用Python构建学生成绩管理系统的基本方案

用Python构建学生成绩管理系统的基本方案

A Basic Solution to Build A Student Score Management System with Python

By Jackson@ML

如果有想法，要构建一个基于Python的学生成绩管理系统，那么，首先要规划出该项目的方案，或者框架。

可以逐步把结构清晰的方案勾勒出来，然后，使用代码逐步实现，完成这项任务。本文以macOS系统为例，对简易方案进行规划，希望对读者有所帮助。

1. 搭建环境

1） 安装Python最新版

基于Python的应用程序，离不开Python软件包；其标准库可以支持多数代码开发，扩展功能可安装第三方库支持。

安装使用过程可参照：2025最新版Python 3.13.3安装使用指南
本文不再赘述安装过程。

2） 安装Visual Studio Code最新版

如要安装VS Code最新版，请参照文章：2024最新版Visual Studio Code安装使用指南， 本文不再赘述。

3） 搭建虚拟环境

在VS Code终端执行命令，搭建符合项目要求的虚拟环境，例如，项目虚拟环境名为：project-env.

$ python -m venv project-env

4） 激活虚拟环境

创建虚拟环境后，执行命令以激活该虚拟环境。

$ source /project-env/bin/activate

4） 安装第三方库

为了连接MySQL数据库，需要安装第三方库pymysql。于是，在虚拟环境中执行以下安装命令：

(project-env) $ pip install pymysql

2. 数据库设计

由于是学生成绩管理系统，因此，假设要规划学生表students，和成绩表scores。大致架构如下：

1） 学生表 students

• student_id 学号（主键）
• name 姓名
• gender 性别
• age 年龄
• class 班级

2） 成绩表 scores

• score_id 成绩ID（主键）
• student_id 学号（外键）
• subject 科目
• score 分数
• exam_date 考试日期

3. 数据库连接

如需连接数据库，则需编写代码。首先，需要导入pymysql库，以及pymysql.cursors中的DictCursor模块，命令如下：

import pymysql
from pymysql.cursors import DictCursor

接下来，要编写学生成绩管理的类，可命名为:StudentManager；

该类中包含初始化函数，以及创建表的函数（用来以SQL语句CREATE TABLE创建表），代码如下：

class StudentManager:def __init__(self):"""初始化数据库连接"""self.connection = pymysql.connect(host='localhost',user='your_username',password='your_password',database='student_db',charset='utf8mb4',cursorclass=DictCursor)self.create_tables()def create_tables(self):"""创建数据表"""with self.connection.cursor() as cursor:# 创建学生表cursor.execute("""CREATE TABLE IF NOT EXISTS students (student_id VARCHAR(20) PRIMARY KEY,name VARCHAR(50) NOT NULL,gender ENUM('男', '女') NOT NULL,age TINYINT UNSIGNED,class VARCHAR(20)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4""")# 创建成绩表cursor.execute("""CREATE TABLE IF NOT EXISTS scores (score_id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,student_id VARCHAR(20) NOT NULL,subject VARCHAR(50) NOT NULL,score DECIMAL(5,2),exam_date DATE,FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES students(student_id)ON DELETE CASCADE) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4""")self.connection.commit()

4. 主要功能实现

1） 模块一：学生管理

实现该模块，需要创建添加学生函数add_student(),查询学生信息函数get_student()，以及更新学生信息函数update_student()。

以下是示例代码：

def add_student(self, student_id, name, gender, age=None, class_=None):"""添加学生记录"""try:with self.connection.cursor() as cursor:sql = """INSERT INTO students (student_id, name, gender, age, class)VALUES (%s, %s, %s, %s, %s)"""cursor.execute(sql, (student_id, name, gender, age, class_))self.connection.commit()print("学生添加成功")except pymysql.IntegrityError:print("错误：学号已存在")def get_student(self, student_id):"""查询学生信息"""with self.connection.cursor() as cursor:sql = "SELECT * FROM students WHERE student_id = %s"cursor.execute(sql, (student_id,))return cursor.fetchone()def update_student(self, student_id, **kwargs):"""更新学生信息"""valid_fields = ['name', 'gender', 'age', 'class']updates = []params = []for field, value in kwargs.items():if field in valid_fields:updates.append(f"{field} = %s")params.append(value)if updates:sql = f"UPDATE students SET {', '.join(updates)} WHERE student_id = %s"params.append(student_id)with self.connection.cursor() as cursor:cursor.execute(sql, params)self.connection.commit()print(f"成功更新{cursor.rowcount}条记录")

2） 模块二：成绩管理

成绩管理模块代码包含添加分数函数add_score(),以及查询成绩函数get_scores(),代码如下：

def add_score(self, student_id, subject, score, exam_date):"""添加成绩记录"""try:with self.connection.cursor() as cursor:sql = """INSERT INTO scores (student_id, subject, score, exam_date)VALUES (%s, %s, %s, %s)"""cursor.execute(sql, (student_id, subject, score, exam_date))self.connection.commit()print("成绩添加成功")except pymysql.IntegrityError:print("错误：学生不存在")def get_scores(self, student_id):"""查询学生所有成绩"""with self.connection.cursor() as cursor:sql = """SELECT s.name, sc.subject, sc.score, sc.exam_date FROM scores scJOIN students s ON sc.student_id = s.student_idWHERE sc.student_id = %s"""cursor.execute(sql, (student_id,))return cursor.fetchall()

3） 模块三：统计查询

统计查询模块，包含班级成绩汇总函数get_class_summary()，返回值为游标cursor的fetchall()方法。代码如下：

def get_class_summary(self, class_name):"""班级成绩汇总"""with self.connection.cursor() as cursor:sql = """SELECT s.class, sc.subject, AVG(sc.score) as avg_score,MAX(sc.score) as max_score,MIN(sc.score) as min_scoreFROM scores scJOIN students s ON sc.student_id = s.student_idWHERE s.class = %sGROUP BY sc.subject"""cursor.execute(sql, (class_name,))return cursor.fetchall()

4） 执行查询和统计结果

完成了上述模块规划，将逐步把方法联系到一起，在if条件句执行后，运行该应用程序。代码如下：

if __name__ == "__main__":manager = StudentManager()# 添加测试数据manager.add_student('2023001', '张三', '男', 18, '高三(1)班')manager.add_score('2023001', '数学', 95.5, '2023-06-15')# 查询学生信息student = manager.get_student('2023001')print("学生信息：", student)# 查询成绩scores = manager.get_scores('2023001')print("考试成绩：", scores)# 班级统计summary = manager.get_class_summary('高三(1)班')print("班级汇总：", summary)# 关闭连接manager.connection.close()

5. 注意事项：

1） 数据完整性

为确保数据完整使用外键约束确保成绩必须对应有效学生；严格校验字段类型。确保MySQL服务已启动且用户有权限。

2） 安全措施

生产环境需要添加异常处理机制；上下文管理自动管理游标；用参数化查询防止SQL注入；提交事务确保数据一致性。

3） 扩展性

DictCursor返回字典格式结果；具备动态字段更新机制；具有灵活的统计查询接口。

本方案包含了环境搭建、数据库设计、核心功能实现及较完整的代码示例。

采用面向对象程序设计，具有良好的扩展性，以及可维护性。实现复杂项目方案时，可以参考本方案，并根据具体需求适当扩展和优化。

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