Python实现基于链表的学生管理系统
本文介绍使用Python实现的一个简单学生管理系统。系统采用单链表作为核心数据结构,通过抽象基类定义增删改查接口,并利用pickle模块实现内存数据的持久化存储。结合ConfigParser解析配置文件以支持策略模式切换,最终通过命令行界面完成交互。
Python学生管理系统概述
本文分享了一个使用Python编写的简易学生管理系统的具体代码示例,供读者参考学习。
学生管理系统
在学习多种编程语言时,编写管理系统是常见的练习项目。这类系统主要涉及对数据的增、删、查、改操作,原理相对简单,非常适合作为入门练手的小程序。
数据结构与持久化设计
数据结构设计
为了保存数据,需要选择合适的结构。例如C语言中的结构体,或Python中的列表、字典和类。在本示例中,作者选用链表作为学生数据的数据结构,通过定义Node类和Student_LinkList类来实现链表功能。
数据持久化机制
程序运行期间,数据仅保存在内存中,一旦程序退出,数据将无法恢复。因此,需要将内存中的数据保存到文件或数据库中,这一过程称为数据持久化。
本程序利用Python标准库pickle提供的dump()和load()方法,实现了数据的序列化与反序列化,从而完成持久化存储。
配置管理与类架构
配置文件管理
引入配置文件可以方便地在程序中使用不同的子类实现,提高系统的灵活性。
本程序使用configparser模块来解析配置文件,配置文件名为Student.ini。
#Student.ini文件
[Student]
student = Student_LinkList
[Persistence]
persistence = Persistence_Pickle
file = student.pik
类关系架构
系统主要包含以下类及其关系: - Student:与学生数据相关的抽象类,子类包括Student_LinkList。 - Persistence:与持久化相关的抽象类,子类包括Persistence_Pickle。 - MyConfigure:负责读取配置文件的类。 - UI:交互相关的父类,子类包括Cmd_UI。
界面预览

系统源码与界面
源码展示
'''
使用单链表实现的学生管理系统
'''
import pickle
import abc
import configparser
class Student(abc.ABC):
'''
抽象学生类
'''
@abc.abstractmethod
def add(self):
'''
增加学生结点
'''
pass
@abc.abstractmethod
def ladd(self):
'''
从左侧增加学生结点
'''
pass
@abc.abstractmethod
def delete(self,id_):
'''
根据id值来删除一个结点
'''
pass
@abc.abstractmethod
def delete_name(self,name):
'''
根据姓名来删除一个结点
'''
pass
@abc.abstractmethod
def insert(self,idx,val):
'''
插入到指定的位置
'''
pass
@abc.abstractmethod
def show(self):
'''
显示所有的学生结点
'''
pass
@abc.abstractmethod
def search_id(self):
'''
根据id查询节点
'''
pass
@abc.abstractmethod
def search_name(self):
'''
根据name查询节点
'''
@abc.abstractmethod
def modity_id(self):
'''
根据id找到节点,然后修改
'''
pass
class Node(object):
'''
学生链表结点
'''
def __init__(self,id_: int,name: str,sex: str,age: int,score: int):
self.id = id_
self.name = name
self.sex = sex
self.age = age
self.score = score
self.next = None
def modity(self,id_,name,sex,age,score):
'''
修改
'''
self.id = id_
self.name = name
self.sex = sex
self.age = age
self.score = score
def __str__(self):
'''
用于显示输出
'''
return f"[学生:{self.id:^2}]-->name:{self.name:^10}sex:{self.sex:^10}age:{self.age:^10}score:{self.score:^10}"
class Student_LinkList(Student):
'''
学生链表
'''
def __init__(self):
self.head = Node(-1,'head','-1',-1,-1)
self.length = 0
self.tail = self.head #尾部结点用于尾插
def add(self,id_,name,sex,age,score):
'''
添加一个学生结点,尾插
'''
#print('当前tail的值',self.tail)
temp = Node(id_,name,sex,age,score)
self.tail.next = temp
self.tail = self.tail.next
self.length += 1
print('[info]:添加成功')
def ladd(self,id_,name,sex,age,score):
'''
添加一个学生,头插
'''
temp = Node(id_,name,sex,age,score)
temp.next = self.head.next
self.head.next = temp
if self.tail == self.head:
self.tail = temp
self.length += 1
print('[info]:添加成功')
def delete(self,id_):
'''
根据id值来删除一个结点,用迭代实现
'''
p = self.head
while p.next != None and p.next.id != id_:
p = p.next
if p.next == None:
print('[error]:找不到id')
return -1
else:
temp = p.next
p.next = temp.next
#如果删除的是尾结点,还要移动tail
if temp.next == None:
self.tail = p
del temp
print('[info]:删除成功')
def delete_name(self,name):
'''
根据姓名来删除一个结点,用递归实现
'''
def _func(node: Node,name: str):
'''
递归函数
'''
#到了尾巴节点了,还没有找到
if node.next == None:
print('[info]:找不到name')
return False
elif node.next.name == name:
temp = node.next
node.next = temp.next
#如果删除的是尾结点,还要移动tail
if temp.next == None:
self.tail = node
del temp
print('[info]:删除成功')
return True
else:
return _func(node.next,name)
t = self.head
return _func(t,name)
def insert(self,idx,id_,name,sex,age,score):
'''
在指定位置插入数据
'''
if idx > self.length or idx == 0:
print(f'[error]:你输入的索引非法(1-{self.length})')
return 0
p,cur = self.head,0
while p != None and cur < idx-1:
p = p.next
if cur < idx-1:
return -1
else:
temp = Node(id_,name,sex,age,score)
temp.next = p.next
p.next = temp
return True
print('[info]:插入成功')
def search_id(self,id_):
'''
根据id查询节点
'''
p = self.head
while p != None and p.id != id_:
p = p.next
if p == None:
return -1
else:
return p
def search_name(self,name):
'''
根据name查询节点
'''
p = self.head
def _func(node: Node,name: str):
'''
递归函数
'''
if node == None:
return -1
elif node.name == name:
return node
return _func(node.next,name)
return _func(p,name)
def modity_id(self,id0,id_,name,sex,age,score):
'''
根据id找到节点,然后修改
'''
node = self.search_id(id0)
if node == -1:
print('[error]:找不到该id')
return -1
else:
node.modity(id_,name,sex,age,score)
def show(self):
'''
显示所有的学生结点,迭代
'''
print(f'\n{"-"*25}以下是系统内数据{"-"*25}')
temp = []
p = self.head
while p != None:
temp.append(p)
p = p.next
return temp
class Student_Array():
'''
用数组实现学生数据存储
'''
pass
class Student_Queue():
'''
用队列实现
'''
pass
class Student_Dict():
'''
用队列实现
'''
pass
class Persistence(abc.ABC):
'''
链表数据的持久化
'''
@abc.abstractmethod
def save(self):
'''
把对象保存
'''
pass
@abc.abstractmethod
def load(self):
'''
加载对象
'''
pass
class Persistence_Pickle(Persistence):
'''
使用pickle来序列化
'''
def __init__(self,cls: Student,file_):
self.filename = file_
self.obj = None
self.cls = cls
def save(self):
with open(self.filename,'wb') as f:
pickle.dump(self.obj,f)
def load(self):
try:
with open(self.filename,'rb') as f:
temp = pickle.load(f)
except:
temp = globals()[self.cls]()
print('返回temp:',type(temp))
self.obj = temp
return temp
class Persistence_File(Persistence):
'''
使用文件来持久化
'''
pass
class Persistence_Mysql(Persistence):
'''
使用Mysql数据库来持久化
'''
pass
class Persistence_Socket(Persistence):
'''
使用远程套接字持久化
'''
pass
class MyConfigure(object):
'''
用来读取配置文件的类
'''
def __init__(self):
self.config = configparser.ConfigParser()
def save(self):
'''
保存配置文件
'''
with open('Student.ini','w') as f:
self.config.write(f)
def load(self):
'''
加载配置文件
'''
self.config.read('Student.ini')
def get_student_class(self):
'''
获得Student该使用哪个子类
'''
return self.config['Student']['student']
def get_persistence_class(self):
'''
获得持久化,该使用那个类,
如果是Pickle或文件,还有file作为保存的文件名
'''
temp = {}
temp['persistence'] = self.config['Persistence']['persistence']
if 'Persistence_Pickle' in temp['persistence']:
temp['file'] = self.config['Persistence']['file']
return temp
class UI(object):
'''
界面交互
'''
def __init__(self):
self.config = MyConfigure()
self.config.load()
s_class = self.config.get_student_class()
p_class = self.config.get_persistence_class()
self.persistence = globals()[p_class['persistence']](s_class,p_class['file'])
self.student = self.persistence.load()
print('实例化成功:',self.student,self.persistence)
def save(self):
'''
把数据保存
'''
self.persistence.save()
def quit(self):
'''
退出:先保存配置,然后退出
'''
self.config.save()
self.save()
def _show(self):
'''
显示所有学生节点
'''
return self.student.show()
def _add(self,direction,*temp):
'''
增加学生结点,
direction 1左添加,2右添加
'''
if direction == 1:
self.student.ladd(*temp)
elif direction == 2:
self.student.add(*temp)
def _delete(self,attribute: int,val: str):
'''
删除学生节点
attribute: 需要根据哪个属性删除,1.id 或 2.name
'''
if attribute == 1:
self.student.delete(val)
elif attribute == 2:
self.student.delete_name(val)
def _insert(self,idx,*temp):
'''
把学生节点插入到指定的位置
'''
self.student.insert(idx,*temp)
def _search(self,attribute,val):
'''
查询
'''
if attribute == 1:
return self.student.search_id(val)
elif attribute == 2:
return self.student.search_name(val)
def _modity(self,attribute,id_,*temp):
'''
修改
'''
if attribute == 1:
self.student.modity_id(id_,*temp)
elif attribute == 2:
print('[info]:因为没实现,所以什么也不做')
pass #根据name修改没有写
class Cmd_UI(UI):
'''
命令行的交互界面
'''
def __init__(self):
super(Cmd_UI,self).__init__()
def get_input_1_2(self,info: str):
'''
获得输入,返回1或者2
info: 描述输入的信息
'''
x = None
while x == None:
temp = input(info)
if temp == '1':
x = 1
elif temp == '2':
x = 2
else:
print('你只能输入1或者2')
return x
def get_input_arg(self):
'''
获得用户的输入构造学生节点
'''
id_ = input('请输入id')
name = input('请输入姓名')
sex = input('请输入性别')
age = input('请输入年龄')
score = input('请输入成绩')
return (id_,name,sex,age,score)
def delete(self):
'''
删除节点
'''
info = '你想要根据哪个属性删除节点:1.id 2.name'
attribute = self.get_input_1_2(info)
val = input('输入你想要删除的值:')
self._delete(attribute,val)
def show(self):
'''
显示
'''
rel = self._show()
for i in rel:
print(i)
def add(self):
'''
增加学生结点
'''
info = '你想要插入的位置:1.左边 2.右边'
direction = self.get_input_1_2(info)
arg = self.get_input_arg()
self._add(direction,*arg)
def insert(self):
'''
新学生,插入到指定的位置
'''
idx = int(input('输入要插入的位置'))
temp = self.get_input_arg()
self._insert(idx,*temp)
def search(self):
'''
查询学生
'''
info = '你想要根据哪个属性搜索节点:1.id 2.name'
attribute = self.get_input_1_2(info)
val = input('输入你想要查询的值:')
print(self._search(attribute,val))
def modity(self):
'''
修改学生信息
'''
info = '你想要根据哪个属性搜索节点:1.id 2.name'
attribute = self.get_input_1_2(info)
val_ = input('输入要查询的值:')
temp = self.get_input_arg()
self._modity(attribute,val_,*temp)
def main(self):
'''
主流程
'''
info = '''
*******************
*kalpa学生管理系统*
* 0.显示数据 *
* 1.增加数据 *
* 2.删除数据 *
* 3.查询数据 *
* 4.修改数据 *
* 5.保存并退出 *
*******************
'''
print(info)
a = '0'
while a in ['0','1','2','3','4','5']:
if a == '0':
self.show()
elif a == '1':
self.add()
elif a == '2':
self.delete()
elif a == '3':
self.search()
elif a == '4':
self.modity()
elif a == '5':
self.quit()
return
a = input('>>')
if __name__ == "__main__":
ui = Cmd_UI()
ui.main()
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