基于Python語(yǔ)言的好友管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

劉秀麗

（山東華宇工學(xué)院，山東 德州 253034）

0 引 言

隨著計(jì)算機(jī)的普及與智能設(shè)備的發(fā)展，各行各業(yè)離不開(kāi)程序開(kāi)發(fā)。Python憑借其開(kāi)源、免費(fèi)、語(yǔ)法簡(jiǎn)捷、易于閱讀等優(yōu)點(diǎn)，受到人工智能、網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)、Web開(kāi)發(fā)、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)發(fā)人員的青睞。而列表是Python提供的重要的復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型，它可以存儲(chǔ)任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)人員可以對(duì)列表中的元素進(jìn)行添加、修改、刪除等操作。

1 列表介紹

1.1 列表概述

假設(shè)一個(gè)班有50名學(xué)生，如果要存放所有學(xué)生的姓名，那么需要定義50個(gè)變量，每個(gè)變量存放一個(gè)學(xué)生的姓名。但是，如果有一千個(gè)甚至更多的學(xué)生，那怎么辦呢？

Python提供的列表（list）可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。列表是一個(gè)可變的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它沒(méi)有長(zhǎng)度限制，可以存放任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)，如整型、浮點(diǎn)型、布爾型、字符串、序列、對(duì)象等。列表中的長(zhǎng)度和元素都可變，開(kāi)發(fā)人員可以靈活地對(duì)列表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操作，包括添加、刪除、修改元素。

1.2 創(chuàng)建列表

Python創(chuàng)建列表的方式非常簡(jiǎn)單，既可以使用中括號(hào)[]創(chuàng)建，也可以使用Python提供的內(nèi)置list()函數(shù)快速創(chuàng)建。

1.2.1 使用賦值運(yùn)算符創(chuàng)建列表

基本語(yǔ)法格式：列表名=[元素1,元素2,元素3……]#，可以再加列表名是合法標(biāo)識(shí)符等

例如：

friend=[]#空列表

list2=[10,1.5,True, 'hello']#列表中元素類(lèi)型可以是任意數(shù)據(jù)類(lèi)型

1.2.2 使用list()函數(shù)創(chuàng)建列表

基本語(yǔ)法格式：列表名＝list(參數(shù))，其中參數(shù)必須是一個(gè)可迭代類(lèi)型的數(shù)據(jù)，通常可以是range對(duì)象、字符串、元組或者其他可迭代類(lèi)型的數(shù)據(jù)。

例如：創(chuàng)建一個(gè)10以?xún)?nèi)所有偶數(shù)的列表，可以使用下面的代碼：

list3=list(range(0,11,2))或者list3=list(range(11,2))

1.3 訪(fǎng)問(wèn)列表元素

1.3.1 print()函數(shù)

基本語(yǔ)法格式：print(列表名)

例如：輸出已經(jīng)存在的friend列表中的所有元素值。

friend=['Tom','Lucy','Bob']

print(friend)

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：['Tom', 'Lucy', 'Bob']

1.3.2 通過(guò)索引號(hào)訪(fǎng)問(wèn)

基本語(yǔ)法格式：列表名[索引]

索引表示元素值在列表的位置，可以是正數(shù)，也可以是負(fù)數(shù)。如表1所示。

表1 索引

例如：輸出已經(jīng)存在的friend列表中的最后一個(gè)元素值（兩種方法）。

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：

Bob

Bob

1.3.3 通過(guò)切片訪(fǎng)問(wèn)

基本語(yǔ)法格式：列表名[數(shù)字1: 數(shù)字2: 數(shù)字3]

表示從數(shù)字1開(kāi)始，以數(shù)字3為間隔，截取從數(shù)字1到數(shù)字2之間（不包括數(shù)字2）的數(shù)據(jù)項(xiàng)，結(jié)果仍然是列表。其中3個(gè)數(shù)字均可以省略不寫(xiě)，但第一個(gè)冒號(hào)不可以省略。當(dāng)省略數(shù)字1時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)為0，當(dāng)省略數(shù)字2時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)為（為數(shù)據(jù)項(xiàng)個(gè)數(shù)），省略數(shù)字3時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)為1。

例如：

friend=['Tom','Lucy','Bob','Kate','Lily','Mary']

print(friend[0:5:2])

print(friend[1:3])

print(friend[:3])

print(friend[2:])

print(friend[:])

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：

['Tom', 'Bob', 'Lily']

['Lucy', 'Bob']

['Tom', 'Lucy', 'Bob']

['Bob', 'Kate', 'Lily', 'Mary']

['Tom', 'Lucy', 'Bob', 'Kate', 'Lily', 'Mary']

1.4 遍歷列表

1.4.1 使用for循環(huán)遍歷列表元素值

基本語(yǔ)法格式：

for item in listname:

#print(item)

其中item是列表元素的值，listname是列表名。

例如：輸出已經(jīng)存在的friend列表中的姓名。

friend=['Tom','Lucy','Bob','Kate','Lily','Mary']

for i in friend:

print(i,end=' ')

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：

Tom Lucy Bob Kate Lily Mary

1.4.2 使用for循環(huán)和enumerate()函數(shù)遍歷列表的索引和元素值

基本語(yǔ)法格式：

for index,item in enumerate(listname):

#print(index,item)

其中index是列表的索引，item是列表元素的值，listname是列表名。

例如：輸出已經(jīng)存在的friend列表中的姓名。

friend=['Tom','Lucy','Bob','Kate','Lily','Mary']for i,j in enumerate(friend):

print(i,j)

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：

0 Tom

1 Lucy

2 Bob

3 Kate

4 Lily

5 Mary

1.5 添加元素

1.5.1 append()方法

append()方法用于在現(xiàn)有列表末尾添加新的元素。

基本語(yǔ)法格式：列表名.append(元素值)

例如：向已經(jīng)存在的friend列表中添加一個(gè)新名字，如Tim。

friend=['Tom','Lucy','Bob']

friend.append('Tim')

print(friend)

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：['Tom', 'Lucy', 'Bob', 'Tim']

注意：append()方法每次只能在列表末尾添加一個(gè)元素，如果需要添加多個(gè)元素，可以多次使用append()方法。或者將這多個(gè)元素放在另一個(gè)列表中，使用extend()方法。

1.5.2 extend()方法

extend()方法用于在現(xiàn)有列表末尾添加另一個(gè)列表。

基本語(yǔ)法格式：列表1.extend(列表2)

例如：向已經(jīng)存在的friend列表中添加另一個(gè)列表，如list_num=[1,2,3]。

friend=['Tom','Lucy','Bob']

list_num=[1,2,3]

friend.extend(list_num)

print(friend)

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：['Tom', 'Lucy', 'Bob', 1, 2, 3]

1.5.3 insert()方法

insert()方法可以將新元素插入到列表指定的位置。

基本語(yǔ)法格式：列表名.insert(索引,元素值)

例如：向已經(jīng)存在的friend列表的第2個(gè)元素之后插入一個(gè)新名字，如Tim。

friend=['Tom','Lucy','Bob']

friend.insert(2,'Tim')

print(friend)

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：['Tom', 'Lucy', 'Tim', 'Bob']

1.6 刪除元素

1.6.1 del語(yǔ)句

使用del語(yǔ)句刪除指定列表中指定的元素值。

基本語(yǔ)法格式：del 列表名[索引]

例如：刪除已經(jīng)存在的friend列表中第一個(gè)元素的值。

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：['Lucy', 'Bob']

1.6.2 remove()方法

remove()方法刪除列表中指定的元素值。若列表中有多個(gè)匹配的元素值，則只刪除匹配到的第一個(gè)元素值。

基本語(yǔ)法格式：列表名.remove(元素值)

例如：刪除已經(jīng)存在的friend列表中值為T(mén)om的元素值。

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：['Lucy', 'Bob']

1.7 修改元素

修改列表元素是通過(guò)指定索引獲取元素值并對(duì)該元素重新賦值。

例如：將已經(jīng)存在的friend列表的Tom元素值改為Harry。

以上代碼通過(guò)Tom找到索引為0，然后將列表中索引為0的元素重新賦值。

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：['Harry', 'Lucy', 'Bob']

1.8 查找元素

in(not in)運(yùn)算符可以判斷某個(gè)元素是否在（不在）列表中，如果存在，返回True；否則返回False。

例如：查找已經(jīng)存在的friend列表中指定的姓名。

name=input("請(qǐng)輸入要查找的姓名：")

if name in friend:

print("查找成功")

else:

print("查找失敗")

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果：

請(qǐng)輸入要查找的姓名：Tom

查找成功

請(qǐng)輸入要查找的姓名：Harry

查找失敗

2 好友管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

基于Python編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)好友管理系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：添加好友信息、刪除好友信息、修改好友信息、顯示好友信息、查詢(xún)好友信息和退出。為了更好控制每項(xiàng)功能，現(xiàn)為每個(gè)功能模塊添加數(shù)字序號(hào)。如圖1所示。

圖1 好友管理系統(tǒng)初始化界面圖

2.2 系統(tǒng)功能描述

好友管理系統(tǒng)中有6個(gè)功能，每個(gè)功能都對(duì)應(yīng)一個(gè)序號(hào)，用戶(hù)可根據(jù)提示“請(qǐng)輸入您的選項(xiàng)”選擇序號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的操作，包括：

添加好友：用戶(hù)根據(jù)提示“請(qǐng)輸入要添加的好友：”輸入要添加好友的姓名，添加后會(huì)提示“好友添加成功”。

刪除好友：用戶(hù)根據(jù)提示“請(qǐng)輸入刪除好友姓名：”輸入要?jiǎng)h除好友的姓名，刪除成功后提示“刪除成功”，否則提示“刪除失敗”。

修改好友：用戶(hù)根據(jù)提示“請(qǐng)輸入要修改的好友姓名：”和“請(qǐng)輸入修改后的好友姓名：”分別輸入修改前和修改后的好友姓名，修改后會(huì)提示“修改成功”。

展示好友：若用戶(hù)還沒(méi)有添加過(guò)好友，提示“好友列表為空”，否則返回每個(gè)好友的姓名。

查詢(xún)好友：用戶(hù)根據(jù)提示“請(qǐng)輸入要查詢(xún)的好友姓名：”輸入要查詢(xún)的好友姓名，查詢(xún)到會(huì)提示“查詢(xún)成功”，否則提示“查詢(xún)失敗”

退出：關(guān)閉好友管理系統(tǒng)。

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)需要一個(gè)對(duì)象存放可變的好友信息，結(jié)合列表是一個(gè)可變序列的特點(diǎn)，故選擇列表。本系統(tǒng)中所使用的列表初始化時(shí)沒(méi)有值，可以創(chuàng)建一個(gè)空列表，即friend=[]。

該系統(tǒng)初始化界面功能比較簡(jiǎn)單，只需要寫(xiě)7行print功能，原樣輸出系統(tǒng)中要顯示的文字。具體代碼如下：

print("歡迎使用好友管理系統(tǒng)")

print("1：添加好友")

print("2：刪除好友")

print("3：修改好友")

print("4：顯示好友")

print("5：查詢(xún)好友")

print("6：退出")

然后通過(guò)輸入1～6之間的整型數(shù)字來(lái)實(shí)現(xiàn)不同模塊的功能。在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了達(dá)到運(yùn)行一次系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證所有情況的效果，于是可以采用循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于該系統(tǒng)中存在退出功能，于是可以設(shè)計(jì)循環(huán)條件為T(mén)rue（或者非零值），循環(huán)體設(shè)計(jì)從輸入一個(gè)整型數(shù)字開(kāi)始，到程序最后。而且每次輸入的有效數(shù)值是1～6，否則提示“請(qǐng)嘗試輸入1～6之間的整數(shù)”，對(duì)于合法數(shù)據(jù)，每個(gè)模塊根據(jù)輸入值的不同情況，來(lái)確定功能。具體代碼為：

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果如圖2所示。

圖2 好友管理系統(tǒng)不同選項(xiàng)圖

2.3.1 添加好友

添加好友模塊主要實(shí)現(xiàn)向列表中添加一個(gè)元素的功能，因此可以使用列表的append()方法來(lái)完成。由于每個(gè)人輸入的好友信息可能會(huì)有所不同，所以添加的好友姓名可以由用戶(hù)自行輸入，添加成功后并給出“好友添加成功”的提示。此模塊對(duì)應(yīng)的代碼為：

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果如圖3所示。

圖3 添加好友模塊

2.3.2 顯示好友

顯示好友模塊主要實(shí)現(xiàn)將當(dāng)前列表中的好友信息全部遍歷一次且每位好友單獨(dú)顯示一行的功能。此模塊對(duì)應(yīng)的代碼為：

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果如圖4所示。

圖4 顯示好友模塊

2.3.3 刪除好友

刪除好友模塊主要實(shí)現(xiàn)從列表中刪除一個(gè)元素的功能并且刪掉的元素不能確定索引，因此可以使用列表的remove()方法來(lái)刪除指定的值。由于每個(gè)人要?jiǎng)h除的好友信息可能會(huì)有所不同，所以刪除的好友姓名可以由用戶(hù)自行輸入，同時(shí)判斷該姓名是否在列表中，如果在列表中可以成功刪除后并給出“刪除成功”的提示，否則提示“刪除失敗”。此模塊對(duì)應(yīng)的代碼為：

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果如圖5所示。

圖5 刪除好友模塊

2.3.4 修改好友

修改好友模塊主要實(shí)現(xiàn)將列表中已經(jīng)存在的一個(gè)元素的值修改為另一個(gè)值的操作，如果該值沒(méi)有查找到，提示“要修改的好友不存在”，否則執(zhí)行修改代碼。首先需要輸入一個(gè)存在的好友姓名，并確定此人的索引值，然后輸入一個(gè)修改后的好友姓名，最后執(zhí)行重新賦值。此模塊對(duì)應(yīng)的代碼為：

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果如圖6所示。

圖6 修改好友模塊

2.3.5 查詢(xún)好友

查詢(xún)好友模塊主要實(shí)現(xiàn)根據(jù)提示“請(qǐng)輸入要查詢(xún)的好友：”輸入要查詢(xún)的好友姓名，如果未查詢(xún)到，給出“查詢(xún)失敗”的提示，否則輸出查到此人及該生姓名并提示“查詢(xún)成功”的功能。此模塊對(duì)應(yīng)的代碼為：

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果如圖7所示。

2.3.6 退出

退出模塊主要實(shí)現(xiàn)退出好友管理系統(tǒng)，不能再輸入選項(xiàng)測(cè)試該系統(tǒng)功能。此模塊對(duì)應(yīng)的代碼為：

else:

break

圖7 查詢(xún)好友模塊

使用IDLE環(huán)境運(yùn)行結(jié)果如圖8所示。

圖8 退出模塊

3 結(jié) 論

綜上所述，使用Python提供的列表功能實(shí)現(xiàn)了好友管理系統(tǒng)的基本功能，但該系統(tǒng)還存在一些不足，如功能比較單一、實(shí)時(shí)性有待提升等，還需進(jìn)一步優(yōu)化。