Python教程
参考黑马程序员 Python 快速入门路线整理的零基础到综合案例笔记
12. 综合案例与复习路线
12.1 综合项目应该练什么
学完基础语法后，不要只刷零散语法题，应该做小项目，把知识串起来。
一个合格的入门综合项目最好覆盖：
- 输入输出。
- 判断和循环。
- 函数拆分。
- 列表、字典等容器。
- 文件持久化。
- 异常处理。
- 模块拆分。
- 可选：面向对象。
- 可选：数据可视化。
本章整理两个方向：
- 学生管理系统。
- 销售数据统计和可视化。
12.2 项目一：学生管理系统
12.2.1 需求
实现一个命令行学生管理系统：
- 添加学生。
- 删除学生。
- 修改学生。
- 查询学生。
- 显示所有学生。
- 保存到 JSON 文件。
- 程序启动时自动读取 JSON 文件。
学生字段：
学号 student_id
姓名 name
年龄 age
成绩 score
12.3 函数版学生管理系统
import json
from pathlib import Path
DATA_FILE = Path("students.json")
def load_students():
if not DATA_FILE.exists():
return []
try:
with open(DATA_FILE, "r", encoding="utf-8") as file:
return json.load(file)
except json.JSONDecodeError:
print("数据文件格式错误，已使用空数据启动")
return []
def save_students(students):
with open(DATA_FILE, "w", encoding="utf-8") as file:
json.dump(students, file, ensure_ascii=False, indent=2)
def show_menu():
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")
print("4. 查询学生")
print("5. 显示所有学生")
print("0. 退出系统")
def find_student(students, student_id):
for student in students:
if student["student_id"] == student_id:
return student
return None
def input_int(prompt):
while True:
try:
return int(input(prompt))
except ValueError:
print("请输入整数")
def input_float(prompt):
while True:
try:
return float(input(prompt))
except ValueError:
print("请输入数字")
def add_student(students):
student_id = input("请输入学号:")
if find_student(students, student_id):
print("学号已存在")
return
name = input("请输入姓名:")
age = input_int("请输入年龄:")
score = input_float("请输入成绩:")
students.append({
"student_id": student_id,
"name": name,
"age": age,
"score": score,
})
save_students(students)
print("添加成功")
def delete_student(students):
student_id = input("请输入要删除的学号:")
student = find_student(students, student_id)
if student is None:
print("学生不存在")
return
students.remove(student)
save_students(students)
print("删除成功")
def update_student(students):
student_id = input("请输入要修改的学号:")
student = find_student(students, student_id)
if student is None:
print("学生不存在")
return
name = input("请输入新姓名:")
age = input_int("请输入新年龄:")
score = input_float("请输入新成绩:")
student["name"] = name
student["age"] = age
student["score"] = score
save_students(students)
print("修改成功")
def query_student(students):
student_id = input("请输入要查询的学号:")
student = find_student(students, student_id)
if student is None:
print("学生不存在")
return
print_student(student)
def print_student(student):
print(
f"{student['student_id']}\t"
f"{student['name']}\t"
f"{student['age']}\t"
f"{student['score']}"
)
def show_all_students(students):
if not students:
print("暂无学生")
return
print("学号\t姓名\t年龄\t成绩")
for student in students:
print_student(student)
def main():
students = load_students()
while True:
show_menu()
choice = input("请输入操作:")
if choice == "1":
add_student(students)
elif choice == "2":
delete_student(students)
elif choice == "3":
update_student(students)
elif choice == "4":
query_student(students)
elif choice == "5":
show_all_students(students)
elif choice == "0":
print("退出系统")
break
else:
print("输入错误")
if __name__ == "__main__":
main()
这个项目串联了：
- 菜单循环。
- 函数封装。
- 列表字典。
- JSON 读写。
- 异常处理。
if __name__ == "__main__"。
12.4 面向对象版设计思路
可以进一步拆成两个类：
Student：表示单个学生。StudentManager：负责学生增删改查和文件保存。
示意代码：
from dataclasses import dataclass
@dataclass
class Student:
student_id: str
name: str
age: int
score: float
def to_dict(self):
return {
"student_id": self.student_id,
"name": self.name,
"age": self.age,
"score": self.score,
}
@classmethod
def from_dict(cls, data):
return cls(
data["student_id"],
data["name"],
data["age"],
data["score"],
)
管理器示意：
class StudentManager:
def __init__(self):
self.students = []
def find_by_id(self, student_id):
for student in self.students:
if student.student_id == student_id:
return student
return None
def add(self, student):
if self.find_by_id(student.student_id):
return False
self.students.append(student)
return True
如果项目逻辑越来越多，面向对象版会比纯函数版更容易扩展。
12.5 项目二：销售数据统计
12.5.1 数据结构
sales = [
{"date": "2024-10-01", "category": "手机", "amount": 12000},
{"date": "2024-10-01", "category": "电脑", "amount": 18000},
{"date": "2024-10-02", "category": "手机", "amount": 15000},
{"date": "2024-10-02", "category": "电脑", "amount": 16000},
]
12.5.2 按日期统计
daily_total = {}
for item in sales:
date = item["date"]
amount = item["amount"]
daily_total[date] = daily_total.get(date, 0) + amount
print(daily_total)
12.5.3 按类别统计
category_total = {}
for item in sales:
category = item["category"]
amount = item["amount"]
category_total[category] = category_total.get(category, 0) + amount
print(category_total)
12.5.4 找销售额最高的一天
top_date, top_amount = max(daily_total.items(), key=lambda item: item[1])
print(top_date, top_amount)
12.6 绘制柱状图
from pyecharts import options as opts
from pyecharts.charts import Bar
category_total = {
"手机": 27000,
"电脑": 34000,
"耳机": 8000,
}
bar = Bar()
bar.add_xaxis(list(category_total.keys()))
bar.add_yaxis("销售额", list(category_total.values()))
bar.set_global_opts(
title_opts=opts.TitleOpts(title="品类销售额"),
xaxis_opts=opts.AxisOpts(name="品类"),
yaxis_opts=opts.AxisOpts(name="销售额"),
)
bar.render("category_sales.html")
12.7 绘制时间线柱状图
时间线适合展示不同日期、月份、年份的数据变化。
from pyecharts import options as opts
from pyecharts.charts import Bar, Timeline
data = {
"2024-10-01": {"手机": 12000, "电脑": 18000},
"2024-10-02": {"手机": 15000, "电脑": 16000},
"2024-10-03": {"手机": 17000, "电脑": 19000},
}
timeline = Timeline()
for date, category_data in data.items():
bar = Bar()
bar.add_xaxis(list(category_data.keys()))
bar.add_yaxis("销售额", list(category_data.values()))
bar.set_global_opts(title_opts=opts.TitleOpts(title=f"{date}销售额"))
timeline.add(bar, date)
timeline.render("timeline_sales.html")
12.8 绘制地图
地图适合展示地区数据。
from pyecharts import options as opts
from pyecharts.charts import Map
data = [
("北京", 120),
("上海", 150),
("广东", 200),
("浙江", 180),
]
map_chart = Map()
map_chart.add("销售额", data, "china")
map_chart.set_global_opts(
title_opts=opts.TitleOpts(title="地区销售额"),
visualmap_opts=opts.VisualMapOpts(max_=200),
)
map_chart.render("map_sales.html")
地图数据的地区名称要和 pyecharts 内置地图名称匹配，否则可能显示不出来。
12.9 项目拆分建议
当代码超过一个文件时，可以这样组织：
sales_project/
main.py
data/
sales.json
services/
__init__.py
sales_service.py
charts/
__init__.py
chart_builder.py
utils/
__init__.py
file_utils.py
职责：
main.py：程序入口。file_utils.py：读写 JSON。sales_service.py：统计销售数据。chart_builder.py：生成图表。
12.10 Python基础复习清单
语法基础：
- 会写变量、注释、输入输出。
- 会使用 int、float、str、bool。
- 会做类型转换。
- 会使用 f-string 格式化输出。
流程控制：
- 会写
if elif else。 - 会写
while和for。 - 理解
break和continue。 - 能写嵌套循环。
函数：
- 会定义和调用函数。
- 理解参数和返回值。
- 知道局部变量和全局变量。
- 会使用默认参数、关键字参数、不定长参数。
容器：
- 会使用列表增删改查。
- 会遍历列表、字典。
- 会使用切片。
- 会用集合去重。
- 会处理列表嵌套字典。
文件和模块：
- 会读写文本文件。
- 会读写 JSON。
- 会捕获常见异常。
- 会导入模块和第三方包。
- 会创建简单包结构。
项目能力：
- 能把代码拆成函数。
- 能把数据保存到文件。
- 能处理用户输入错误。
- 能写一个完整菜单程序。
- 能用 pyecharts 生成图表。
12.11 推荐练习顺序
- 猜数字游戏。
- ATM 菜单程序。
- 学生成绩统计。
- 学生管理系统函数版。
- 学生管理系统文件持久化版。
- 学生管理系统面向对象版。
- 销售数据统计。
- 销售数据可视化。
12.12 常见学习误区
- 只看视频不敲代码。
- 一报错就复制错误去搜，不先读报错位置。
- 变量名随便写，后续自己看不懂。
- 所有代码都写在一个文件一个函数里。
- 不保存练习代码，复习时没有材料。
- 还没掌握列表字典就急着学框架。
- 不会读官方文档，只依赖教程。
12.13 如何读报错
报错通常从下往上看最后几行。
示例：
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'
说明：
- 异常类型是
ValueError。 - 原因是
int()无法把'abc'转成整数。 - 应该检查输入内容或增加异常处理。
再看文件名和行号：
File "main.py", line 10, in <module>
表示错误发生在 main.py 第 10 行。
12.14 后续学习方向
Python 基础完成后，可以按兴趣选择方向：
- 自动化办公：
openpyxl、python-docx、pdfplumber。 - 数据分析：
numpy、pandas、matplotlib。 - Web 后端：
Flask、FastAPI、Django。 - 爬虫：
requests、BeautifulSoup、Scrapy。 - 测试开发：
pytest、selenium、接口测试。 - 人工智能：
numpy、pandas、pytorch。 - 运维脚本：
os、subprocess、paramiko。
不要所有方向同时学。先把 Python 基础和一个小项目做扎实，再选择方向。
12.15 结课练习
- 完成函数版学生管理系统。
- 给学生管理系统增加 JSON 持久化。
- 给学生管理系统增加异常处理。
- 把学生管理系统改成面向对象版。
- 使用 pyecharts 绘制学生成绩柱状图。
- 读取销售 JSON 数据，统计每日销售额并绘制折线图。
- 按品类统计销售额并绘制柱状图。
- 写一份自己的 Python 学习路线图。