Python实战：手把手教你打造学生管理系统

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前言
学生管理系统是学习Python编程的一个经典实战项目，它涵盖了文件操作、数据结构、面向对象编程等核心知识点。本文将带你从零开始，使用Python开发一个功能完整的学生管理系统，适合Python初学者练手。

一、系统功能设计
我们首先规划系统的基本功能：

学生信息管理：添加、删除、修改、查询学生信息

学生成绩管理：录入、修改、统计成绩

数据持久化：将数据保存到文件

用户界面：简单的控制台交互界面

二、核心代码实现

1. 学生类设计

class Student:
    def __init__(self, id, name, gender, age, scores=None):
        self.id = id          # 学号
        self.name = name      # 姓名
        self.gender = gender  # 性别
        self.age = age       # 年龄
        self.scores = scores if scores else {}  # 成绩字典，科目:分数
        
    def __str__(self):
        score_info = ', '.join([f"{k}:{v}" for k, v in self.scores.items()])
        return f"学号:{self.id} 姓名:{self.name} 性别:{self.gender} 年龄:{self.age} 成绩:{score_info}"

2. 管理系统类设计

import json
import os

class StudentManager:
    def __init__(self, file_path='students.json'):
        self.file_path = file_path
        self.students = {}
        self.load_data()
    
    def load_data(self):
        """从文件加载数据"""
        if os.path.exists(self.file_path):
            with open(self.file_path, 'r', encoding='utf-8') as f:
                data = json.load(f)
                for sid, info in data.items():
                    self.students[sid] = Student(
                        id=sid,
                        name=info['name'],
                        gender=info['gender'],
                        age=info['age'],
                        scores=info['scores']
                    )
    
    def save_data(self):
        """保存数据到文件"""
        data = {}
        for sid, student in self.students.items():
            data[sid] = {
                'name': student.name,
                'gender': student.gender,
                'age': student.age,
                'scores': student.scores
            }
        with open(self.file_path, 'w', encoding='utf-8') as f:
            json.dump(data, f, ensure_ascii=False, indent=4)
    
    def add_student(self, student):
        """添加学生"""
        if student.id in self.students:
            print(f"学号{student.id}已存在！")
            return False
        self.students[student.id] = student
        self.save_data()
        print("添加成功！")
        return True
    
    def delete_student(self, student_id):
        """删除学生"""
        if student_id not in self.students:
            print(f"学号{student_id}不存在！")
            return False
        del self.students[student_id]
        self.save_data()
        print("删除成功！")
        return True
    
    def update_student(self, student_id, **kwargs):
        """更新学生信息"""
        if student_id not in self.students:
            print(f"学号{student_id}不存在！")
            return False
        
        student = self.students[student_id]
        for key, value in kwargs.items():
            if hasattr(student, key):
                setattr(student, key, value)
        
        self.save_data()
        print("更新成功！")
        return True
    
    def query_student(self, student_id):
        """查询学生信息"""
        student = self.students.get(student_id)
        if student:
            print(student)
        else:
            print(f"学号{student_id}不存在！")
        return student
    
    def list_all_students(self):
        """列出所有学生"""
        if not self.students:
            print("暂无学生信息！")
            return
        
        for student in self.students.values():
            print(student)
    
    def add_score(self, student_id, subject, score):
        """添加成绩"""
        if student_id not in self.students:
            print(f"学号{student_id}不存在！")
            return False
        
        self.students[student_id].scores[subject] = score
        self.save_data()
        print("成绩添加成功！")
        return True
    
    def get_average_score(self, student_id):
        """计算平均成绩"""
        student = self.query_student(student_id)
        if not student or not student.scores:
            return None
        
        return sum(student.scores.values()) / len(student.scores)

3. 用户界面实现

def show_menu():
    print("\n" + "="*30)
    print("学生管理系统")
    print("1. 添加学生")
    print("2. 删除学生")
    print("3. 修改学生信息")
    print("4. 查询学生信息")
    print("5. 显示所有学生")
    print("6. 录入学生成绩")
    print("7. 计算平均成绩")
    print("0. 退出系统")
    print("="*30)

def main():
    manager = StudentManager()
    
    while True:
        show_menu()
        choice = input("请选择操作：")
        
        if choice == '1':
            print("\n添加学生信息")
            sid = input("学号：")
            name = input("姓名：")
            gender = input("性别：")
            age = input("年龄：")
            student = Student(sid, name, gender, age)
            manager.add_student(student)
        
        elif choice == '2':
            print("\n删除学生")
            sid = input("请输入要删除的学号：")
            manager.delete_student(sid)
        
        elif choice == '3':
            print("\n修改学生信息")
            sid = input("请输入要修改的学号：")
            if sid in manager.students:
                print("请输入要修改的信息（不修改直接回车）：")
                name = input(f"姓名({manager.students[sid].name})：") or None
                gender = input(f"性别({manager.students[sid].gender})：") or None
                age = input(f"年龄({manager.students[sid].age})：") or None
                
                update_data = {}
                if name: update_data['name'] = name
                if gender: update_data['gender'] = gender
                if age: update_data['age'] = age
                
                if update_data:
                    manager.update_student(sid, **update_data)
                else:
                    print("未修改任何信息！")
            else:
                print("学号不存在！")
        
        elif choice == '4':
            print("\n查询学生信息")
            sid = input("请输入要查询的学号：")
            manager.query_student(sid)
        
        elif choice == '5':
            print("\n所有学生信息：")
            manager.list_all_students()
        
        elif choice == '6':
            print("\n录入学生成绩")
            sid = input("学号：")
            subject = input("科目：")
            score = float(input("分数："))
            manager.add_score(sid, subject, score)
        
        elif choice == '7':
            print("\n计算平均成绩")
            sid = input("请输入学号：")
            avg = manager.get_average_score(sid)
            if avg is not None:
                print(f"平均成绩：{avg:.2f}")
            else:
                print("无法计算平均成绩")
        
        elif choice == '0':
            print("感谢使用学生管理系统，再见！")
            break
        
        else:
            print("无效选择，请重新输入！")

if __name__ == '__main__':
    main()

三、系统功能扩展建议
数据验证：添加输入数据的合法性验证

异常处理：增强系统的健壮性

多条件查询：支持按姓名、年龄等条件查询

成绩分析：添加成绩统计、排名功能

图形界面：使用Tkinter或PyQt开发GUI界面

数据库支持：使用SQLite或MySQL替代文件存储

四、项目总结
通过这个项目，我们实现了：

面向对象编程思想的应用

JSON文件的数据持久化

字典等数据结构的灵活使用

控制台交互界面的设计

最后：
希望你编程学习上不急不躁,按照计划有条不紊推进,把任何一件事做到极致,都是不容易的,加油,努力！相信自己！

文末福利
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