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基于C语言设计一个叫号系统

综合应用设计说明

某医院普通门诊拥有科室 15 个，每个科室值班医生 3 人；B 超室 1 个，有 3 台 B 超机。现需设计一个叫号系统，通过挂号次序，安排每个科室叫号顺序，各科室在诊断完病人后，根据其是否开具 B 超检查要求，安排 B 超室的叫号顺序，并在所有过程中，记录每位医生所看的病人及其听诊时间。

1. 需实现挂号过程，医生就诊过程。
2. 显示各科室、B超室目前排队情况。
3. 查看各医生就诊的所有病人。

软件功能

1. 病人选择科室进行挂号，自动分配患者编号
2. 显示各个科室与 B 超室当前仍在排队等候的人数
3. 显示每个医生（B 超室）当前病人还剩余的诊疗（检查）时间
4. 显示当天已经过分钟数
5. 根据医生编号查询当天医生诊疗病人的记录
6. 根据时间刷新，自动分配患者到对应的医生（B 超室）进行治疗（检查）
7. 将所有就诊记录存于文件，运行完程序可进行保存（对应于医院一天的营业结束）
8. 查询就诊记录是通过数据文件读取比对实现的，当医生治疗一个病人的同时，对数据文件进行写入。病人挂号系统与自动分配诊室是通过建立病人的队列实现的，当时间刷新，每个诊室的情况都会重新更新，从而实现挂号、就诊、检查的过程。而各科室、B 超室的排队情况只需检查病人的排队队列长度即可获得。

设计思想

这道题的重点在于怎么处理患者的治疗过程。大二上学期的理论课上，我们在第一节的研讨课上对于这道题的实现进行了探讨。本题的患者排队与数据结构中的队列结构完全符合，当患者挂号后，检查该科室是否还有空闲的医生，若有，则直接进入进行治疗。若没有，则进入该科室的诊疗队列排队。每个科室的排队情况通过查询各个队列的长度即可得知。当时间刷新，有病人的医生诊疗时间发生变化，当变为 0 时，分配该病人 B 超时间。对于需要 B 超的患者，进入 B 超等候队列，依次进入各个 B 超室。同样的，时间刷新后 B 超室内患者检查时间变为 0 时，患者的治疗过程结束。B 超室会从 B 超的等候队列中寻找新的需要检查的患者。从现实中的排队联想到队列结构也是很正常的想法。

队列的元素为患者节点，节点本身有患者的各项信息，跟随患者类进行传输。每个科室（包括 B 超室）均有一条患者队列，代表等待队列。患者治疗情况的变化会引起患者节点的入队列与出队列。

而医生节点与 B 超室节点均需记录患者编号与剩余时间，而这两个节点的存储采用顺序表的结构（即数组）。

ui 界面中需要展示的部分，通过读取队列与医生数组、B 超室数组的数据即可解决。查询部分需要按行查询文件中的信息。

算法流程图如下：

逻辑结构与物理结构

逻辑结构均为线性结构，物理结构中，患者存储使用顺序或者链式结构均可（顺序队列或链式队列）。医生与 B 超室均使用顺序结构。

患者节点

医生节点

B 超室节点

队列与数组

开发平台

CPU：i7-8750H

内存：16GB

操作系统：Windows10 专业版 ver1909

主体开发语言：C++（支持 C++11）

开发框架：Qt

开发环境：Qt 5.14.2

编辑器：Qt Creator 4.11.1（主要代码编写）&&VS Code（文本数据文件查看、resource 目录编辑和部分代码编写）

编译器：MinGW 32bit

运行环境：代码版本使用上述集成环境可正常编译运行，使用 windeployqt 整合生成的可执行文件版本可在 windows 环境的机型下正常运行。

系统的运行结果分析说明

调试与开发的过程

调试阶段与第一道算法部分相差不多。由于本题增加了对文件的操作，通过 VSCode 可以对文件实时的内容进行观察，便于发现代码逻辑上的错误。

开发的时候，由于对于本题的功能有一个比较清晰全面的认识，在设计 UI 界面的同时，我已经设想好了函数与类的各种接口设置。在对类和接口的填充过程中，对一些前面想的不够多的细小的错误进行了更正，最终顺利完成了软件的开发。

开发软件的成果

正确性：软件在不同的输入输出环境下均可以正常运行，顺利完成了设计的所有的黑盒与白盒测试。

稳定性：程序在各种环境下均可以稳定运行，对于涉及到的诸如文件路径，最长就诊时间，科室数目等等均使用宏定义在头文件呈现，方便后续的代码修改。未发现会导致系统崩溃的错误。

容错能力：本程序的容错能力非常完善。1、 对于搜索的结果显示采用了滚动条的形式，可以完整显示搜索结果。2、 限定科室输入框的 ASCII 码范围，仅接受数字输入（不接受负号），同时对错误输入有错误提醒。3、 当搜索医生的代码错误时，会显示空结果，符合预期。对于所有可能出现的错误情况均进行了相应的处理。

运行结果

挂号

自动分配医生，后续病人依次排队

时间刷新，更新各诊室与 B 超室状态

搜索某一医生的诊疗记录

操作说明

Qt 编译运行（注意代码路径中不能包含中文，否则无法正常编译运行）

双击项目文件打开项目

单击左下角运行按钮运行程序（接下来步骤与运行版相同）

运行版

需要两个文件夹在同一路径（若不在同一路径需要在头文件中修改宏定义，取消注释更换即可，为方便直接放在一个文件夹中）（hospital 文件夹中存有 doctor_information.txt 文件）

在 exe 目录文件夹中找到 exe 文件，双击运行程序

（Qt 编译运行与直接点击运行版运行之后步骤均相同）输入患者的挂号科室编号，点击需要挂号，系统自动分配患者编号与医生

挂满一定人数的界面（显示各科室排队情况，当前已分配的患者编号，各医生的剩余治疗时间）

点击下一分钟按钮刷新时间，对各诊室的情况与 B 超室情况进行更新

随后每按一次下一分钟即可刷新一次时间

刷新时间至所有患者均治疗、检查完毕

在搜索框中输入医生的编号，点击确定搜索即可找到搜索结果（下图为搜索到的结果，会显示医生的编号、患者的编号、患者治疗的时间）

下图为未搜索到的情况

该系统所有功能均已展示，可以自行选择挂号、刷新时间和搜索的顺序与次数，非法行为均已在代码层面拒绝，用户无需担心。

关闭软件后可在 hospital 文件夹中找到医生的诊疗记录，可自行复制（注意：不能手动删除该文件，每次运行程序时会自动清空文件内容，因此文件内容均为本次程序运行时的内容）。

用户可根据以上步骤自行体验该系统。

实践总结

所做的工作

本次课程设计中，我完成了这两个软件完整的开发。这其中包括了对软件的需求分析，软件的系统架构建立、界面 UI 设计、实际代码编写四个过程。在完成软件开发之后，对于本次的课程设计内容进行了总结并形成了设计说明书（即本报告）。

课程设计中，我通过查阅大量网上的资料与聆听老师的授课，学习了 Qt、MFC 这两个绘制 UI 的工具的使用，最终选择采用 Qt 这个目前使用更加广泛的工具完成此次的作业。在代码编写完成后，我还学会了如何通过 windeployqt 对 exe 文件的依赖库进行了自动生成，便于在未安装 Qt 的 Windows 电脑中运行这两个程序。在 debug 的过程中，所有问题我均通过网络上查询自行解决完毕了。

开发结束后（自己设计的黑盒白盒测试均已通过后），我曾将编写程序的运行版发给其他专业的同学们让他们帮助我测试程序的 bug，并且将他们给我的反馈记录后重新 debug，经过 4 轮的测试，才得到了最终完善的软件系统。

总结与收获

本次的课程设计中，我对于 C++ 的语法进行了全面的巩固，对于多文件的全局变量使用、容器类的使用、友元类等等基础知识有了更加深刻的理解与认识。另外，由于过去的程序中，大多数还是面向过程的设计方式，面向对象的设计方式使用较少也不够熟练。通过这一次的训练，我对于自己使用面向对象开发程序更加地有经验且自信了。

这次实验最大的收获是我了解了如何使用 Qt 进行简单的 UI 界面设计。在大二寒假的时候，我曾经帮同学设计过简单的 UI 界面，但是当时我仅仅完成了 UI 画面的搭建，而没有管各类用户接口、按钮命名等等工作，当初的我仅仅认为它就是用来画画图的。然而，在这次深入学习了 Qt 之后，我才知道需要做哪些工作才能更好将它与 C++ 程序进行交融从而达到最终的效果。这也让我感觉有些对不起先前那个同学，这件事也告诉我：不要以为自己是计算机专业便随便给别人出主意，对于自己不了解的领域要谨言慎行。

本次实验过程中，我本来以为第一题算法实现题非常简单，第二题的综合题才是需要耗费我大量时间的“敌人”。然而没有想到，事实情况与我所想的正好完全相反，代码初步开发完成我总共花费了 1 周的时间进行，其中 4 天半是在算法实现，而综合题仅用了 2 天半。编写代码的过程中，特别是在第一题链表的绘制过程，我一直寄希望于找现成的绘制链表的库，然而这显然是不可能的。最终还是全部通过画线、画长方形框手动实现了绘制链表的功能，这也是对遇事不决想调库的我来说一个警告，并非所有东西都有现成的模板，作为计算机专业的学生，我们不应该遇到什么都先寄希望于使用现成的东西，而是应该先培养写这些库的能力，这也是我们相较于其他非科班出身的代码编写者的优势。

编写者总是希望自己的程序时完善的。这也是为什么自己很难找出自己程序里的 bug，我通过寻求他人的帮助，让他们从用户的角度帮我测试程序，也获得了非常好的效果，同时让我意识到软件测试的重要性。

另外，由于本次的课程设计中使用的 Qt 工具对我而言十分陌生，里面出现的各种奇奇怪怪的错误均需要我通过查阅资料来解决，这也极大提升了我通过网络解决问题的能力。

本次实验的综合题，虽然我对应的题只有 2 星，但是我认为这道题有着非常大的意义。我的母亲在医疗系统中工作，我认为通过未来对系统的进一步改善，也许能够开发一套相较于现在更加高效合理的挂号诊疗系统，这也是为什么我没有换题目的原因。在实际开发的过程中，我也确实乐在其中。我希望通过自己的努力让我的成果更加的完善，这也是我前前后后总共花费了 3 周的时间原因。

整体而言，本次的课程设计令我收获颇丰，我的综合能力得到了全方位的提高，在此也十分感谢老师对我的教导，同学们的帮助以及网上资料的作者对我的帮助。没有你们的无私奉献，也没有我的成果与一路上获得的提升，谢谢你们！

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