  169.                 String[] parts = line.split("\\|");
  170.                 if (parts.length == 6) {
  171.                     Student student = new Student();
  172.                     student.id = Integer.parseInt(parts[0]);
  173.                     student.name = parts[1];
  174.                     student.chinese = Double.parseDouble(parts[2]);
  175.                     student.math = Double.parseDouble(parts[3]);
  176.                     student.c_language = Double.parseDouble(parts[4]);
  177.                     student.data_structure = Double.parseDouble(parts[5]);
  178.                     students.add(student);
  179.                 }
  180.             }
  181.         }
  182.         return students;
  183.     }
  184. }
  186. //菜单类
  187. class Menu {
  188.     public void menu() {
  189.         System.out.println("\n******************************");
  190.         System.out.println("****     学生管理系统     ****");
  191.         System.out.println("****     1. 添加学生      ****");
  192.         System.out.println("****     2. 删除学生      ****");
  193.         System.out.println("****     3. 修改学生      ****");
  194.         System.out.println("****     4. 查找学生      ****");
  195.         System.out.println("****     5. 查看所有学生  ****");
  196.         System.out.println("****     6. 退出程序      ****");
  197.         System.out.println("******************************");
  198.         System.out.println("请输入你的选择：");
  199.     }
  200. }
复制代码
上述代码省略了学生类的声明。重构的代码截图已在上述问题陈述中展示。总结

在修改代码和逆向软件分析的过程中，难点主要在于理解代码、定位错误代码。理解代码逻辑需要花费大量时间阅读代码，梳理变量、函数和类之间的关系。定位问题则需要通过调试跟踪代码执行过程，找出错误的代码。修改代码时还需注意避免引入新的错误，这需要对更改的代码进行测试。花时间比较久的是需要重构代码，对源代码结构进行改进、减少冗余代码，还要通过改进算法等优化程序的性能。逆向软件工程中，代码分析是关键，需要使用工具和技术来理解代码结构和功能。功能推测是在没有文档或注释的情况下，通过代码行为和输出来推断其功能。代码重构旨在改进代码质量，提高可读性和可维护性，这需要考虑代码的结构、可扩展性和可测试性。整个过程耗时较长，尤其是学习新技术、重构代码和优化性能等方面。

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高清宁
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