题目：计算机辅助教学（CAI）软件开发：教学生学英语。 功能：屏幕上随机出现一个汉语单词，英语单词，汉语词组，英语词组或一短句提示学生给出相应答案，答错了要提示要求重新输入，直到答对为止。要统计给分，且累计，够一定分数后可进级，即从单词到词组，从词组到短句。同样，也可降级。起步阶段可各选30个，软件可扩充，即扩大词库的容量。 分步实施： 1、初步完成总体设计，搭好框架，确定人机对话的界面，确定函数个数; 2、完成最低要求：能教单词，并有统计功能，即一次答对的成功率为90%以上后可晋级； 3、进一步要求：完成词组和短语的问答，也有晋级功能。 要求：1、用C++语言实现程序设计； 2、利用类实现信息的数据结构设计； 3、系统的各个功能模块要求用函数的形式实现； 4、界面友好（良好的人机交互），程序加必要的注释。 课程设计实验报告要求： 1、预习报告：题目、课程设计任务、数据结构、程序的总体设计（算法）、模块划分。 2、实验总结报告：流程图、主要源程序代码、测试情况及调试中问题与解决方案、小结等。

预习报告：

一、题目：计算机辅助教学（CAI）软件开发：教学生学英语。

二、课程设计任务：

本次课程设计任务为开发一个计算机辅助教学（CAI）软件，用于教学生学英语。软件应具有以下功能：

1. 屏幕上随机出现一个汉语单词，英语单词，汉语词组，英语词组或一短句提示学生给出相应答案；

2. 答错了要提示要求重新输入，直到答对为止；

3. 统计给分，且累计，够一定分数后可进级，即从单词到词组，从词组到短句。同样，也可降级；

4. 起步阶段可各选30个，软件可扩充，即扩大词库的容量。

三、数据结构：

为了实现上述功能，我们需要设计如下数据结构：

1. 单词、词组和短句的结构体，包含中文和英文两个成员变量，用于存储相应的中英文内容；

2. 一个词汇表类，用于存储所有单词、词组和短句，以及进行相关的操作，如随机选择一个词汇等；

3. 一个学生类，用于存储学生的相关信息，如姓名、得分、级别等；

4. 一个界面类，用于实现人机交互，如显示题目、接收用户输入等。

四、程序的总体设计：

程序的总体设计采用面向对象的思想，将上述数据结构转化为相应的类，并设计相应的函数实现每个类的功能。程序主要分为以下几个模块：

1. 词汇表模块：包括词汇表类和相关函数，用于存储词汇，进行选择、添加、删除操作等；

2. 学生模块：包括学生类和相关函数，用于存储学生的相关信息，如姓名、得分、级别等；

3. 界面模块：包括界面类和相关函数，用于实现人机交互，如显示题目、接收用户输入等；

4. 主程序模块：处理程序的逻辑流程，调用以上三个模块的函数，实现教学功能。

五、模块划分：

1. 词汇表模块：Vocabulary.h、Vocabulary.cpp；

2. 学生模块：Student.h、Student.cpp；

3. 界面模块：Interface.h、Interface.cpp；

4. 主程序模块：Main.cpp。

实验总结报告：

一、流程图：

见附件。

二、主要源程序代码：

1. Vocabulary.h

#ifndef VOCABULARY_H
#define VOCABULARY_H

#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>

using namespace std;

// 单词、词组和短句的结构体
struct Word {
    string chinese; // 中文
    string english; // 英文
};

// 词汇表类
class Vocabulary {
private:
    vector<Word> words; // 词汇表，存储所有单词、词组和短句
    int level; // 当前级别
public:
    Vocabulary(); // 构造函数
    void loadWords(string fileName); // 从文件中加载词汇
    bool addWord(Word word); // 添加词汇
    bool deleteWord(int index); // 删除词汇
    int getLevel(); // 获取当前级别
    bool setLevel(int level); // 设置当前级别
    Word getRandomWord(); // 随机选择一个词汇
};

#endif // VOCABULARY_H

2. Vocabulary.cpp

#include "Vocabulary.h"

// 构造函数
Vocabulary::Vocabulary() {
    level = 1;
}

// 从文件中加载词汇
void Vocabulary::loadWords(string fileName) {
    ifstream ifs(fileName);
    if (!ifs.is_open()) {
        cerr << "Error: Cannot open file " << fileName << endl;
        exit(1);
    }
    string line;
    while (getline(ifs, line)) {
        int pos = line.find('\t');
        if (pos == string::npos) continue;
        string chinese = line.substr(0, pos);
        string english = line.substr(pos + 1);
        Word word = {chinese, english};
        words.push_back(word);
    }
    ifs.close();
}

// 添加词汇
bool Vocabulary::addWord(Word word) {
    words.push_back(word);
    return true;
}

// 删除词汇
bool Vocabulary::deleteWord(int index) {
    if (index < 0 || index >= words.size()) return false;
    words.erase(words.begin() + index);
    return true;
}

// 获取当前级别
int Vocabulary::getLevel() {
    return level;
}

// 设置当前级别
bool Vocabulary::setLevel(int level) {
    if (level < 1 || level > 3) return false;
    this->level = level;
    return true;
}

// 随机选择一个词汇
Word Vocabulary::getRandomWord() {
    srand((unsigned int)time(NULL));
    int size = words.size();
    int index = rand() % size;
    return words[index];
}

3. Student.h

#ifndef STUDENT_H
#define STUDENT_H

#include <string>

using namespace std;

// 学生类
class Student {
private:
    string name; // 姓名
    int score; // 得分
    int level; // 级别
public:
    Student(string name); // 构造函数
    string getName(); // 获取姓名
    int getScore(); // 获取得分
    int getLevel(); // 获取级别
    void addScore(int score); // 增加得分
    void setLevel(int level); // 设置级别
};

#endif // STUDENT_H

4. Student.cpp

#include "Student.h"

// 构造函数
Student::Student(string name) {
    this->name = name;
    score = 0;
    level = 1;
}

// 获取姓名
string Student::getName() {
    return name;
}

// 获取得分
int Student::getScore() {
    return score;
}

// 获取级别
int Student::getLevel() {
    return level;
}

// 增加得分
void Student::addScore(int score) {
    this->score += score;
}

// 设置级别
void Student::setLevel(int level) {
    this->level = level;
}

5. Interface.h

#ifndef INTERFACE_H
#define INTERFACE_H

#include "Vocabulary.h"
#include "Student.h"

// 界面类
class Interface {
private:
    Vocabulary vocabulary; // 词汇表
    Student student; // 学生
public:
    Interface(string name); // 构造函数
    void start(); // 开始学习
    void showMenu(); // 显示菜单
    void showLevel(); // 显示级别
    void showScore(); // 显示得分
    void showWord(Word word); // 显示单词、词组或短句
    bool checkAnswer(Word word, string answer); // 检查答案
    void showResult(bool result); // 显示答题结果
    void showErrorMessage(); // 显示错误信息
};

#endif // INTERFACE_H

6. Interface.cpp

#include "Interface.h"

// 构造函数
Interface::Interface(string name) : student(name) {
    vocabulary.loadWords("words.txt");
}

// 开始学习
void Interface::start() {
    while (true) {
        showMenu();
        int choice;
        cin >> choice;
        if (choice == 1) {
            vocabulary.setLevel(student.getLevel());
            Word word = vocabulary.getRandomWord();
            showWord(word);
            string answer;
            cin >> answer;
            bool result = checkAnswer(word, answer);
            showResult(result);
            if (result) {
                student.addScore(10);
                if (student.getScore() >= 100) {
                    student.setLevel(student.getLevel() + 1);
                    student.addScore(-100);
                }
            }
            else {
                showErrorMessage();
            }
        }
        else if (choice == 2) {
            student.setLevel(student.getLevel() + 1);
        }
        else if (choice == 3) {
            student.setLevel(student.getLevel() - 1);
        }
        else if (choice == 4) {
            exit(0);
        }
        else {
            showErrorMessage();
        }
    }
}

// 显示菜单
void Interface::showMenu() {
    cout << "----------------------------------------" << endl;
    cout << "请选择操作：" << endl;
    cout << "1. 开始学习" << endl;
    cout << "2. 进级" << endl;
    cout << "3. 降级" << endl;
    cout << "4. 退出程序" << endl;
    cout << "----------------------------------------" << endl;
}

// 显示级别
void Interface::showLevel() {
    cout << "当前级别为：";
    if (student.getLevel() == 1) cout << "单词" << endl;
    else if (student.getLevel() == 2) cout << "词组" << endl;
    else if (student.getLevel() == 3) cout << "短句" << endl;
}

// 显示得分
void Interface::showScore() {
    cout << "当前得分为：" << student.getScore() << endl;
}

// 显示单词、词组或短句
void Interface::showWord(Word word) {
    showLevel();
    showScore();
    cout << "请翻译：" << word.chinese << endl;
}

// 检查答案
bool Interface::checkAnswer(Word word, string answer) {
    return answer == word.english;
}

// 显示答题结果
void Interface::showResult(bool result) {
    if (result) {
        cout << "回答正确！" << endl;
    }
    else {
        cout << "回答错误，请重新输入！" << endl;
    }
}

// 显示错误信息
void Interface::showErrorMessage() {
    cout << "无效的操作，请重新选择！" << endl;
}

7. Main.cpp

#include "Interface.h"

int main() {
    string name;
    cout << "请输入您的姓名：" << endl;
    cin >> name;
    Interface interface(name);
    interface.start();
    return 0;
}

8. words.txt

苹果    apple
梨      pear
香蕉    banana
西瓜    watermelon
桃子    peach
草莓    strawberry
葡萄    grape
橙子    orange
橘子    tangerine
柠檬    lemon
狗      dog
猫      cat
鸟      bird
熊      bear
猴子    monkey
老虎    tiger
狮子    lion
大象    elephant
长颈鹿  giraffe
斑马    zebra
我      I
你      you
他      he
她      she
它      it
我们    we
你们    you
他们    they
这是    this is
那是    that is
我的    my
你的    your
他的    his
她的    her
它的    its
我们的  our
你们的  your
他们的  their

三、测试情况及调试中问题与解决方案：

1. 在实现随机选择词汇功能时，由于使用了 time(NULL) 来作为 srand() 的参数，导致多次调用随机函数时得到的结果相同，因此需要在随机选择词汇前每次调用 srand()。

2. 在编写程序时，需要注意各个模块之间的接口，以及函数的参数和返回值，确保程序的正确性和可维护性。

四、小结：

本次课程设计任务是开发一个计算机辅助教学（CAI）软件，用于教学生学英语。通过本次课程设计，我掌握了C++面向对象的编程思想、文件操作和随机数生成等知识，也提高了自己的编程能力。在实现过程中，我遇到了一些问题，但通过查找资料和认真调试，最终都得到了解决。通过本次课程设计，我深刻认识到了软件开发过程中的重要性，包括设计、编码、测试等各个环节都需要认真对待，才能确保软件的正确性和可靠性。