目录

一、需求分析

        1、学生管理系统应具备的功能

                ①添加学生及成绩信息

                ②将学生信息保存到文件中

                ③修改和删除学生信息

                ④查询学生信息

                ⑤根据学生成绩进行排序

                ⑥统计学生的总分

二、系统设计

1、系统功能结构

        1.1学生信息管理系统的7大模块

                ①录入学生信息模块（insert()）

                ②查找学生信息模块(search())

                ③删除学生信息模块(delete())

                ④修改学生信息模块(modify())

                ⑤学生成绩排名模块(sort())

                ⑥统计学生总人数模块(total())

                ⑦显示全部学生信息模块

2、系统业务流程

三、系统开发必备工具 

        1、系统开发环境

                操作系统：win7

                Python解释器版本:Python3.8

                开发工具：PyCharm

                Python内置模块:os,re

        2、项目目录结构

 四、主函数设计

         1、系统主界面运行效果图

        2、主函数的业务流程

         3、实现主函数

        4、代码与结果演示及讲解

                ①实现主函数之前要先把主菜单函数设计好，及我们的menum();菜单设计相对简单，只需要根据我们的设计，照样输出即可。

def menum():#菜单
    print("===========================学生信息管理系统==========================")
    print('-------------------------------功能菜单----------------------------')
    print('\t\t\t\t\t\t1.录入学生信息')
    print('\t\t\t\t\t\t2.查找学生信息')
    print('\t\t\t\t\t\t3.删除学生信息')
    print('\t\t\t\t\t\t4.修改学生信息')
    print('\t\t\t\t\t\t5.对学生成绩排序')
    print('\t\t\t\t\t\t6.统计学生总人数')
    print('\t\t\t\t\t\t7.显示所有学生总数')
    print('\t\t\t\t\t\t0.退出系统')
    print('-----------------------------------------------------------------------')

                 ②在主函数中显示主菜单，然后进行循环，因为信息可以一直加，所以循环采用的是while True:,然后再根据所输入的数字，进入对应的函数实现相应的功能。具体的函数功能可以慢慢的实现，先把框架搭建起来。

def main():#主函数
    while True:
        menum()
        choice=int(input('请选择：'))
        if choice in [0,1,2,3,4,5,6,7]:
            if choice==0:
                answer=input('您确定要退出系统吗？y/n')
                if answer=='y':
                    #print('谢谢您的使用')
                    break
                else :
                    continue
            elif choice==1:
                insert()
            elif choice==2:
                search()
            elif choice==3:
                delete()
            elif choice==4:
                modify()
            elif choice==5:
                sort()
            elif choice==6:
                total()
            elif choice==7:
                show()
        else:
            print('您输入的有误，请重新输入')
            main()

  五、学生信息维护模式设计

        1、录入学生信息功能

                1、1实现录入学生信息功能

                        从控制台录入学生信息，并且把它们保存到磁盘中

                1、2业务流程

                1、3具体实现 

                1、4代码与结果演示及讲解

def insert():#插入
    student_lst=[]#声明一个列表，用于存储学生信息
    while True:
        id=input('请输入id（如1001）：')
        if not id:#如果输入为空，那么id的值为False,就进入不了循环，所以加一个not即可判断是否为空
            break
        name=input('请输入名字（如张三）：')
        if not name:
            break
        try:
            english=int(input('请输入英语成绩：'))
            python = int(input('请输入python成绩：'))
            java = int(input('请输入java成绩：'))
        except:
            print('您输入的有误，请重新输入')
            continue

        #将录入的学生信息保存到字典中
        student={'id':id,'name':name,'english':english,'python':python,'java':java}
        student_lst.append(student)
        answer=input('是否继续添加？y/n')
        if answer=='y':
            continue
        else:
            break

    #调用save()函数
    save(student_lst)
    print('学生信息完毕!!!')

def save(lst):
    try:
        stu_text=open(filename,'a',encoding='utf-8')#打开文件，以追加的形式
    except:
        stu_text=open(filename,'w',encoding='utf-8')#以只写的形式打开文件
    for item in lst:
        stu_text.write(str(item)+'\n')
    stu_text.close()

                        ① 先声明一个列表，用来存储学生信息

                        ②根据流程，在一个while:True的循环中输入学生id，为了防止输入为空，要进行一个判断是否为空，如果为空，则其bool值为False，所以进行的是not id 判断；对姓名同样如此，但是对成绩则不一样，因为成绩只能为整数，为了防止用户输入错误，这里采用异常处理，提示用户输入错误；然后再将学生的信息保存到字典当中（因为字典是以键值对的形式存储的），然后再将字典中的值添加到最初声明的列表中；添加之后要保存到磁盘中，这时候就要调用save函数了；

                        ③save进行将数据存入磁盘中，当文件存在时，以追加的形式打开，如果文件不存在则以写的形式打开存储到一个变量当中，然后遍历列表，将数据存入磁盘之中；因为成绩是int 型，所以需要进行数据类型转换

        2、删除学生信息功能

                2、1实现删除学生信息功能

                                从控制台录入学生id到磁盘文件中找到对应的学生信息，并将其删除

                2、2业务流程

                2、3具体实现 

                2、4代码与结果演示及讲解

def delete():
    while True:
        student_id=input('请输入要删除的学生的ID:')
        if student_id!='':#输入的id不为空
            if os.path.exists(filename):#判断文件是否存在
                with open(filename,'r',encoding='utf-8') as file:#打开文件
                    student_old=file.readlines()#读取所有数据，放到列表当中
            else:
                student_old=[]
            flag=False   #标记是否删除
            if student_old:#如果列表不空，用只写的方式打开，将原有类容进行覆盖
                with open(filename,'w',encoding='utf-8') as wfile:
                    d={}
                    for item in student_old:#遍历列表，读出的是一个字符串
                        d=dict(eval(item))#将字符串转成字典
                        if d['id']!=student_id:#如果不相等就把其写入
                            wfile.write(str(d)+'\n')
                        else:#相等就删除
                            flag=True
                    if flag:
                        print(f'id为{student_id}的学生信息以被删除')
                    else:
                        print(f'没有找到ID为{student_id}的学生信息')
            else:
                print('无学生信息')
                break
            show() #删除之后要重新显示所有学生信息
            answer=input('是否继续删除?y/n')
            if answer=='y':
                continue
            else:
                break

                                ①先输入学生id，然后判断其是否为空（因为循环是while:True是一直循环的，当其输入为空时，无法进入下一步，就会显示请输入ID），若不为空，然后再判断其文件是否存在，如果存在则以只读的方式打开，放入列表中，若为空，则说明文件中无信息，将列表赋值为空值

                     ②设一个标识符（判断是否成功删除），若列表不为空，以只写的方式打开文件，然后遍历列表，将列表中的内容存储到字典当中,如果字典中的id和要删除的id不相等则写入文件，否则不写入。

注意：此处的删除不是把文件中的内容删除，而是通过重新写入的方式将以前的内容覆盖掉，如果id相等了就不写入。

        3、修改学生信息功能

                3、1实现学生信息修改功能

                        从控制台录入学生id到磁盘文件中找到对应的学生信息，将其进行修改 

                3、2业务流程

                3、3具体实现

                 3、4代码与结果演示及讲解

def modify():
    show()
    if os.path.exists(filename):#判断这个文件是否存在
        with open(filename,'r',encoding='utf-8') as rfile:
            student_old=rfile.readlines()#以只读的形式赋给列表
    else :
        return
    student_id=input('请输入要修改的学生id:')
    with open(filename,'w',encoding='utf_8') as wfile:
        for item in student_old:
            d=dict(eval(item))
            if d['id']==student_id:
                print('找到学生信息，可以修改他的相关信息了！')
                while True:
                    try:
                        d['name']=input('请输入姓名:')
                        d['englist']=input('请输入英语成绩:')
                        d['python']=input('请输入python成绩：')
                        d['java']=input('请输入java成绩：')
                    except:
                        print('您的输入有误，请重新输入！！！')
                    else :
                        break
                wfile.write(str(d)+'\n')
                print('修改成功')
            else:
                wfile.write(str(d)+'\n')
        answer=input('是否修改其他学生信息？y/n\n')
        if answer=='y':
            modify()

                        ①修改学生信息之前先把所有的信息展现出来，以防止不知道有哪些信息能更改，show()就是展示函数，但是目前还没写。

                        ②输入学生id以只读的方式打开文件，然后存到列表中，再遍历列表判断是否有id相等的，如果相等则修改（也就是覆盖操作），如果没有则正常写入文件中。

六、查询/统计模块设计

        1、查找学生信息功能

                1、1实现查询学生信息功能

                        从控制台录入学生信息到磁盘文件中查找对应的学生信息

                1、2业务流程

                        1、3具体实现 

                         1、4代码与结果演示及讲解

def search():
    student_query=[]#声明一个列表
    while True:
        id=''
        name=''
        if os.path.exists(filename):#判断文件是否存在
            mode=input('按id查找请输入1，按姓名查找请输入2')
            if mode=='1':
                id=input('请输入学生ID:')
            elif mode=='2':
                name=input('请输入学生姓名:')
            else:
                print('您的输入有误，请重新输入')
                search()
            with open(filename,'r',encoding='utf-8') as rfile:#以只读的方式打开
                student=rfile.readlines()#获取全部的内容存入列表中
                for item in student:#遍历列表存入字典中
                    d=dict(eval(item))
                    if id!='':#因为有两种查询方式，再加上最开始默认值为0，所以进行判断用哪种方式
                        if d['id']==id:
                            student_query.append(d)#如果查询的id在字典中，则将内容添加到新的列表中
                    elif name!='':
                        if d['name']==name:
                            student_query.append(d)#如果查询到name在字典中，则将内容添加到新的列表中
            #显示查询结果
            show_student(student_query)#展现新的列表，需要格式化输出
            #清空列表
            student_query.clear()
            answer=input('是否要继续查询？y/n\n')
            if answer=='y':
                continue
            else:
                break

        else:
            print('暂未保存学生信息')
            return

def show_student(lst):
    if len(lst)==0:
        print('没有查询到学生信息，无数据显示！！！')
        return
    #定义标题的显示格式
    format_title='{:^6}\t{:^12}\t{:^8}\t{:^10}\t{:^10}\t{:^8}'
    print(format_title.format('ID','姓名','英语成绩','python成绩','java成绩','总成绩'))
    #定义内容的显示格式
    format_data='{:^6}\t{:^12}\t{:^8}\t{:^10}\t{:^10}\t{:^8}'
    for item in lst:
        print(format_data.format(item.get('id'),
                                 item.get('name'),
                                 item.get('englist'),
                                 item.get('python'),
                                 item.get('java'),
                                 int(item.get('englist'))+int(item.get('python'))+int(item.get('java'))
                                 ))

                             ①首先要声明一个列表，用来存储找到的信息

                             ②判断文件是否存在，然后选择按ID还是名字查询

                              ③ 将文件以只读的模式打开，然后判断ID或名字是否存在，若存在则存入新的列表中，即最开始声明的列表中，然后以一个格式化的样式输出。

                                ④格式化输出   

        2、统计学生总人数

                2、1实现统计学生总人数功能

                        统计学生信息文件中保存的学生信息个数 

                2、2业务流程

                2、3具体实现

                2、4 代码与结果演示及讲解

def total():
    if os.path.exists(filename):#判断文件是否存在
        with open(filename,'r',encoding='utf-8') as rfile:#只读的模式打开文件
            students=rfile.readlines()#获取文件中全部内容，存入列表中
            if students:
                print(f'一共有{len(students)}名学生')
            else:
                print('还没有录入学生信息')
    else:
        print('暂未保存数据.....')

    这个思路就相对简单了，看代码就可以理解了，就不过多介绍了

        3、显示所有学生信息功能

                3、1实现显示所有学生信息功能

                        将学生信息文件中保存的全部学生信息获取并显示

                3、2业务流程

                3、3具体实现

                3、4代码与结果演示及讲解

def show():
    studetn_lst=[]
    if os.path.exists(filename):
        with open(filename,'r',encoding='utf-8') as rfile:
            students=rfile.readlines()
            for item in students:
                studetn_lst.append(eval(item))
            if studetn_lst:
                show_student(studetn_lst)

def show_student(lst):
    if len(lst)==0:
        print('没有查询到学生信息，无数据显示！！！')
        return
    #定义标题的显示格式
    format_title='{:^6}\t{:^12}\t{:^8}\t{:^10}\t{:^10}\t{:^8}'
    print(format_title.format('ID','姓名','英语成绩','python成绩','java成绩','总成绩'))
    #定义内容的显示格式
    format_data='{:^6}\t{:^12}\t{:^8}\t{:^10}\t{:^10}\t{:^8}'
    for item in lst:
        print(format_data.format(item.get('id'),
                                 item.get('name'),
                                 item.get('englist'),
                                 item.get('python'),
                                 item.get('java'),
                                 int(item.get('englist'))+int(item.get('python'))+int(item.get('java'))
                                 ))

 这个与查询学生信息类似，只是少了个判断的环节，把所有的信息都展现出来

七、排序模块设计

        1、排序模块的设计

                1、1实现按学生成绩排序功能

                1、2业务流程

                1、3具体实现

                   1、4代码与结果演示及讲解

def sort():
    show()#显示所有学生信息
    if os.path.exists(filename):#判断文件是否存在
        with open(filename,'r',encoding='utf-8') as rfile:
            student_list=rfile.readlines()#读取所有信息
        student_new = []
        for item in student_list:#编列列表，存入新的列表中
            d=dict(eval(item))
            student_new.append(d)
    else:
        return
    asc_or_desc=input('请选择(0,升序  1,降序)')
    if asc_or_desc=='0':#之所以升序是False是因为python内置函数的原因
        asc_or_desc_bool=False
    elif asc_or_desc=='1':
        asc_or_desc_bool=True
    else:
        print('您的输入有误，请重新输入')
        sort()
    mode=input('请选择排序方式（1.按英语成绩排序 2.按Python成绩排序 3.按java成绩排序 0.按总成绩排序：')
    if mode=='1':
        student_new.sort(key=lambda x:int(x['englist']),reverse=asc_or_desc_bool)
    elif mode=='2':
        student_new.sort(key=lambda x: int(x['python']), reverse=asc_or_desc_bool)
    elif mode=='3':
        student_new.sort(key=lambda x: int(x['java']), reverse=asc_or_desc_bool)
    elif mode=='0':
        student_new.sort(key=lambda x: int(x['englist'])+int(x['python'])+int(x['java']), reverse=asc_or_desc_bool)
    else:
        print('您输入有误，请重新 输入！！！')
        sort()
    show_student(student_new)

 八、总结

        这是用python做的第一个项目，学起来还是有那么点吃力的，主要是对磁盘文件的读取以及整个的逻辑思维这一块的问题。把整个项目复盘了一遍后发现其实没那么难，只是最开始做起来逻辑思维跟知识的运用没有那么熟练，总结下来之后整体的大致思路以及操作大致掌握清楚，接下来要做的就是巩固以及熟练掌握。