종합 프로젝트: 학생 관리 시스템 (Student Manager)

# 종합 프로젝트: 학생 관리 시스템 (Student Manager)

## 프로젝트 개요

이 프로젝트는 중급 C 과정에서 배운 개념을 종합적으로 활용합니다.

| 활용 개념 | 내용 |
|----------|------|
| 구조체 | `Student` 타입 정의 |
| 동적 할당 | `malloc` / `realloc` / `free` |
| 파일 I/O | 바이너리 파일 저장/불러오기 |
| 포인터 | 구조체 포인터, 함수 인자 |
| 멀티파일 | 헤더·구현·메인 분리 |

---

## 파일 구조

```
student_manager/
├── Makefile
├── student.h       ← 타입 선언, 함수 프로토타입
├── student.c       ← 핵심 로직 구현
└── main.c          ← 메뉴 UI, 진입점
```

---

## student.h

```c
#ifndef STUDENT_H
#define STUDENT_H

#include <stddef.h>

#define NAME_MAX    50
#define DB_PATH     "students.bin"

// 학생 구조체
typedef struct {
    int   id;
    char  name[NAME_MAX];
    int   age;
    float gpa;
} Student;

// 동적 배열 관리 구조체
typedef struct {
    Student *data;
    int      size;
    int      capacity;
} StudentDB;

// 초기화 / 해제
StudentDB *db_create(void);
void       db_destroy(StudentDB *db);

// CRUD
int  db_add(StudentDB *db, const char *name, int age, float gpa);
int  db_remove(StudentDB *db, int id);
Student *db_find_by_id(StudentDB *db, int id);
void db_list(const StudentDB *db);

// 파일 I/O
int  db_save(const StudentDB *db, const char *path);
int  db_load(StudentDB *db, const char *path);

// 정렬
void db_sort_by_gpa(StudentDB *db);

#endif  // STUDENT_H
```

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## student.c

```c
#include "student.h"

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define INIT_CAPACITY 8

/* ── 내부 헬퍼 ── */
static int s_next_id = 1;

static int db_grow(StudentDB *db) {
    int new_cap = db->capacity * 2;
    Student *tmp = realloc(db->data, sizeof(Student) * new_cap);
    if (!tmp) return -1;
    db->data     = tmp;
    db->capacity = new_cap;
    return 0;
}

/* ── 초기화 / 해제 ── */
StudentDB *db_create(void) {
    StudentDB *db = malloc(sizeof(StudentDB));
    if (!db) return NULL;

db->data = malloc(sizeof(Student) * INIT_CAPACITY);
    if (!db->data) { free(db); return NULL; }

db->size     = 0;
    db->capacity = INIT_CAPACITY;
    return db;
}

void db_destroy(StudentDB *db) {
    if (!db) return;
    free(db->data);
    free(db);
}

/* ── CRUD ── */
int db_add(StudentDB *db, const char *name, int age, float gpa) {
    if (db->size == db->capacity) {
        if (db_grow(db) != 0) return -1;
    }

Student *s = &db->data[db->size++];
    s->id  = s_next_id++;
    strncpy(s->name, name, NAME_MAX - 1);
    s->name[NAME_MAX - 1] = '\0';
    s->age = age;
    s->gpa = gpa;
    return s->id;
}

int db_remove(StudentDB *db, int id) {
    for (int i = 0; i < db->size; i++) {
        if (db->data[i].id == id) {
            // 마지막 원소와 교환 후 size 감소
            db->data[i] = db->data[--db->size];
            return 0;
        }
    }
    return -1;  // 찾지 못함
}

Student *db_find_by_id(StudentDB *db, int id) {
    for (int i = 0; i < db->size; i++) {
        if (db->data[i].id == id) return &db->data[i];
    }
    return NULL;
}

void db_list(const StudentDB *db) {
    if (db->size == 0) {
        printf("  (등록된 학생이 없습니다)\n");
        return;
    }
    printf("  %-4s  %-20s  %-4s  %s\n", "ID", "이름", "나이", "GPA");
    printf("  %s\n", "----  --------------------  ----  ----");
    for (int i = 0; i < db->size; i++) {
        const Student *s = &db->data[i];
        printf("  %-4d  %-20s  %-4d  %.2f\n", s->id, s->name, s->age, s->gpa);
    }
}

/* ── 파일 I/O ── */
int db_save(const StudentDB *db, const char *path) {
    FILE *fp = fopen(path, "wb");
    if (!fp) { perror("db_save: fopen"); return -1; }

// [다음 ID][학생 수][학생 배열...]
    fwrite(&s_next_id, sizeof(int), 1, fp);
    fwrite(&db->size,  sizeof(int), 1, fp);
    fwrite(db->data, sizeof(Student), db->size, fp);

fclose(fp);
    return 0;
}

int db_load(StudentDB *db, const char *path) {
    FILE *fp = fopen(path, "rb");
    if (!fp) return -1;  // 파일 없으면 빈 DB로 시작

int n = 0;
    fread(&s_next_id, sizeof(int), 1, fp);
    fread(&n,         sizeof(int), 1, fp);

// 필요 용량 확보
    while (db->capacity < n) {
        if (db_grow(db) != 0) { fclose(fp); return -1; }
    }

fread(db->data, sizeof(Student), n, fp);
    db->size = n;

fclose(fp);
    return 0;
}

/* ── 정렬 ── */
static int cmp_gpa_desc(const void *a, const void *b) {
    const Student *sa = (const Student *)a;
    const Student *sb = (const Student *)b;
    if (sa->gpa > sb->gpa) return -1;
    if (sa->gpa < sb->gpa) return  1;
    return 0;
}

void db_sort_by_gpa(StudentDB *db) {
    qsort(db->data, db->size, sizeof(Student), cmp_gpa_desc);
}
```

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## main.c

```c
#include "student.h"

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

static void print_menu(void) {
    printf("\n===== 학생 관리 시스템 =====\n");
    printf("  1. 학생 추가\n");
    printf("  2. 학생 목록\n");
    printf("  3. 학생 검색 (ID)\n");
    printf("  4. 학생 삭제\n");
    printf("  5. GPA 순 정렬\n");
    printf("  6. 저장 후 종료\n");
    printf("선택: ");
}

int main(void) {
    StudentDB *db = db_create();
    if (!db) {
        fprintf(stderr, "DB 초기화 실패\n");
        return 1;
    }

// 기존 데이터 불러오기 (없으면 빈 DB)
    db_load(db, DB_PATH);

int choice;
    while (1) {
        print_menu();
        if (scanf("%d", &choice) != 1) break;
        getchar();  // 개행 소비

if (choice == 1) {
            // 학생 추가
            char name[NAME_MAX];
            int  age;
            float gpa;

printf("이름: ");  fgets(name, sizeof(name), stdin);
            // 개행 제거
            name[strcspn(name, "\n")] = '\0';

printf("나이: ");  scanf("%d",  &age);
            printf("GPA:  ");  scanf("%f",  &gpa);
            getchar();

int id = db_add(db, name, age, gpa);
            if (id < 0) printf("추가 실패\n");
            else        printf("추가됨 (ID: %d)\n", id);

} else if (choice == 2) {
            // 목록
            db_list(db);

} else if (choice == 3) {
            // 검색
            int id;
            printf("검색할 ID: ");
            scanf("%d", &id);
            getchar();

Student *s = db_find_by_id(db, id);
            if (!s) printf("ID %d 학생을 찾을 수 없습니다.\n", id);
            else    printf("  [%d] %s / %d세 / GPA %.2f\n",
                           s->id, s->name, s->age, s->gpa);

} else if (choice == 4) {
            // 삭제
            int id;
            printf("삭제할 ID: ");
            scanf("%d", &id);
            getchar();

if (db_remove(db, id) == 0) printf("삭제 완료\n");
            else                         printf("ID %d 학생 없음\n", id);

} else if (choice == 5) {
            // 정렬
            db_sort_by_gpa(db);
            printf("GPA 내림차순 정렬 완료\n");
            db_list(db);

} else if (choice == 6) {
            // 저장 후 종료
            if (db_save(db, DB_PATH) == 0) printf("저장 완료: %s\n", DB_PATH);
            else                            printf("저장 실패\n");
            break;

} else {
            printf("잘못된 선택입니다.\n");
        }
    }

db_destroy(db);
    return 0;
}
```

---

## Makefile

```makefile
CC      = gcc
CFLAGS  = -Wall -Wextra -std=c11 -g
TARGET  = student_manager
SRCS    = main.c student.c
OBJS    = $(SRCS:.c=.o)

.PHONY: all clean run

all: $(TARGET)

$(TARGET): $(OBJS)
	$(CC) $(OBJS) -o $@

%.o: %.c
	$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

run: all
	./$(TARGET)

clean:
	rm -f $(OBJS) $(TARGET) $(DB_PATH)
```

---

## 빌드 및 실행

```bash
make        # 빌드
make run    # 빌드 + 실행
make clean  # 정리
```

---

## 학습 포인트 정리

| 기능 | 사용한 개념 |
|------|-----------|
| `StudentDB` 동적 배열 | `malloc`, `realloc`, 구조체 |
| `db_add` | 포인터, 구조체 배열 확장 |
| `db_remove` | 배열 원소 삭제 패턴 (swap with last) |
| `db_save` / `db_load` | `fwrite`, `fread`, 바이너리 파일 |
| `db_sort_by_gpa` | `qsort`, 함수 포인터 |
| `static s_next_id` | static 전역 변수 |
| `static db_grow` | static 함수 (내부 헬퍼) |
| 헤더 분리 | `.h` 선언 + `.c` 정의 |
| Makefile | 자동화 빌드 |

---

## 확장 아이디어

- 이름으로 검색 (`strstr` 활용)
- 학과 필드 추가
- CSV 텍스트 파일로도 내보내기
- 페이지네이션 목록 출력
- 최고/최저 GPA 학생 바로 조회

종합 프로젝트: 학생 관리 시스템 (Student Manager)

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