Python | 班级成绩数据管理系统 分步详解

题目：

 大作业：班级成绩数据管理系统

背景：假设你是数学老师，需要管理班级学生的多门数学相关成绩（如单元测验、期中、期末成绩，均为整数）。本作业要求实现成绩的录入、查询、修改、删除及统计分析 

 一、核心数据结构 

用字典列表存储学生信息，所有数据均为整数（无字符串），初始预设3-5条数据，示例： 

```python

 学生数据格式：id为唯一整数标识，scores为整数列表（存储多门成绩）

students = [

    {"id": 1, "scores": [85, 90, 88]},   id=1的学生，3门成绩分别为85、90、88

    {"id": 2, "scores": [79, 82, 91]},

    {"id": 3, "scores": [95, 89, 92]}

]

``` 

 二、必做功能需求（共7项） 

 1. 菜单交互框架 

程序启动后，通过`print`显示固定菜单（菜单文字为字符串常量，不涉及字符串方法），用户输入1-6的整数选择功能，执行后返回菜单（选6则退出）。菜单格式： 

```

班级成绩管理系统

1. 查看所有学生成绩

2. 添加新学生

3. 修改学生成绩

4. 删除学生

5. 成绩统计分析

6. 退出系统

请输入功能编号（1-6）：

``` 

 2. 查看所有学生成绩 

遍历`students`列表，按固定格式打印每个学生的id和成绩（用`print`直接输出整数和列表，不拼接字符串）。示例输出： 

```

所有学生成绩：

id: 1  成绩: [85, 90, 88]

id: 2  成绩: [79, 82, 91]

id: 3  成绩: [95, 89, 92]

``` 

 3. 添加新学生 

步骤（全程用整数输入，不处理字符串）： 

1. 提示用户输入“新学生id（整数）”； 

2. 遍历`students`列表，检查该id是否已存在（对比字典的`"id"`键值）： 

   - 若存在：打印“id已存在，添加失败”； 

   - 若不存在：提示用户输入“成绩数量（整数，至少1）”，再逐个输入对应数量的成绩（每个成绩为整数），组成`scores`列表，最后创建新字典`{"id": 输入id, "scores": 成绩列表}`并添加到`students`，打印“添加成功”。 

 4. 修改学生成绩 

步骤： 

1. 提示用户输入“要修改的学生id（整数）”； 

2. 遍历`students`列表，检查id是否存在： 

   - 若不存在：打印“未找到该学生，修改失败”； 

   - 若存在：提示用户输入“新的成绩数量（整数）”，再逐个输入新成绩（整数），替换该学生字典的`"scores"`值，打印“修改成功”。 

 5. 删除学生 

步骤： 

1. 提示用户输入“要删除的学生id（整数）”； 

2. 遍历`students`列表，检查id是否存在： 

   - 若不存在：打印“未找到该学生，删除失败”； 

   - 若存在：用`remove()`方法从`students`中删除该学生字典，打印“删除成功”。 

 6. 成绩统计分析 

计算并打印4项结果（均为数值运算，无字符串处理）： 

1. 班级总人数：直接用`len(students)`获取； 

2. 平均总分： 

   - 先遍历每个学生，计算其`scores`列表的总和（`sum(学生["scores"])`），存到“总分列表”； 

   - 用“总分列表的总和 ÷ 总人数”，结果保留1位小数（用`round()`函数）； 

3. 最高分学生： 

   - 从“总分列表”中找最大值（`max(总分列表)`）； 

   - 遍历学生列表，找出所有总分等于该最大值的学生，打印其id和总分； 

4. 按总分排名： 

   - 创建“(id, 总分)”元组列表（如`[(1, 263), (2, 252), ...]`）； 

   - 用`sorted()`按“总分从高到低”排序（`key=lambda x: x[1]`，`reverse=True`）； 

   - 按“排名X：id=X，总分=X”格式打印（用`print`直接输出整数）。 

示例输出： 

```

成绩统计分析：

1. 班级总人数：3

2. 平均总分：261.7

3. 最高分学生（总分276）：

   id=3，总分=276

4. 按总分排名：

   排名1：id=3，总分=276

   排名2：id=1，总分=263

   排名3：id=2，总分=252

``` 

 7. 退出系统 

用户输入6时，打印“系统退出，再见！”，用`break`终止程序。 

 三、进阶功能（选做，加分项） 

1. 按科目查平均分：提示用户输入“科目序号（从1开始，如1表示第一门成绩）”，遍历所有学生的`scores`列表，提取对应序号的成绩，计算平均分（保留1位小数）； 

2. 成绩去重：在“添加”和“修改”功能中，对输入的成绩列表去重（如输入`90, 85, 90`，处理后为`[90, 85]`），用集合实现（`list(set(成绩列表))`，再按输入顺序调整）； 

3. 批量添加学生：提示用户先输入“要添加的学生数量（整数n）”，再依次输入n个学生的id和成绩（每个学生先输id，再输成绩数量和逐个成绩），批量添加（id存在则跳过）。 

 四、提交要求 

1. 代码注释：关键逻辑（如查id、统计总分、排序）需加注释，说明操作目的； 

2. 无字符串方法：代码中不得出现任何字符串对象的方法（如`split()`、`len("abc")`、`"a" + "b"`等，允许用`print`输出字符串常量）； 

3. 知识点说明：在代码末尾用注释列出用到的知识点（如“列表的append/remove、字典的键值访问、for/while循环、if条件判断、sum/len/max/sorted函数、算术运算符、比较运算符”等）。 

 设计思路提示 

1. 输入处理：所有用户输入均用`int(input())`直接转为整数，避免对输入的字符串做任何处理（如用户输入“3”，直接用`int(input())`得到3）； 

2. 功能拆分：将每个功能写成函数（如`show_students()`、`add_student()`），菜单选择时调用，减少重复代码； 

3. 查id复用：写一个辅助函数`get_student(target_id)`，遍历`students`返回对应学生字典（或`None`），供添加、修改、删除功能复用； 

4. 排名实现：用`sorted()`对“id-总分”元组列表排序，通过`enumerate()`获取排名序号（从1开始）。 

系统概述

这是一个基于Python的命令行成绩管理系统，帮助教师管理学生的多门数学成绩。下面我将分步详细讲解每个功能模块的实现。

1. 数据结构设计

系统使用字典列表存储学生信息，每个学生包含两个关键信息：

python

# 初始化学生数据

students = [

    {"id": 1, "scores": [85, 90, 88]},  # id=1的学生，3门成绩分别为85、90、88

    {"id": 2, "scores": [79, 82, 91]},

    {"id": 3, "scores": [95, 89, 92]}

]

• id：唯一整数标识，用于区分不同学生
• scores：整数列表，存储学生的多门成绩

这种数据结构简单直观，便于进行各种成绩管理操作。

2. 主程序框架

系统采用经典的菜单驱动模式，通过while循环持续运行，直到用户选择退出：

python

# 主程序循环

while True:

    # 显示菜单

    print("班级成绩管理系统")

    print("1. 查看所有学生成绩")

    print("2. 添加新学生")

    print("3. 修改学生成绩")

    print("4. 删除学生")

    print("5. 成绩统计分析")

    print("6. 退出系统")

   

    # 获取用户选择

    choice = int(input("请输入功能编号（1-6）："))

   

    # 根据用户选择执行相应功能

    if choice == 1:

        # 查看所有学生成绩

        pass

    elif choice == 2:

        # 添加新学生

        pass

    # ... 其他选项

    elif choice == 6:

        print("系统退出，再见！")

        break  # 退出循环，结束程序

这种设计模式简单易懂，用户可以通过数字选择不同功能，操作直观。

3. 查看所有学生成绩

这个功能遍历学生列表，显示每个学生的ID和成绩：

python

print("所有学生成绩：")

for student in students:

print("id:", student["id"], " 成绩:", student["scores"])

实现要点：

• 使用for循环遍历students列表
• 通过字典键名访问学生的id和scores
• 直接打印整数和列表，不进行字符串拼接

4. 添加新学生

添加新学生需要完成以下步骤：

python

# 1. 获取新学生ID

new_id = int(input("新学生id（整数）："))

# 2. 检查ID是否已存在

id_exists = False

for student in students:

    if student["id"] == new_id:

        id_exists = True

        break

if id_exists:

    print("id已存在，添加失败")

else:

    # 3. 获取成绩数量

    score_count = int(input("成绩数量（整数，至少1）："))

   

    # 4. 逐个输入成绩

    new_scores = []

    for i in range(score_count):

        score = int(input("请输入第" + str(i+1) + "个成绩："))

        new_scores.append(score)

   

    # 5. 成绩去重（进阶功能）

    new_scores = list(set(new_scores))

   

    # 6. 创建新学生并添加到列表

    students.append({"id": new_id, "scores": new_scores})

print("添加成功")

关键点：

• 使用循环检查ID是否重复
• 根据用户指定的数量输入多个成绩
• 使用集合(set)对成绩去重，避免重复数据

5. 修改学生成绩

修改成绩需要先找到目标学生，然后替换其成绩：

python

# 1. 获取要修改的学生ID

target_id = int(input("要修改的学生id（整数）："))

# 2. 查找学生

found_student = None

for student in students:

    if student["id"] == target_id:

        found_student = student

        break

if found_student is None:

    print("未找到该学生，修改失败")

else:

    # 3. 获取新的成绩数量和成绩

    score_count = int(input("新的成绩数量（整数）："))

    new_scores = []

    for i in range(score_count):

        score = int(input("请输入第" + str(i+1) + "个成绩："))

        new_scores.append(score)

   

    # 4. 成绩去重

    new_scores = list(set(new_scores))

   

    # 5. 更新学生成绩

    found_student["scores"] = new_scores

print("修改成功")

实现要点：

• 遍历列表查找目标学生
• 直接修改字典中的scores值
• 同样使用集合进行成绩去重

6. 删除学生

删除学生需要找到目标并从列表中移除：

python

# 1. 获取要删除的学生ID

target_id = int(input("要删除的学生id（整数）："))

# 2. 查找学生

found_student = None

for student in students:

    if student["id"] == target_id:

        found_student = student

        break

if found_student is None:

    print("未找到该学生，删除失败")

else:

    # 3. 从列表中删除学生

    students.remove(found_student)

print("删除成功")

关键点：

• 使用列表的remove()方法删除元素
• 删除前确保学生存在，避免出错

7. 成绩统计分析

这是系统中最复杂的功能，提供多种统计信息：

python

print("成绩统计分析：")

# 1. 班级总人数

total_students = len(students)

print("1. 班级总人数：" + str(total_students))

# 2. 平均总分

total_scores_list = []

for student in students:

    student_total = sum(student["scores"])

    total_scores_list.append(student_total)

average_total = round(sum(total_scores_list) / total_students, 1)

print("2. 平均总分：" + str(average_total))

# 3. 最高分学生

max_total = max(total_scores_list)

print("3. 最高分学生（总分" + str(max_total) + "）：")

for student in students:

    if sum(student["scores"]) == max_total:

        print("   id=" + str(student["id"]) + "，总分=" + str(max_total))

# 4. 按总分排名

print("4. 按总分排名：")

# 创建(id, 总分)元组列表

id_total_pairs = []

for student in students:

    student_total = sum(student["scores"])

    id_total_pairs.append((student["id"], student_total))

# 按总分从高到低排序

sorted_pairs = sorted(id_total_pairs, key=lambda x: x[1], reverse=True)

# 打印排名

rank = 1

for pair in sorted_pairs:

    print("   排名" + str(rank) + "：id=" + str(pair[0]) + "，总分=" + str(pair[1]))

rank += 1

统计分析详解：

1. 班级总人数：使用len()函数直接获取
2. 平均总分：
   • 先计算每个学生的总分
   • 再求所有学生总分的平均值
   • 使用round()保留1位小数
3. 最高分学生：
   • 使用max()函数找出最高总分
   • 遍历查找所有达到最高分的学生
4. 按总分排名：
   • 创建(id, 总分)元组列表
   • 使用sorted()和lambda表达式按总分排序
   • 从高到低显示排名

8. 技术特点与知识点

技术特点：

1. 纯整数处理：所有输入输出均为整数，不涉及字符串处理
2. 数据验证：检查id是否存在，防止重复或无效操作
3. 自动去重：使用集合对输入成绩自动去重
4. 完整统计：提供全面的成绩统计分析功能

使用的Python知识点：

# 1. 列表的append/remove方法 - 添加和删除元素

# 2. 字典的键值访问 - 获取学生信息

# 3. for循环和while循环 - 遍历数据和程序循环

# 4. if条件判断 - 条件分支

# 5. break语句 - 退出循环

# 6. sum/len/max/sorted函数 - 数据统计和排序

# 7. round函数 - 保留小数

# 8. 算术运算符 - 数学计算

# 9. 比较运算符 - 条件判断

# 10. 列表和字典的创建与访问 - 数据结构操作

# 11. 元组的创建与使用 - 存储配对数据

# 12. lambda表达式 - 自定义排序规则

# 13. set集合 - 数据去重

9. 扩展建议

这个系统还可以进一步扩展：

1. 按科目查平均分：提示用户输入科目序号，计算该科目所有学生的平均分
2. 批量添加学生：一次性添加多个学生，提高效率
3. 数据持久化：将数据保存到文件，下次启动时自动加载
4. 图形用户界面：使用tkinter等库创建可视化界面

总结

通过这个班级成绩数据管理系统，我们学习了：

• Python基本数据结构的应用
• 循环和条件判断的控制流程
• 函数的简单使用
• 数据的增删改查操作
• 基本的数据统计和分析方法

这个项目是Python入门的绝佳实践，涵盖了编程基础知识的多个方面。希望这个分步详解能帮助你更好地理解Python编程。

所有代码整合：

# 初始化学生数据

students = [

    {"id": 1, "scores": [85, 90, 88]},

    {"id": 2, "scores": [79, 82, 91]},

    {"id": 3, "scores": [95, 89, 92]}

]

def show_menu():

    """显示系统菜单"""

    print("班级成绩管理系统")

    print("1. 查看所有学生成绩")

    print("2. 添加新学生")

    print("3. 修改学生成绩")

    print("4. 删除学生")

    print("5. 成绩统计分析")

    print("6. 退出系统")

def show_all_students():

    """查看所有学生成绩"""

    print("所有学生成绩：")

    for student in students:

        print("id:", student["id"], " 成绩:", student["scores"])

def add_student():

    """添加新学生"""

    new_id = int(input("新学生id（整数）："))

   

    # 检查id是否已存在

    id_exists = False

    for student in students:

        if student["id"] == new_id:

            id_exists = True

            break

   

    if id_exists:

        print("id已存在，添加失败")

    else:

        score_count = int(input("成绩数量（整数，至少1）："))

        new_scores = []

        for i in range(score_count):

            score = int(input("请输入第" + str(i+1) + "个成绩："))

            new_scores.append(score)

       

        # 成绩去重

        new_scores = list(set(new_scores))

       

        students.append({"id": new_id, "scores": new_scores})

        print("添加成功")

def modify_student():

    """修改学生成绩"""

    target_id = int(input("要修改的学生id（整数）："))

   

    # 查找学生

    found_student = None

    for student in students:

        if student["id"] == target_id:

            found_student = student

            break

   

    if found_student is None:

        print("未找到该学生，修改失败")

    else:

        score_count = int(input("新的成绩数量（整数）："))

        new_scores = []

        for i in range(score_count):

            score = int(input("请输入第" + str(i+1) + "个成绩："))

            new_scores.append(score)

       

        # 成绩去重

        new_scores = list(set(new_scores))

       

        found_student["scores"] = new_scores

        print("修改成功")

def delete_student():

    """删除学生"""

    target_id = int(input("要删除的学生id（整数）："))

   

    # 查找学生

    found_student = None

    for student in students:

        if student["id"] == target_id:

            found_student = student

            break

   

    if found_student is None:

        print("未找到该学生，删除失败")

    else:

        students.remove(found_student)

        print("删除成功")

def analyze_scores():

    """成绩统计分析"""

    print("成绩统计分析：")

   

    # 1. 班级总人数

    total_students = len(students)

    print("1. 班级总人数：" + str(total_students))

   

    # 2. 平均总分

    total_scores_list = []

    for student in students:

        student_total = sum(student["scores"])

        total_scores_list.append(student_total)

   

    average_total = round(sum(total_scores_list) / total_students, 1)

    print("2. 平均总分：" + str(average_total))

   

    # 3. 最高分学生

    max_total = max(total_scores_list)

    print("3. 最高分学生（总分" + str(max_total) + "）：")

    for student in students:

        if sum(student["scores"]) == max_total:

            print("   id=" + str(student["id"]) + "，总分=" + str(max_total))

   

    # 4. 按总分排名

    print("4. 按总分排名：")

    # 创建(id, 总分)元组列表

    id_total_pairs = []

    for student in students:

        student_total = sum(student["scores"])

        id_total_pairs.append((student["id"], student_total))

   

    # 按总分从高到低排序

    sorted_pairs = sorted(id_total_pairs, key=lambda x: x[1], reverse=True)

   

    # 打印排名

    rank = 1

    for pair in sorted_pairs:

        print("   排名" + str(rank) + "：id=" + str(pair[0]) + "，总分=" + str(pair[1]))

        rank += 1

# 主程序循环

def main():

    while True:

        show_menu()

        choice = int(input("请输入功能编号（1-6）："))

       

        if choice == 1:

            show_all_students()

        elif choice == 2:

            add_student()

        elif choice == 3:

            modify_student()

        elif choice == 4:

            delete_student()

        elif choice == 5:

            analyze_scores()

        elif choice == 6:

            print("系统退出，再见！")

            break

        else:

            print("无效选择，请输入1-6的整数")

       

        print()  # 空行分隔每次操作

# 启动程序

if __name__ == "__main__":

    main()

# 使用的Python知识点：

# 1. 列表的append/remove方法

# 2. 字典的键值访问

# 3. for循环和while循环

# 4. if条件判断

# 5. break语句

# 6. sum/len/max/sorted函数

# 7. round函数（保留小数）

# 8. 算术运算符

# 9. 比较运算符

# 10. 列表和字典的创建与访问

# 11. 元组的创建与使用

# 12. lambda表达式

# 13. set集合（用于去重）

# 14. 函数定义和调用

# 15. 主程序入口