【跟着AI学Python】第21天:复习 + 小项目

# student_system.pyimport jsonimport osfrom typing import Dict, ListDATA_FILE = "students.json"class Student:    """学生类"""    def __init__(self, name: str, scores: Dict[str, float] = None):        self.name = name        self.scores = scores or {}  # {"数学": 95, "英语": 88}    def add_score(self, subject: str, score: float):        """录入成绩"""        if not (0 <= score <= 100):            raise ValueError("成绩必须在 0-100 之间")        self.scores[subject] = score    def average_score(self) -> float:        """计算平均分"""        if not self.scores:            return 0.0        return round(sum(self.scores.values()) / len(self.scores), 2)    def to_dict(self) -> dict:        """转换为字典（用于 JSON 序列化）"""        return {            "name": self.name,            "scores": self.scores        }    @classmethod    def from_dict(cls, data: dict):        """从字典创建 Student 对象"""        return cls(name=data["name"], scores=data["scores"])    def __str__(self):        avg = self.average_score()        scores_str = ", ".join(f"{k}: {v}" for k, v in self.scores.items())        return f"姓名: {self.name} | 成绩: {scores_str} | 平均分: {avg}"class StudentManager:    """学生成绩管理系统"""    def __init__(self):        self.students: Dict[str, Student] = self.load_students()    def load_students(self) -> Dict[str, Student]:        """从 JSON 文件加载学生数据"""        if not os.path.exists(DATA_FILE):            return {}        try:            with open(DATA_FILE, "r", encoding="utf-8") as f:                data = json.load(f)                return {name: Student.from_dict(student_data)                         for name, student_data in data.items()}        except (json.JSONDecodeError, IOError) as e:            print(f"⚠️  警告：无法读取数据文件，使用空数据。错误: {e}")            return {}    def save_students(self):        """保存学生数据到 JSON 文件"""        try:            with open(DATA_FILE, "w", encoding="utf-8") as f:                json.dump(                    {name: student.to_dict() for name, student in self.students.items()},                    f,                    ensure_ascii=False,                    indent=2                )        except IOError as e:            print(f"❌ 保存失败: {e}")    def add_student(self, name: str):        """添加新学生"""        if not name.strip():            print("❌ 姓名不能为空！")            return        if name in self.students:            print(f"⚠️  学生 '{name}' 已存在！")            return        self.students[name] = Student(name)        self.save_students()        print(f"✅ 学生 '{name}' 添加成功！")    def add_score(self, name: str, subject: str, score: float):        """为学生录入成绩"""        if name not in self.students:            print(f"❌ 学生 '{name}' 不存在！请先添加学生。")            return        try:            self.students[name].add_score(subject, score)            self.save_students()            print(f"✅ {name} 的 {subject} 成绩已录入: {score}")        except ValueError as e:            print(f"❌ 录入失败: {e}")    def show_student(self, name: str):        """显示单个学生信息"""        if name not in self.students:            print(f"❌ 学生 '{name}' 不存在！")            return        print(self.students[name])    def show_all_students(self):        """显示所有学生及平均分"""        if not self.students:            print("📭 暂无学生数据！")            return        print("\n📋 所有学生成绩:")        for name, student in self.students.items():            print(f"- {name}: 平均分 {student.average_score()}")        print()def main():    """主程序循环"""    manager = StudentManager()    print("🎓 欢迎使用学生成绩管理系统！")    while True:        print("\n请选择操作:")        print("1. 添加学生")        print("2. 录入成绩")        print("3. 查看学生详情")        print("4. 查看所有学生")        print("5. 退出")        choice = input("请输入选项 (1-5): ").strip()        if choice == "1":            name = input("请输入学生姓名: ").strip()            manager.add_student(name)        elif choice == "2":            name = input("请输入学生姓名: ").strip()            subject = input("请输入科目: ").strip()            try:                score = float(input("请输入成绩 (0-100): "))                manager.add_score(name, subject, score)            except ValueError:                print("❌ 请输入有效的数字！")        elif choice == "3":            name = input("请输入学生姓名: ").strip()            manager.show_student(name)        elif choice == "4":            manager.show_all_students()        elif choice == "5":            print("👋 再见！")            break        else:            print("❌ 无效选项，请输入 1-5")if __name__ == "__main__":    main()

# ===== 在 StudentManager 类中新增以下方法 =====def delete_student(self, name: str):    """删除学生（含确认）"""    if name not in self.students:        print(f"❌ 学生 '{name}' 不存在！")        return    confirm = input(f"⚠️  确定要删除学生 '{name}' 吗？(y/N): ").strip().lower()    if confirm in ('y', 'yes'):        del self.students[name]        self.save_students()        print(f"🗑️  学生 '{name}' 已删除！")    else:        print("❌ 取消删除。")def show_all_students_sorted(self):    """按平均分从高到低显示所有学生"""    if not self.students:        print("📭 暂无学生数据！")        return    # 按平均分降序排序    sorted_students = sorted(        self.students.items(),        key=lambda item: item[1].average_score(),        reverse=True    )    print("\n📊 所有学生成绩（按平均分排序）:")    for i, (name, student) in enumerate(sorted_students, 1):        print(f"{i}. {student}")    print()def export_to_csv(self, filename: str = "report_card.csv"):    """导出成绩单为 CSV 文件"""    if not self.students:        print("📭 无学生数据，无法导出！")        return    import csv    # 获取所有科目（用于表头）    all_subjects = set()    for student in self.students.values():        all_subjects.update(student.scores.keys())    all_subjects = sorted(all_subjects)  # 固定科目顺序    try:        with open(filename, "w", newline="", encoding="utf-8-sig") as f:            writer = csv.writer(f)            # 写入表头            header = ["姓名"] + all_subjects + ["平均分"]            writer.writerow(header)            # 写入每个学生成绩            for name, student in self.students.items():                row = [name]                for subject in all_subjects:                    row.append(student.scores.get(subject, ""))  # 未修科目留空                row.append(student.average_score())                writer.writerow(row)        print(f"✅ 成绩单已导出到: {filename}")    except IOError as e:        print(f"❌ 导出失败: {e}")

def show_all_students_sorted(self):    """按平均分从高到低显示所有学生"""    if not self.students:        print("📭 暂无学生数据！")        return    # 按平均分降序排序    sorted_students = sorted(        self.students.items(),        key=lambda item: item[1].average_score(),        reverse=True    )    print("\n📊 所有学生成绩（按平均分排序）:")    for i, (name, student) in enumerate(sorted_students, 1):        print(f"{i}. {student}")    print()

def export_to_csv(self, filename: str = "report_card.csv"):    """导出成绩单为 CSV 文件"""    if not self.students:        print("📭 无学生数据，无法导出！")        return    import csv    # 获取所有科目（用于表头）    all_subjects = set()    for student in self.students.values():        all_subjects.update(student.scores.keys())    all_subjects = sorted(all_subjects)  # 固定科目顺序    try:        with open(filename, "w", newline="", encoding="utf-8-sig") as f:            writer = csv.writer(f)            # 写入表头            header = ["姓名"] + all_subjects + ["平均分"]            writer.writerow(header)            # 写入每个学生成绩            for name, student in self.students.items():                row = [name]                for subject in all_subjects:                    row.append(student.scores.get(subject, ""))  # 未修科目留空                row.append(student.average_score())                writer.writerow(row)        print(f"✅ 成绩单已导出到: {filename}")    except IOError as e:        print(f"❌ 导出失败: {e}")