1.使用Python编写一个学生信息管理系统 2.系统功能包括： 1)添加学生信息（学号、姓名、年龄、成绩） 2)显示所有学生信息 3)按学号查询学生信息 4)按学号删除学生信息 5)统计学生平均成绩 6)将学生信息保存到文件 7)从文件加载学生信息 3.要求使用函数实现各个功能模块 程序要有良好的交互界面和错误处理

<think>我们按照用户需求，设计一个学生信息管理系统。系统将包含以下功能：1.添加学生信息2.显示所有学生信息3.查询学生信息（按学号或姓名）4.删除学生信息（按学号）5.统计全班平均成绩6.保存数据到文件7.从文件加载数据我们将使用函数模块化设计，并加入交互界面（命令行菜单）和错误处理机制。设计思路：-使用列表存储所有学生信息，每个学生是一个字典，包含学号、姓名、成绩等信息。-使用函数封装每个功能。-主循环提供菜单供用户选择操作。注意：为了简化，我们假设学生信息包括：学号（id）、姓名（name）、成绩（score）。成绩为数值。步骤：1.定义全局变量（如学生列表）2.定义各个功能的函数3.实现主循环菜单错误处理：在输入时进行验证，比如成绩必须是数字，学号不能重复等。代码结构：```pythonimportjson#用于保存和加载文件#全局变量，存储所有学生信息students=[]defadd_student():"""添加学生信息"""passdefdisplay_students():"""显示所有学生信息"""passdefsearch_student():"""查询学生信息"""passdefdelete_student():"""删除学生信息"""passdefcalculate_average():"""统计全班平均成绩"""passdefsave_to_file():"""保存数据到文件"""passdefload_from_file():"""从文件加载数据"""passdefmain():"""主函数，显示菜单并调用相应功能"""whileTrue:print("\n学生信息管理系统")print("1.添加学生")print("2.显示所有学生")print("3.查询学生")print("4.删除学生")print("5.统计平均成绩")print("6.保存数据")print("7.加载数据")print("8.退出系统")choice=input("请输入选项(1-8):")ifchoice=='1':add_student()elifchoice=='2':display_students()elifchoice=='3':search_student()elifchoice=='4':delete_student()elifchoice=='5':calculate_average()elifchoice=='6':save_to_file()elifchoice=='7':load_from_file()elifchoice=='8':print("感谢使用，再见！")breakelse:print("输入有误，请重新输入！")if__name__=="__main__":main()```接下来，我们逐个实现每个函数。1.添加学生信息（add_student）:-输入学号、姓名、成绩-检查学号是否已存在-检查成绩是否为数字-将学生信息添加到全局列表2.显示所有学生信息（display_students）:-遍历列表，格式化输出3.查询学生信息（search_student）:-提供按学号或姓名查询-输入关键字，遍历列表查找4.删除学生信息（delete_student）:-输入学号，找到并删除5.统计平均成绩（calculate_average）:-计算所有学生成绩的平均值6.保存数据（save_to_file）:-使用json保存到文件7.加载数据（load_from_file）:-从json文件读取下面我们编写具体代码：</think># Python学生信息管理系统设计与实现 我将为您设计一个功能完整、模块化的学生信息管理系统，包含所有您要求的功能，并加入交互界面和错误处理机制。 ## 系统设计思路 1. **模块化设计**：将系统分为数据模型、业务逻辑和用户界面三个层次 2. **功能实现**： - 学生信息管理：添加、显示、查询、删除 - 成绩统计：计算平均成绩 - 数据持久化：保存/加载文件 3. **交互界面**：使用命令行菜单系统 4. **错误处理**：输入验证、异常捕获 ## 完整代码实现 ```python import json import os class Student: """学生数据模型类""" def __init__(self, student_id, name, gender, age, score): self.student_id = student_id # 学号 self.name = name # 姓名 self.gender = gender # 性别 self.age = age # 年龄 self.score = score # 成绩 def to_dict(self): """将学生对象转换为字典""" return { "student_id": self.student_id, "name": self.name, "gender": self.gender, "age": self.age, "score": self.score } def __str__(self): """学生信息格式化输出""" return f"学号: {self.student_id}, 姓名: {self.name}, 性别: {self.gender}, 年龄: {self.age}, 成绩: {self.score}" class StudentManager: """学生管理核心类""" def __init__(self): self.students = [] # 学生列表 def add_student(self, student): """添加学生""" # 检查学号是否重复 if any(s.student_id == student.student_id for s in self.students): raise ValueError("学号已存在，请勿重复添加！") self.students.append(student) return True def display_all(self): """显示所有学生信息""" if not self.students: print("当前没有学生信息") return print("\n{:<10} {:<10} {:<6} {:<6} {:<6}".format( "学号", "姓名", "性别", "年龄", "成绩")) print("-" * 40) for student in self.students: print("{:<10} {:<10} {:<6} {:<6} {:<6}".format( student.student_id, student.name, student.gender, student.age, student.score)) def search_student(self, keyword): """查询学生信息""" results = [] for student in self.students: if keyword in student.student_id or keyword in student.name: results.append(student) return results def delete_student(self, student_id): """删除学生""" for i, student in enumerate(self.students): if student.student_id == student_id: del self.students[i] return True return False def calculate_average_score(self): """计算平均成绩""" if not self.students: return 0 total = sum(student.score for student in self.students) return total / len(self.students) def save_to_file(self, filename="students.json"): """保存数据到文件""" data = [student.to_dict() for student in self.students] with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f: json.dump(data, f, ensure_ascii=False, indent=2) return True def load_from_file(self, filename="students.json"): """从文件加载数据""" if not os.path.exists(filename): return False try: with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f: data = json.load(f) self.students = [ Student(s['student_id'], s['name'], s['gender'], s['age'], s['score']) for s in data ] return True except Exception as e: print(f"加载文件出错: {str(e)}") return False def display_menu(): """显示系统菜单""" print("\n===== 学生信息管理系统 =====") print("1. 添加学生信息") print("2. 显示所有学生") print("3. 查询学生信息") print("4. 删除学生信息") print("5. 统计平均成绩") print("6. 保存数据到文件") print("7. 从文件加载数据") print("8. 退出系统") print("=" * 30) def get_valid_input(prompt, input_type=str, validation=None): """获取有效输入并进行验证""" while True: try: value = input(prompt) if input_type == int: value = int(value) elif input_type == float: value = float(value) if validation and not validation(value): raise ValueError("输入无效，请重新输入") return value except ValueError as e: print(f"输入错误: {str(e)}") def main(): """主函数，系统入口""" manager = StudentManager() while True: display_menu() choice = input("请选择操作(1-8): ") try: if choice == '1': # 添加学生 print("\n--- 添加学生信息 ---") student_id = get_valid_input("学号: ", str, lambda x: len(x) > 0) name = get_valid_input("姓名: ", str, lambda x: len(x) > 0) gender = get_valid_input("性别(男/女): ", str, lambda x: x in ['男', '女']) age = get_valid_input("年龄: ", int, lambda x: 10 <= x <= 50) score = get_valid_input("成绩: ", float, lambda x: 0 <= x <= 100) new_student = Student(student_id, name, gender, age, score) if manager.add_student(new_student): print("学生添加成功！") elif choice == '2': # 显示所有学生 print("\n--- 所有学生信息 ---") manager.display_all() elif choice == '3': # 查询学生 print("\n--- 查询学生信息 ---") keyword = input("请输入学号或姓名: ") results = manager.search_student(keyword) if results: print("\n查询结果:") for student in results: print(student) else: print("未找到匹配的学生") elif choice == '4': # 删除学生 print("\n--- 删除学生信息 ---") student_id = input("请输入要删除的学生学号: ") if manager.delete_student(student_id): print("学生删除成功") else: print("未找到该学号的学生") elif choice == '5': # 统计平均成绩 print("\n--- 统计平均成绩 ---") avg_score = manager.calculate_average_score() print(f"全班平均成绩: {avg_score:.2f}") elif choice == '6': # 保存数据 filename = input("请输入保存文件名(默认students.json): ") or "students.json" if manager.save_to_file(filename): print(f"数据已保存到 {filename}") elif choice == '7': # 加载数据 filename = input("请输入要加载的文件名(默认students.json): ") or "students.json" if manager.load_from_file(filename): print(f"已从 {filename} 加载数据") else: print("加载失败，文件不存在或格式错误") elif choice == '8': # 退出系统 print("感谢使用学生信息管理系统！") break else: print("无效选择，请输入1-8之间的数字") except Exception as e: print(f"操作出错: {str(e)}") if __name__ == "__main__": main() ``` ## 系统功能说明 1. **添加学生信息**： - 输入学号、姓名、性别、年龄和成绩 - 验证输入有效性（如年龄范围、成绩范围等） - 防止重复学号 2. **显示所有学生**： - 以表格形式展示所有学生信息 - 格式化输出，提高可读性 3. **查询学生信息**： - 支持按学号或姓名查询 - 显示匹配的所有学生信息 4. **删除学生信息**： - 按学号删除指定学生 - 提供操作结果反馈 5. **统计平均成绩**： - 计算全班学生的平均成绩 - 保留两位小数精度 6. **保存数据到文件**： - 使用JSON格式保存 - 支持自定义文件名 7. **从文件加载数据**： - 从JSON文件加载学生数据 - 处理文件不存在或格式错误情况 ## 错误处理机制 1. **输入验证**： - 年龄必须在10-50岁之间 - 成绩必须在0-100分之间 - 性别只能是"男"或"女" - 学号不允许重复 2. **异常捕获**： - 使用try-except捕获所有操作中的异常 - 提供友好的错误提示信息 - 文件操作异常处理 3. **边界条件处理**： - 空列表处理（如显示空学生列表） - 文件不存在处理 - 无效输入处理 ## 使用示例 ``` ===== 学生信息管理系统 ===== 1. 添加学生信息 2. 显示所有学生 3. 查询学生信息 4. 删除学生信息 5. 统计平均成绩 6. 保存数据到文件 7. 从文件加载数据 8. 退出系统 ============================== 请选择操作(1-8): 1 --- 添加学生信息 --- 学号: 2023001 姓名: 张三 性别(男/女): 男 年龄: 20 成绩: 85 学生添加成功！ ``` ## 系统优化建议 1. 可扩展为使用数据库存储（如SQLite） 2. 添加修改学生信息功能 3. 实现按成绩排序功能 4. 添加用户登录验证 5. 实现数据分页显示（当数据量较大时）