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Python 入门总结与实践：构建你的第一个程序

article 2025/3/10 11:31:03

恭喜你！经过前面几篇博客的学习，你已经掌握了 Python 编程的基础知识，包括变量、数据类型、运算符、控制流语句、函数、模块和包、以及文件操作。现在，是时候将这些知识应用到实践中，构建你的第一个 Python 程序了！本文将带你回顾 Python 入门的重点知识，并提供一个简单的项目案例，帮助你巩固所学，开启你的编程之旅。

一、回顾 Python 入门的重点知识

基础语法：
- 变量的定义和使用
- 数据类型 (整数、浮点数、字符串、布尔值、列表、元组、字典、集合)
- 运算符 (算术、比较、逻辑、赋值)
- 注释 (单行注释 #，多行注释 """...""" )
控制流语句：
- if、elif、else 条件语句
- for、while 循环语句
- break、continue 语句 (控制循环)
函数：
- 函数的定义和调用
- 参数 (位置参数、关键字参数、默认参数、可变参数)
- 返回值
- 作用域
- 匿名函数 (lambda 函数)
模块和包：
- 模块的导入 (import、from ... import)
- 标准库模块
- 包的创建和使用
文件操作：
- 打开、读取、写入、关闭文件 (open() 函数, 文件模式)
- with 语句 (上下文管理器)
错误和异常处理：
- 常见的异常类型
- try...except...finally 语句
- 自定义异常

二、实践项目：一个简单的命令行待办事项程序

让我们一起来构建一个简单的命令行待办事项程序。这个程序将允许用户添加、查看、删除和标记待办事项。

项目需求：
- 用户可以添加新的待办事项。
- 用户可以查看所有待办事项。
- 用户可以删除待办事项。
- 用户可以标记待办事项为已完成。
- 待办事项数据应该能够保存到文件中，以便下次程序启动时读取。

项目实现：

# todo_app.py
import os

# 1. 定义待办事项数据结构
class TodoItem:
    def __init__(self, task, completed=False):
        self.task = task  # 待办事项的内容
        self.completed = completed  # 是否已完成

    def __str__(self):
        status = "[x]" if self.completed else "[ ]"
        return f"{status} {self.task}"  # 待办事项的字符串表示形式

# 2. 定义文件存储路径
DATA_FILE = "todo_data.txt"

# 3. 加载待办事项 (从文件读取)
def load_todos():
    todos = []
    if os.path.exists(DATA_FILE):  # 检查文件是否存在
        try:
            with open(DATA_FILE, "r") as f:
                for line in f:
                    parts = line.strip().split(",") # 以逗号分割
                    if len(parts) == 2:
                        task, completed_str = parts
                        completed = completed_str == "True"
                        todos.append(TodoItem(task, completed))
        except Exception as e:
            print(f"加载数据时发生错误：{e}")
    return todos

# 4. 保存待办事项 (写入文件)
def save_todos(todos):
    try:
        with open(DATA_FILE, "w") as f:
            for item in todos:
                f.write(f"{item.task},{item.completed}\n") # 以逗号分割，保存为文本
    except Exception as e:
        print(f"保存数据时发生错误：{e}")

# 5. 显示待办事项
def display_todos(todos):
    if not todos:
        print("当前没有待办事项。")
    else:
        for i, item in enumerate(todos):
            print(f"{i+1}. {item}")

# 6. 添加待办事项
def add_todo(todos):
    task = input("请输入待办事项：")
    if task:
        todos.append(TodoItem(task))
        print("待办事项已添加。")
    else:
        print("输入不能为空。")

# 7. 删除待办事项
def delete_todo(todos):
    display_todos(todos)
    if not todos:
        return
    try:
        index = int(input("请输入要删除的待办事项的编号：")) - 1
        if 0 <= index < len(todos):
            del todos[index]
            print("待办事项已删除。")
        else:
            print("编号无效。")
    except ValueError:
        print("请输入有效的编号。")

# 8. 标记待办事项为已完成
def complete_todo(todos):
    display_todos(todos)
    if not todos:
        return
    try:
        index = int(input("请输入要标记为已完成的待办事项的编号：")) - 1
        if 0 <= index < len(todos):
            todos[index].completed = True
            print("待办事项已标记为已完成。")
        else:
            print("编号无效。")
    except ValueError:
        print("请输入有效的编号。")

# 9. 主程序
def main():
    todos = load_todos()  # 加载待办事项

    while True:
        print("\n待办事项程序")
        print("1. 查看待办事项")
        print("2. 添加待办事项")
        print("3. 删除待办事项")
        print("4. 标记为已完成")
        print("5. 退出")

        choice = input("请选择操作：")

        if choice == '1':
            display_todos(todos)
        elif choice == '2':
            add_todo(todos)
        elif choice == '3':
            delete_todo(todos)
        elif choice == '4':
            complete_todo(todos)
        elif choice == '5':
            save_todos(todos)  # 保存待办事项
            print("程序已退出。")
            break
        else:
            print("无效的选择。")

        save_todos(todos) # 每次操作都保存到文件

if __name__ == "__main__":
    main()

运行结果：

项目说明：
1. 数据结构： 使用 TodoItem 类来表示每个待办事项，包含 task (待办事项的内容) 和 completed (是否已完成) 两个属性。
2. 文件存储： 使用 DATA_FILE 常量来指定数据存储的文件名 (默认是 todo_data.txt)。
3. 加载和保存数据： 使用 load_todos() 函数从文件中读取待办事项，使用 save_todos() 函数将待办事项保存到文件中。
4. 用户界面： 提供一个简单的命令行界面，允许用户选择不同的操作 (查看、添加、删除、标记为已完成、退出)。
5. 主程序： 使用 main() 函数来组织程序的主体逻辑，包括加载数据、显示菜单、处理用户输入、保存数据等。
6. 异常处理： 在文件操作中，使用了 try...except 语句来捕获可能发生的异常，例如文件不存在、读取错误等。
运行程序：
1. 将上面的代码保存为 todo_app.py 文件。
2. 在命令行中运行 python todo_app.py。
3. 按照程序提示，进行操作 (添加、查看、删除、标记为已完成等)。
4. 程序会把待办事项保存到 todo_data.txt 文件中，下次运行程序时，会自动加载这些数据。