Python 类实战

还是以我们之前做过的，通讯录功能为例，这节课我们继续对通讯录功能使用类进行改造：

1. 通讯录功能简介

编写程序 addressBook.py 实现通讯录管理系统，通讯录包含若干联系人，每个联系人包括：姓名、地址、电话 3 项内容。程序提供 4 项基本功能：

• 增加联系人: 用户输入姓名、地址、电话等信息，将信息保存在一个列表中
• 列出联系人: 打印输出所有联系人的信息
• 查询联系人: 用户输入联系人姓名，打印输出该联系人的信息
• 删除联系人: 用户输入联系人姓名，从通讯录中删除该联系人

通过命令行界面实现以上功能，程序 addressBook.py 运行时首先打印一个菜单，如下所示：

C:\> python addressBook.py
1. create person
2. list all persons
3. query person
4. delete person
5. quit
Enter a number(1-5): 

总共有 5 个选项，用户输入对应的数字选择相应的功能，如下表所示：

2. 程序框架

2.1 描述单个联系人的数据结构

程序使用字典描述一个联系人，假设某个联系人的信息如下：

使用字典描述该联系人如下：

>>> person = {'name': '张三', 'address': '南京', 'phone': '12306'}

• 字典有三个键：name、address、phone
• 对应的值分别为：张三、南京、12306

2.2 描述所有联系人的数据结构

程序将所有联系人信息存储在列表中，即通讯录是一个列表、列表的元素是字典。假设通讯录中有两个人，它们的信息如下所示：

本节使用面向对象的上设计方法实现通讯录，使用一个类 AddressBook 描述通讯录，类 AddressBook 的核心成员是一个列表，该列表保存了所有联系人, 代码如下：

class AddressBook:
    def __init__(self):
        self.persons = []

    def addPerson(person):
        self.person.append(person)

addressBook = AddressBook()
zhangSan = {'name': '张三', 'address': '南京', 'phone': '12306'}
liSi = {'name': '李四', 'address': '北京', 'phone': '10086'}
addressBook.addPerson(zhangSan)
addressBook.addPerson(lisi)

• 在第 1 行，定义了类 AddressBook 描述通讯录
  • 在第 3 行，定义了成员变量 persons，它是一个列表，记录了所有的联系人
  • 在第 5 行，定义了成员方法 addPerson，它将单个联系人加入到联系人列表中
• 在第 8 行，使用类 AdressBook 创建一个对象
• 创建两个联系人
  • 在第 9 行，变量 zhangSan 的类型是一个字典，描述了张三的信息
  • 在第 10 行，变量 liSi 的类型是一个字典，描述了李四的信息
• 将联系人添加到通讯录中
  • 在第 11 行，将联系人 zhangSan 添加到通讯录中
  • 在第 12 行，将联系人 liSi 添加到通讯录中

2.3 类 AddressBook 的主要成员方法

分析通讯录的功能需求，初步将程序划分为 4 个功能模块，如下表所示：

使用 4 个成员方法实现相应的功能，这里先写出成员方法的定义，暂时忽略实现，代码如下：

class AddressBook:
    def __init__(self):
        self.persons = []

    def create_person(self):
        pass

    def list_person(self):
        pass

    def query_person(self):
        pass

    def delete_person(self):
        pass

2.4 主控模块

本节完成程序的主功能模块 main，函数 main 的功能逻辑如下：

1. 获取用户输入的选择
2. 根据用户的选择执行对应的功能
3. 重复执行第 1 步的操作

函数 main 的实现代码如下：

def get_choice():
    pass

def main():
    addressBook = AddressBook()
    while True:
        choice = get_choice()

        if choice == '1':
            addressBook.create_person()
        elif choice == '2':
            addressBook.list_person()
        elif choice == '3':
            addressBook.query_person()
        elif choice == '4':
            addressBook.delete_person()
        elif choice == '5':
            break
        else:
            print('Invalid choice') 

main()                  

• 在第 1 行，定义了函数 get_choice，该函数打印功能菜单并读取用户的选择
• 在第 4 行，定义了函数 main，该函数读取用户选择，并执行相应功能
• 在第 5 行，使用类 AdressBook 创建一个对象 addressBook
• 在第 6 行，创建一个 while 死循环
  • 在第 7 行，使用 get_choice() 函数获取用户输入的选择
  • 在第 9 行至第 20 行，根据 choice 执行对象 addressBook 相应的成员方法
  • 在第 18 行，如果 choice == ‘5’，则执行 break 退出程序

2.5 获取用户输入

编写函数 get_choice 获取用户的选择，代码如下：

def get_choice():
    print('1. create person')
    print('2. list all persons')
    print('3. query person')
    print('4. delete person')
    print('5. quit')
    choice = input('Enter a number(1-5):')  
    return choice

• 在第 2 行到第 6 行，打印功能菜单
• 在第 7 行，使用 input() 函数获取用户输入的选择
• 在第 8 行，返回用户的选择 choice

3. 增加联系人

本小节实现增加联系人的功能，如下所示：

    def create_person(self):
        name = input('name: ')
        address = input('address: ')
        phone = input('phone: ')
        person = {'name': name,  'address': address, 'phone': phone}
        self.persons.append(person)

• 在第 1 行，定义函数 create_person，该函数实现增加联系人的功能
• 在第 2 行，获取用户输入的 name
• 在第 3 行，获取用户输入的 address
• 在第 4 行，获取用户输入的 phone
• 在第 5 行，根据用户输入的 name、address、phone 创建一个字典，用于描述该联系人
• 在第 6 行，将联系人加入到 self.persons 中

4. 列出联系人

本小节实现列出所有联系人的功能，如下所示：

    def list_person(self):
        for person in self.persons:
            print('%s,%s,%s' % (person['name'], person['address'], person['phone']))

• 在第 1 行，定义函数 list_person，实现列出所有联系人的功能
• 在第 2 行，遍历列表 self.persons，循环变量 self.persons 是一个字典
• 在第 3 行，打印变量 person 的内容

对每个联系人打印输出一行，假设通讯录中已经存储了张三和李四两个联系人，输出如下：

C:\> python addressBook.py
1. create person
2. list all persons
3. query person
4. delete person
5. quit
Enter a number(1-5): 2
张三,南京,12306
李四,北京,10086

• 在第 7 行，用户选择执行功能 2
• 在第 8 行，打印联系人张三的信息
• 在第 9 行，打印联系人李四的信息

5. 查询联系人

本小节实现查询联系人的功能，如下所示：

    def query_person(self):
        name = input('name: ')
        for person in self.persons:
            if person['name'] == name:
                print('%s,%s,%s' % (person['name'], person['address'], person['phone']))

• 在第 1 行，定义函数 query_person，实现查询联系人的功能
• 在第 2 行，获取用户输入的 name
• 在第 3 行，遍历列表 self.persons，循环变量 self.persons 是一个字典
• 在第 4 行，如果用户输入的 name 和循环访问 person 的 name 相同，则表示找到指定的 person
• 在第 5 行，打印变量 person 的内容

6. 删除联系人

本小节实现删除联系人的功能，如下所示：

    def delete_person(self):
        name = input('name: ')
        for person in self.persons:
            if person['name'] == name:
                self.persons.remove(person)
                break 

• 在第 1 行，定义函数 delete_person，实现删除联系人的功能
• 在第 2 行，获取用户输入的 name
• 在第 3 行，遍历列表 self.persons，循环变量 self.persons 是一个字典
• 在第 4 行，如果用户输入的 name 和循环访问 person 的 name 相同，则表示找到指定的 person
• 在第 5 行，使用方法 self.persons.remove(person)，从 self.persons 中删除元素 person
• 在第 6 行，退出 for 循环

7. 完整的程序