一，需求分析

当前情况：小明是班主任，他想统计学生的 $\color{red}{英语、Python语言、C语言}$ 的成绩，并且知道不同科目分数高低的 $\color{red}{排序}$ 情况。现在我们要为小明写一个控制台程序，最后生成 $\color{red}{可执行文件（exe文件）}$ 供小明使用！

学生信息管理系统应有的功能：

添加学生及成绩信息（必须）
将学生信息保存到文件中（必须）
修改和删除学生信息（必须）
查询学生信息（必须）
根据学生成绩进行排序（必须）
统计学生的总分（可不要）

二，系统功能设计及用户操作流程

根据上面的需求分析，作为编写程序的一方，大致将系统的功能结构分为以下三大大块进行设计

在这里插入图片描述

作为用户，在功能稳定的情况下，软件越简单使用越好

在这里插入图片描述

三，程序设计

1，菜单函数

'''主菜单'''
def menu():
    #输出菜单
    print('''
          ┏------------------学生信息管理系统-------------------┓
          |   ================== 功能菜单 ================　   |
          |   1 录入学生成绩信息                               |
          |   2 查找学生成绩信息                               |
          |   3 删除学生成绩信息                               |
          |   4 修改学生成绩信息                               |
          |   5 学生成绩排序                                   |
          |   6 学生数量                                       |
          |   7 显示所有学生成绩信息                            |
          |   0 退出系统                                       |
          ┗---------------------------------------------------┛
          ''')

2，主函数

def main():
    ctrl = True#控制是否退出系统
    while (ctrl):
        menu()#显示菜单
        option = input("请选择功能（输入：1或2或3...）：")#提示输入数字
        option_str = re.sub("\D","",option)#提取数字
        if option_str in ['0','1','2','3','4','5','6','7']:#判断数字是否在0~7内
            option_int = int(option_str)#转换成整型变量
            if option_int == 0:
                ctrl = False
                print("您已退出学生信息管理系统")
            elif option_int == 1:#录入学生成绩信息
                insert()
                pass
            elif option_int == 2:#查找学生成绩信息
                search()
                pass
            elif option_int == 3:#删除学生成绩信息
                delete()
                pass
            elif option_int == 4:#修改学生成绩信息
                modify()
                pass
            elif option_int == 5:#排序
                sort()
                pass
            elif option_int == 6:#统计学生总数
                total()
                pass
            elif option_int == 7:#显示所有学生信息
                show()
                pass

3，录入信息函数

'''1 录入学生信息函数 '''
def insert():
    studentList = []#保存学生信息的列表
    mark = True#是否进入循环
    while mark:
        s_id = input("请输入ID（学号）：")
        if not s_id :#ID 为空，跳出循环
            break
        name = input("请输入名字：")
        if not name:
            break
        try:
            english = int(input("请输入英语成绩："))
            python = int(input("请输入Python成绩："))
            c = int(input("请输入C成绩："))
        except:
            print("输入无效，不是整形数值........请重新录入信息")
            continue
        #将输入的学生信息保存到字典
        student = {"id":s_id,"name":name,"english":english,"python":python,"c":c}
        studentList.append(student)#将学生字典添加到列表中
        inputMark = input("是否继续添加？（y/n）：")
        if inputMark == "y" :
            mark = True
        else:
            mark = False
    save(studentList)#将列表保存在指定的文件中
    print("学生信息录入完毕")

''' 保存学生信息函数 '''
def save(student):
    try:
        students_txt = open(filename,'a')#以追加模式打开
    except Exception as e:
        students_txt = open(filename,'w')#文件不存在，创建文件并打开
    for info in student:
        students_txt.write(str(info) + '\n')#按行储存，添加换行符
    students_txt.close()

4，查找学生信息函数

'''2 查找学生信息 '''
def search():
    mark = True#判断是否继续查找
    student_query = []#保存查询结果的学生列表
    while mark:
        id = ""
        name = ""
        if os.path.exists(filename) :
            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()#重新查询
                continue#重新查新
            with open(filename,'r') as file:#只读形式打开文件
                student = file.readlines()#列表形式多行读取
                for list in student :#按行进行遍历列表
                    d = dict(eval(list))#将列表转换成字典
                    if id is not "" :
                        if d["id"] == id :
                            student_query.append(d)#将找到的信息添加到准备好的列表中
                    elif name is not "" :
                        if d['name'] == name :
                            student_query.append(d)
                show_student(student_query)#显示学生信息
                student_query.clear()#清除学生列表
                inputMark = input("是否继续查询？（y/n）：")
                if inputMark == "y" :
                    mark = True
                else:
                    mark = False
        else:
            print("暂未保存信息....")
            return

'''显示保存在列表中的信息'''
def show_student(studentList):
    if not studentList:
        print("(╯‵□′)╯︵┻━┻没有数据信息\n")
        return
    #定义标题显示格式
    format_title = "{:^6}{:^12}\t{:8}\t{:^10}\t{:^10}\t{:^10}"
    print(format_title.format("ID","名字","英语成绩","Python成绩","C语言成绩","总成绩"))
    #定义具体内容显示格式
    format_data = "{:^6}{:^12}\t{:^12}\t{:^12}\t{:^12}\t{:^12}"
    for info in studentList:
        print(format_data.format(info.get("id"),
                                 info.get("name"),
                                 str(info.get("english")),
                                 str(info.get("python")),
                                 str(info.get("c")),
                                 str(info.get("english") + info.get("python") + info.get("c")).center(12)))

5，删除学生信息函数

'''3 删除学生信息'''


def delete():
    show()
    
    mark = True  # 标记是否循环
    while mark:
        studentId = input("请输入要删除的学生ID：")
        if studentId is not "":  # 判断要删除的学生是否存在
            if os.path.exists(filename):  # 判断文件是否存在
                with open(filename, 'r') as rfile:  # 打开文件
                    student_old = rfile.readlines()  # 读取全部内容
            else:
                student_old = []
            ifdel = False  # 标记是否删除
            if student_old:  # 如果存在学生信息
                with open(filename, 'w') as wfile:  # 以写方式打开文件
                    d = {}  # 定义空字典
                    for list in student_old:
                        d = dict(eval(list))  # 字符串转字典
                        if d['id'] != studentId:
                            wfile.write(str(d) + "\n")  # 将一条学生信息写入文件
                        else:
                            ifdel = True  # 标记已经删除
                    if ifdel:
                        print("ID为 %s 的学生信息已经被删除..." % studentId)
                    else:
                        print("没有找到ID为 %s 的学生信息..." % studentId)
            else:  # 不存在学生信息
                print("无学生信息...")
                break  # 退出循环
            show()  # 显示全部学生信息
            inputMark = input("是否继续删除？（y/n）:")
            if inputMark == "y":
                mark = True  # 继续删除
            else:
                mark = False  # 退出删除学生信息功能

6，修改学生信息函数

'''4 修改学生信息 '''
def modify():
    show()
    if os.path.exists(filename) :
        with open(filename,'r') as rfile:#打开文件
            student_old = rfile.readlines()#按行读取
    else:
        print("暂未保存数据...")
        return
    studentid = input("请输入要修改的学生ID：")
    with open(filename,"w") as wfile:
        for student in student_old :
            d = dict(eval(student))
            if d['id'] == studentid :
                print("找到了这名学生，可以修改他的信息")
                while True:
                    try:
                        d['name'] = input("请输入姓名：")
                        d['english'] = int(input("请输入英语成绩："))
                        d['python'] = int(input("请输入Python成绩："))
                        d['c'] = int(input("请输入C语言成绩："))
                    except:
                        print("您的输入有误，请从新输入！")
                    else:
                        break
                student = str(d)
                wfile.write(student + '\n')
                print("修改成功！")
            else:
                wfile.write(student)
        mark = input("是否继续修改其他学生信息？（y/n）：")
    if mark == 'y' :
        modify()

7，排序函数

'''5 排序'''
def sort():
    show()#显示全部学生信息
    if os.path.exists(filename) :
        with open(filename,'r') as file:
            student_old = file.readlines()
            student_new = []
        for list in student_old:
            d = dict(eval(list))
            student_new.append(d)
    else:
        return
    ascORdesc = input("请选择(0：升序；1：降序)")
    if ascORdesc == "0" :
        ascORdescBool =False
    elif ascORdesc == "1" :
        ascORdescBool = 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C语言成绩排序；
                   0：按总成绩排序）：''')
    if mode == "1" :
        student_new.sort(key = lambda x:x['english'],reverse = ascORdescBool)
    elif mode == "2" :
        student_new.sort(key = lambda x:x['python'],reverse = ascORdescBool)
    elif mode == "3" :
        student_new.sort(key = lambda x:x['c'],reverse = ascORdescBool)
    elif mode == "0" :
        student_new.sort(key = lambda x:x['english'] + x['python'] + x['c'],reverse = ascORdescBool)
    else:
        print("您的输入有误，请重新输入！")
        sort()
    show_student(student_new)

8，统计学生总数函数

'''6 统计学生总数'''
def total():
    if os.path.exists(filename) :
        with open(filename,'r') as rfile:#只读形式
            student_old = rfile.readlines()
            if student_old :
                print("一共有 %d 名学生！" % len(student_old))
            else:
                print("还没有录入学生信息！")
    else:
        print("暂未保存数据信息...")

9，显示所有学生信息函数

'''7 显示所有学生信息'''
def show():
    student_new = []
    if os.path.exists(filename):  # 判断文件是否存在
        with open(filename, 'r') as rfile:  # 打开文件
            student_old = rfile.readlines()  # 读取全部内容
        for list in student_old:
            student_new.append(eval(list))  # 将找到的学生信息保存到列表中
        if student_new:
            show_student(student_new)
    else:
        print("暂未保存数据信息...")

完整代码

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Jan 16 10:07:30 2020

@author: HPN
"""
import re  # 导入正则表达式模块
import os  # 导入操作系统模块

filename = "students.txt"  # 定义保存学生信息的文件名

'''主菜单'''
def menu():
    #输出菜单
    print('''
          ┏------------------学生信息管理系统-------------------┓
          |   ================== 功能菜单 ================　   |
          |   1 录入学生成绩信息                               |
          |   2 查找学生成绩信息                               |
          |   3 删除学生成绩信息                               |
          |   4 修改学生成绩信息                               |
          |   5 学生成绩排序                                   |
          |   6 学生数量                                       |
          |   7 显示所有学生成绩信息                            |
          |   0 退出系统                                       |
          ┗---------------------------------------------------┛
          ''')

'''主函数'''
def main():
    ctrl = True#控制是否退出系统
    while (ctrl):
        menu()#显示菜单
        option = input("请选择功能（输入：1或2或3...）：")#提示输入数字
        option_str = re.sub("\D","",option)#提取数字
        if option_str in ['0','1','2','3','4','5','6','7']:#判断数字是否在0~7内
            option_int = int(option_str)#转换成整型变量
            if option_int == 0:
                ctrl = False
                print("您已退出学生信息管理系统")
            elif option_int == 1:#录入学生成绩信息
                insert()
                pass
            elif option_int == 2:#查找学生成绩信息
                search()
                pass
            elif option_int == 3:#删除学生成绩信息
                delete()
                pass
            elif option_int == 4:#修改学生成绩信息
                modify()
                pass
            elif option_int == 5:#排序
                sort()
                pass
            elif option_int == 6:#统计学生总数
                total()
                pass
            elif option_int == 7:#显示所有学生信息
                show()
                pass


''' 保存学生信息函数 '''
def save(student):
    try:
        students_txt = open(filename,'a')#以追加模式打开
    except Exception as e:
        students_txt = open(filename,'w')#文件不存在，创建文件并打开
    for info in student:
        students_txt.write(str(info) + '\n')#按行储存，添加换行符
    students_txt.close()

'''1 录入学生信息函数 '''
def insert():
    studentList = []#保存学生信息的列表
    mark = True#是否进入循环
    while mark:
        s_id = input("请输入ID（学号）：")#输入学号
        if not s_id :#ID 为空，跳出循环
            break
        name = input("请输入名字：")#输入名字
        if not name:
            break
        try:
            english = int(input("请输入英语成绩："))
            python = int(input("请输入Python成绩："))
            c = int(input("请输入C成绩："))
        except:
            print("输入无效，不是整形数值........请重新录入信息")
            continue
        #将输入的学生信息保存到字典
        student = {"id":s_id,"name":name,"english":english,"python":python,"c":c}#将获得的信息变成字典的形式
        studentList.append(student)#将学生字典添加到列表中
        inputMark = input("是否继续添加？（y/n）：")#判断是否继续添加
        if inputMark == "y" :
            mark = True
        else:
            mark = False
    save(studentList)#将列表保存在指定的文件中
    print("学生信息录入完毕")
    
'''2 查找学生信息 '''
def search():
    mark = True#判断是否继续查找
    student_query = []#保存查询结果的学生列表
    while mark:
        id = ""
        name = ""
        if os.path.exists(filename) :
            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()#重新查询
                continue#重新查新
            with open(filename,'r') as file:#只读形式打开文件
                student = file.readlines()#列表形式多行读取
                for list in student :#按行进行遍历列表
                    d = dict(eval(list))#将列表转换成字典
                    if id is not "" :
                        if d["id"] == id :
                            student_query.append(d)#将找到的信息添加到准备好的列表中
                    elif name is not "" :
                        if d['name'] == name :
                            student_query.append(d)
                show_student(student_query)#显示学生信息
                student_query.clear()#清除学生列表
                inputMark = input("是否继续查询？（y/n）：")
                if inputMark == "y" :
                    mark = True
                else:
                    mark = False
        else:
            print("暂未保存信息....")
            return

'''显示保存在列表中的信息'''
def show_student(studentList):
    if not studentList:
        print("(╯‵□′)╯︵┻━┻没有数据信息\n")
        return
    #定义标题显示格式
    format_title = "{:^6}{:^12}\t{:8}\t{:^10}\t{:^10}\t{:^10}"
    print(format_title.format("ID","名字","英语成绩","Python成绩","C语言成绩","总成绩"))
    #定义具体内容显示格式
    format_data = "{:^6}{:^12}\t{:^12}\t{:^12}\t{:^12}\t{:^12}"
    for info in studentList:
        print(format_data.format(info.get("id"),
                                 info.get("name"),
                                 str(info.get("english")),
                                 str(info.get("python")),
                                 str(info.get("c")),
                                 str(info.get("english") + info.get("python") + info.get("c")).center(12)))
       

'''3 删除学生信息'''


def delete():
    show()
    
    mark = True  # 标记是否循环
    while mark:
        studentId = input("请输入要删除的学生ID：")
        if studentId is not "":  # 判断要删除的学生是否存在
            if os.path.exists(filename):  # 判断文件是否存在
                with open(filename, 'r') as rfile:  # 打开文件
                    student_old = rfile.readlines()  # 读取全部内容
            else:
                student_old = []
            ifdel = False  # 标记是否删除
            if student_old:  # 如果存在学生信息
                with open(filename, 'w') as wfile:  # 以写方式打开文件
                    d = {}  # 定义空字典
                    for list in student_old:
                        d = dict(eval(list))  # 字符串转字典
                        if d['id'] != studentId:
                            wfile.write(str(d) + "\n")  # 将一条学生信息写入文件
                        else:
                            ifdel = True  # 标记已经删除
                    if ifdel:
                        print("ID为 %s 的学生信息已经被删除..." % studentId)
                    else:
                        print("没有找到ID为 %s 的学生信息..." % studentId)
            else:  # 不存在学生信息
                print("无学生信息...")
                break  # 退出循环
            show()  # 显示全部学生信息
            inputMark = input("是否继续删除？（y/n）:")
            if inputMark == "y":
                mark = True  # 继续删除
            else:
                mark = False  # 退出删除学生信息功能


'''4 修改学生信息 '''
def modify():
    show()
    if os.path.exists(filename) :
        with open(filename,'r') as rfile:#打开文件
            student_old = rfile.readlines()#按行读取
    else:
        print("暂未保存数据...")
        return
    studentid = input("请输入要修改的学生ID：")
    with open(filename,"w") as wfile:
        for student in student_old :
            d = dict(eval(student))
            if d['id'] == studentid :
                print("找到了这名学生，可以修改他的信息")
                while True:
                    try:
                        d['name'] = input("请输入姓名：")
                        d['english'] = int(input("请输入英语成绩："))
                        d['python'] = int(input("请输入Python成绩："))
                        d['c'] = int(input("请输入C语言成绩："))
                    except:
                        print("您的输入有误，请从新输入！")
                    else:
                        break
                student = str(d)
                wfile.write(student + '\n')
                print("修改成功！")
            else:
                wfile.write(student)
        mark = input("是否继续修改其他学生信息？（y/n）：")
    if mark == 'y' :
        modify()

 


'''5 排序'''
def sort():
    show()#显示全部学生信息
    if os.path.exists(filename) :
        with open(filename,'r') as file:
            student_old = file.readlines()
            student_new = []
        for list in student_old:
            d = dict(eval(list))
            student_new.append(d)
    else:
        return
    ascORdesc = input("请选择(0：升序；1：降序)")
    if ascORdesc == "0" :
        ascORdescBool =False
    elif ascORdesc == "1" :
        ascORdescBool = 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C语言成绩排序；
                   0：按总成绩排序）：''')
    if mode == "1" :
        student_new.sort(key = lambda x:x['english'],reverse = ascORdescBool)
    elif mode == "2" :
        student_new.sort(key = lambda x:x['python'],reverse = ascORdescBool)
    elif mode == "3" :
        student_new.sort(key = lambda x:x['c'],reverse = ascORdescBool)
    elif mode == "0" :
        student_new.sort(key = lambda x:x['english'] + x['python'] + x['c'],reverse = ascORdescBool)
    else:
        print("您的输入有误，请重新输入！")
        sort()
    show_student(student_new)

'''6 统计学生总数'''
def total():
    if os.path.exists(filename) :
        with open(filename,'r') as rfile:#只读形式
            student_old = rfile.readlines()
            if student_old :
                print("一共有 %d 名学生！" % len(student_old))
            else:
                print("还没有录入学生信息！")
    else:
        print("暂未保存数据信息...")

'''7 显示所有学生信息'''
def show():
    student_new = []
    if os.path.exists(filename):  # 判断文件是否存在
        with open(filename, 'r') as rfile:  # 打开文件
            student_old = rfile.readlines()  # 读取全部内容
        for list in student_old:
            student_new.append(eval(list))  # 将找到的学生信息保存到列表中
        if student_new:
            show_student(student_new)
    else:
        print("暂未保存数据信息...")

if __name__ == "__main__" :
    main()