基于Python guI的学生信息管理系统的设计与实现
摘要
讲述的是一个使用Python GUI的学习资料管理工具。通过使用Python的Tkinter库和mysql数据库，这个工具可以方便地记录、检索、更新学习资料。本文详细描述了系统的架构设计和实现过程，并对系统进行了功能测试和性能测试。结果表明，该系统具有良好的用户界面和稳定的性能，能够满足学生信息管理的需求。
关键词
Python；GUI；学生信息管理系统；Tkinter；mysql
1. 选题及其意义
1.1 设计项目的名称
我设计项目的名称是基于Python学生档案管理系统的设计与实现。
1.2 研究意义
1. 促进Python语言的应用：Python是一种简洁、易学、高效的编程语言，具有广泛的应用场景。通过实现学生信息管理系统，可以进一步促进Python语言在教育领域的应用。
2.为了更有效地管控和控制学生，我们需要构建一个先进的信息化管理体系。这将有助于降低运营和维护的费用，并且能够极大地改善我们的教育质量。
3.为了更好地满足学校的管理需求，我们开发了一个基于Python的学生信息管理系统，它既高效又准确，操作简单，能够有效地帮助学校管理者更好地管理学生的信息。
4. 推动信息化建设：信息化已经成为现代社会的重要发展趋势，通过实现学生信息管理系统，可以进一步推动学校信息化建设，提高学校管理水平和教育质量。
5. 培养学生信息化素养：学生信息化素养已经成为现代教育的必备素质，通过学生信息管理系统的设计与实现，可以培养学生的信息化素养，提高学生的信息技术应用能力。
2. 文献资料综述
Design and Implementation of Student Information Management System Based on Python and SQLite Database，作者：Li Chunyan，出版单位：Journal of Physics: Conference Series，发表时间：2021年。
本文介绍了一种基于Python和SQLite数据库的学生信息管理系统的设计与实现方案，包括GUI设计、数据库设计、用户登录与注册、学生信息查询、添加、修改和删除等功能。通过实验测试，证明该系统具有良好的稳定性和可靠性。
3.设计理念
3.1需求分析
通过使用我们的学生信息管理系统，我们可以更好地了解并记录每个学生的个人资料，例如姓名、学校、出身地、住址、所属的团队、以及其他相关的联系人。系统需要实现以下功能：
1）学生信息的录入：通过界面输入学生信息，将学生信息存储到数据库中。
2）学生信息的查询：通过学生姓名、学号、性别等关键字查询学生信息，显示查询结果。
3）学生信息的修改：修改学生基本信息。
4）学生信息的删除：删除学生信息。
3.2系统架构设计
该系统采用三层架构，包括前两层，中间层，用于展示信息，后两层用于处理数据。
表现层：采用Python的Tkinter库实现，包括界面设计和事件处理。
业务逻辑层：负责处理用户的请求，调用数据访问层进行数据操作。
在这个系统中，我的数据访问层主要用来和数据库建立联系，并执行各种数据变更和检索。
3.3系统实现
3.3.1数据库设计
系统采用mysql数据库存储学生信息.
学生信息中的数据可能会有：班级、个人信息、年龄、联系方式、住址信息。
3.3.2界面设计
Tkinter库为系统提供了一个完整的界面，它可以让用户轻松地输入、查询、更新和删除学生信息，具体的界面设计可以参考下图：
图1 页面
代码如下：
1. # 学生信息管理系统主界面 2. 3. def init_1(self): 4. 5. # 设置窗口标题 6. 7. self.root.title("学生信息管理系统") 8. 9. # 设置窗口大小 10. 11. self.root.geometry("800x600") 12. 13. # self.root.minsize(800, 600) 14. 15. # 添加菜单 16. 17. menuber = Menu(self.root) 18. 19. # tearoff=0是关闭第一行虚线 20. 21. menu_1 = Menu(menuber, tearoff=0) 22. 23. menuber.add_cascade(label="文件", menu=menu_1) 24. 25. menu_2 = Menu(menuber, tearoff=0) 26. 27. menuber.add_cascade(label="功能", menu=menu_2) 28. 29. menu_3 = Menu(menuber, tearoff=0) 30. 31. menuber.add_cascade(label="帮助", menu=menu_3) 32. 33. # 添加菜单项 34. 35. menu_1.add_cascade(label="另存为", command=lambda: Database.savestudent(Database, self.user, self.password)) 36. 37. menu_2.add_cascade(label="添加学生", command=self.addstudent) 38. 39. menu_2.add_cascade(label="删除学生", command=self.deletestudent) 40. 41. menu_2.add_cascade(label="修改学生", command=self.updatestudent) 42. 43. menu_2.add_cascade(label="查询学生", command=self.selectstudent) 44. 45. menu_2.add_cascade(label="输出学生", command=self.showallstudent) 46. 47. menu_3.add_cascade(label="关于", command=self.about) 48. 49. # 将菜单加入root 50. 51. self.root["menu"] = menuber 52. 53. # 进入事件循环 54. 55. self.root.mainloop()
3.3.3 登录界面
登录页面的设计如下
1. def login_1(self): 2. 3. self.root.title("登录界面") 4. 5. # 设置窗口大小 6. 7. self.root.geometry("300x240+%d+%d" % (self.screen_width / 4, self.screen_height / 7)) 8. 9. # 在root_2中添加登录信息 10. 11. label_1 = Label(self.frame_1, text="用户名:") 12. 13. label_2 = Label(self.frame_1, text="密码:") 14. 15. # label_3为美化界面所用 16. 17. label_3 = Label(self.frame_1, text="") 18. 19. label_4 = Label(self.frame_1, text="") 20. 21. # 以网格布局的形式加入到root_2中 22. 23. label_1.grid(row=1, column=0) 24. 25. self.entry_1.grid(row=1, column=1) 26. 27. label_3.grid(row=2, column=0) 28. 29. label_2.grid(row=3, column=0) 30. 31. self.entry_2.grid(row=3, column=1) 32. 33. label_4.grid(row=4, column=0) 34. 35. # 添加用户名和密码的文本框 36. 37. self.list_1.append(self.entry_1) 38. 39. self.list_1.append(self.entry_2) 40. 41. # 添加按钮 42. 43. button_1 = Button(self.frame_1, text="登录", command=lambda: self.login_2()) 44. 45. button_2 = Button(self.frame_1, text="清除", command=lambda: self.clearentry()) 46. 47. button_1.grid(row=5, column=0) 48. 49. button_2.grid(row=5, column=1)
图2 登录界面
3.3.4 功能实现
用户可以通过“添加”按钮，在界面上输入学生的个人信息，并将其存储至数据库中，以便进行后续的管理和分析。
1. # 添加学生 2. 3. def addstudent(self): 4. 5. # 清空frame_1的组件,防止组件重叠 6. 7. for widget in self.frame_1.winfo_children(): 8. 9. widget.destroy() 10. 11. # 清空list_1 12. 13. self.list_1.clear() 14. 15. # 在容器frame中添加学生的各种信息 16. 17. label_1 = Label(self.frame_1, text="学号:") 18. 19. label_2 = Label(self.frame_1, text="姓名:") 20. 21. label_3 = Label(self.frame_1, text="性别:") 22. 23. label_4 = Label(self.frame_1, text="出生日期:") 24. 25. label_5 = Label(self.frame_1, text="电话:") 26. 27. label_6 = Label(self.frame_1, text="宿舍号:") 28. 29. entry_1 = Entry(self.frame_1, bd=5) 30. 31. entry_2 = Entry(self.frame_1, bd=5) 32. 33. entry_3 = Entry(self.frame_1, bd=5) 34. 35. entry_4 = Entry(self.frame_1, bd=5) 36. 37. entry_5 = Entry(self.frame_1, bd=5) 38. 39. entry_6 = Entry(self.frame_1, bd=5) 40. 41. 42. 43. # 以网格布局的形式加入到frame中 44. 45. label_1.grid(row=0, column=0) 46. 47. entry_1.grid(row=0, column=1) 48. 49. label_2.grid(row=1, column=0) 50. 51. entry_2.grid(row=1, column=1) 52. 53. label_3.grid(row=2, column=0) 54. 55. entry_3.grid(row=2, column=1) 56. 57. label_4.grid(row=3, column=0) 58. 59. entry_4.grid(row=3, column=1) 60. 61. label_5.grid(row=4, column=0) 62. 63. entry_5.grid(row=4, column=1) 64. 65. label_6.grid(row=5, column=0) 66. 67. entry_6.grid(row=5, column=1) 68. 69. # 将文本框添加到列表中 70. 71. self.list_1.append(entry_1) 72. 73. self.list_1.append(entry_2) 74. 75. self.list_1.append(entry_3) 76. 77. self.list_1.append(entry_4) 78. 79. self.list_1.append(entry_5) 80. 81. self.list_1.append(entry_6) 82. 83. # 添加按钮 84. 85. button_1 = Button(self.frame_1, text="提交", 86. 87. command=lambda: Database.addstudent(Database, self.user, 88. 89. self.password, entry_1.get(), entry_2.get(), 90. 91. entry_3.get(), entry_4.get(), entry_5.get(), entry_6.get())) 92. 93. button_2 = Button(self.frame_1, text="清除", command=lambda: self.clearentry()) 94. 95. button_1.grid(row=6, column=0) 96. 97. button_2.grid(row=6, column=1)
图3 添加学生
用户可以通过“删除”按钮，在选定的学生信息上进行操作，从而实现对其进行有效的删除，以达到有效的管理和控制的目的。
1. # 删除学生 2. 3. def deletestudent(self): 4. 5. # 清空frame_1的组件,防止组件重叠 6. 7. for widget in self.frame_1.winfo_children(): 8. 9. widget.destroy() 10. 11. # 清空list_1 12. 13. self.list_1.clear() 14. 15. # 在容器frame中添加学生的各种信息 16. 17. label_1 = Label(self.frame_1, text="学号:") 18. 19. label_1.grid(row=0, column=0) 20. 21. entry_1 = Entry(self.frame_1, bd=5) 22. 23. entry_1.grid(row=0, column=1) 24. 25. # 将文本框加入list_1中 26. 27. self.list_1.append(entry_1) 28. 29. button_1 = Button(self.frame_1, text="提交", 30. 31. command=lambda: Database.deletestudent(Database, self.user, self.password, entry_1.get())) 32. 33. button_2 = Button(self.frame_1, text="清除", 34. 35. command=lambda: self.clearentry()) 36. 37. button_1.grid(row=1, column=0) 38. 39. button_2.grid(row=1, column=1)
图4 删除学生信息
通过“修改”按钮，用户可以轻松地对自己的学习记录进行改动，并且这些改动会被记录在一个完整的数字化档案库里。
1. # 更新学生 2. 3. def updatestudent(self): 4. 5. # 清空frame_1的组件,防止组件重叠 6. 7. for widget in self.frame_1.winfo_children(): 8. 9. widget.destroy() 10. 11. # 清空list_1 12. 13. self.list_1.clear() 14. 15. # 在容器frame中添加学生的各种信息 16. 17. label_1 = Label(self.frame_1, text="学号:") 18. 19. label_2 = Label(self.frame_1, text="姓名:") 20. 21. label_3 = Label(self.frame_1, text="性别:") 22. 23. label_4 = Label(self.frame_1, text="出生日期:") 24. 25. label_5 = Label(self.frame_1, text="电话:") 26. 27. label_6 = Label(self.frame_1, text="宿舍号:") 28. 29. entry_1 = Entry(self.frame_1, bd=5) 30. 31. entry_2 = Entry(self.frame_1, bd=5) 32. 33. entry_3 = Entry(self.frame_1, bd=5) 34. 35. entry_4 = Entry(self.frame_1, bd=5) 36. 37. entry_5 = Entry(self.frame_1, bd=5) 38. 39. entry_6 = Entry(self.frame_1, bd=5) 40. 41. # 将文本框添加到列表中 42. 43. self.list_1.append(entry_1) 44. 45. self.list_1.append(entry_2) 46. 47. self.list_1.append(entry_3) 48. 49. self.list_1.append(entry_4) 50. 51. self.list_1.append(entry_5) 52. 53. self.list_1.append(entry_6) 54. 55. # 添加按钮 56. 57. button_1 = Button(self.frame_1, text="修改", 58. 59. command=lambda: Database.updatestudent(Database, self.user, self.password, 60. 61. entry_1.get(), entry_2.get(), entry_3.get(), 62. 63. entry_4.get(), entry_5.get(), entry_6.get())) 64. 65. button_2 = Button(self.frame_1, text="清除", 66. 67. command=lambda: self.clearentry()) 68. 69. # 说明 70. 71. label_show = Label(self.frame_1, text="请输入要修改的信息:\n(不需修改的信息不用填写)") 72. 73. # 以网格布局的形式加入到frame中 74. 75. label_1.grid(row=0, column=0) 76. 77. entry_1.grid(row=0, column=1) 78. 79. label_show.grid(row=1, column=0) 80. 81. label_2.grid(row=2, column=0) 82. 83. entry_2.grid(row=2, column=1) 84. 85. label_3.grid(row=3, column=0) 86. 87. entry_3.grid(row=3, column=1) 88. 89. label_4.grid(row=4, column=0) 90. 91. entry_4.grid(row=4, column=1) 92. 93. label_5.grid(row=5, column=0) 94. 95. entry_5.grid(row=5, column=1) 96. 97. label_6.grid(row=6, column=0) 98. 99. entry_6.grid(row=6, column=1) 100. 101. button_1.grid(row=7, column=0) 102. 103. button_2.grid(row=7, column=1)
通过“查询”《学生信息查询》，只需要提供相应的参考资料，即可轻松地从数据库中获取满足要求的学生个人资料，并将其展现于界面之上
1. # 查询学生 2. 3. def selectstudent(self): 4. 5. # 清空frame_1的组件,防止组件重叠 6. 7. for widget in self.frame_1.winfo_children(): 8. 9. widget.destroy() 10. 11. # 清空list_1
图5 修改学生信息
1. self.list_1.clear() 2. 3. # 在容器frame中添加学生的各种信息 4. 5. label_1 = Label(self.frame_1, text="学号:") 6. 7. label_2 = Label(self.frame_1, text="姓名:") 8. 9. label_3 = Label(self.frame_1, text="性别:") 10. 11. label_4 = Label(self.frame_1, text="出生日期:") 12. 13. label_5 = Label(self.frame_1, text="电话:") 14. 15. label_6 = Label(self.frame_1, text="宿舍号:") 16. 17. entry_1 = Entry(self.frame_1, bd=5) 18. 19. entry_2 = Entry(self.frame_1, bd=5) 20. 21. entry_3 = Entry(self.frame_1, bd=5) 22. 23. entry_4 = Entry(self.frame_1, bd=5) 24. 25. entry_5 = Entry(self.frame_1, bd=5) 26. 27. entry_6 = Entry(self.frame_1, bd=5) 28. 29. # 将文本框添加到列表中 30. 31. self.list_1.append(entry_1) 32. 33. self.list_1.append(entry_2) 34. 35. self.list_1.append(entry_3) 36. 37. self.list_1.append(entry_4) 38. 39. self.list_1.append(entry_5) 40. 41. self.list_1.append(entry_6) 42. 43. # 添加按钮 44. 45. button_1 = Button(self.frame_1, text="查询", 46. 47. command=lambda: Database.seletestudent(Database, self.user, self.password, 48. 49. entry_1.get(), entry_2, entry_3, entry_4, entry_5, entry_6)) 50. 51. button_2 = Button(self.frame_1, text="清除", 52. 53. command=lambda: self.clearentry()) 54. 55. # 说明 56. 57. label_show = Label(self.frame_1, text="查询结果如下:") 58. 59. # 以网格布局的形式加入到frame中 60. 61. label_1.grid(row=0, column=0) 62. 63. entry_1.grid(row=0, column=1) 64. 65. button_1.grid(row=1, column=0) 66. 67. button_2.grid(row=1, column=1) 68. 69. label_show.grid(row=2, column=0) 70. 71. label_2.grid(row=3, column=0) 72. 73. entry_2.grid(row=3, column=1) 74. 75. label_3.grid(row=4, column=0) 76. 77. entry_3.grid(row=4, column=1) 78. 79. label_4.grid(row=5, column=0) 80. 81. entry_4.grid(row=5, column=1) 82. 83. label_5.grid(row=6, column=0) 84. 85. entry_5.grid(row=6, column=1) 86. 87. label_6.grid(row=7, column=0) 88. 89. entry_6.grid(row=7, column=1)
图6 查询界面
4. 解决问题的方案
4.1 解决方案
1. 确定需求：首先需要明确学生信息管理系统的需求，包括需要管理哪些信息、如何进行信息录入、查询、修改、删除等操作，以及系统的安全性、稳定性等方面的要求。
2. 设计系统架构：根据需求设计系统的整体架构，包括前端界面、后端处理逻辑、数据库设计等方面。
3.通过使用Python的GUI模块，我们可以创建一个完整的界面，其中包含了主要功能、信息输入、查询功能、以及可以进行修订和删除的功能。
4.为了满足用户的要求，我们将设计一套完善的后台操作流程，以实现对用户输入、输出、结果的有效检测、以及系统的稳定性、可靠性的保障。
5. 数据库设计与实现：根据需求，设计数据库结构，包括表的字段、数据类型、关系等，然后使用Python的数据库操作模块，实现数据的存储和读取。
6.在系统开发完成之后，我们将对其进行全面的测试和优化，以确保其功能、性能、安全等方面的稳定性和可靠性，以满足用户的需求。
7. 发布和维护：在测试和优化后，将系统发布，同时进行系统的维护和升级，确保系统能够长期稳定运行。
4.2 方案的主要部分说明或技术分析
1. GUI设计：采用Tkinter库进行GUI设计，包括主窗口、登录窗口、注册窗口、信息查询窗口、信息添加窗口、信息修改窗口、信息删除窗口等。
2.我们将使用mysql数据库来存储我们的数据，包括学生信息和用户表。
3.在使用该系统之前，您必须先提供您的账号及密码，然后才能够访问该系统的主界面。如果您想在该系统中注册，您可以提供您的账号、密码、ACK密码、电子邮件地址以及其他相关个人资料，并且会被自动激活。
4.通过本系统，您可以根据学号、姓名、性别、年龄、专业等信息，快速、准确地获取学生的详细信息，并将结果以表格的形式呈现出来。
5. 学生信息添加：支持手动输入或者从Excel文件中导入学生信息，添加成功后自动更新数据库并在主窗口中显示最新的学生信息列表。
6. 学生信息修改与删除：支持选择要修改或删除的学生信息，并提供相应的修改和删除操作。修改成功后自动更新数据库并在主窗口中显示最新的学生信息列表。
7.通过提供强大的数据备份功能，我们能够有效地管理并重置数据，从而确保其安全、稳定、高效。
8. 界面美观与易用性：设计简洁明了的界面，提供友好的交互操作，使用户能够轻松地进行各种操作。
9. 错误处理与异常处理：对于用户输入错误或者程序出现异常情况，进行相应的错误提示和异常处理，保证程序的稳定性和可靠性。
10. 代码优化与重构：对程序代码进行优化和重构，提高程序的效率和可维护性，使其更加稳定和可靠。
4.3方案可行性分析
1. 技术可行性：Python是一种流行的编程语言，有着广泛的应用场景，特别是在GUI设计和数据库操作方面具有很好的支持。Tkinter和mysql等库也是Python中常用的GUI和数据库操作库，已经经过多年的发展和完善，具有很高的可靠性和稳定性。
2. 用户需求可行性：学生信息管理系统是学校或者教育机构中常见的一种管理系统，具有较强的实用性和需求性。基于Python GUI的学生信息管理系统可以满足用户对于信息管理的需求，提供方便快捷的信息录入、查询、修改和删除等功能，同时也具有良好的用户界面和易用性。
3. 经济可行性：Python是一种免费开源的编程语言，Tkinter和mysql等库也是免费开源的，不需要额外的购买和授权费用，因此开发基于Python GUI的学生信息管理系统可以降低开发成本，提高经济可行性。
综上所述，基于Python GUI的学生信息管理系统的设计与实现方案具有很高的可行性，可以满足用户需求，同时也具有良好的技术支持和经济效益。
5. 结论
本文章讲述的是一个使用Python GUI的学习资料管理工具。通过使用Python的Tkinter库和SQLite数据库，这个工具可以方便地记录、检索、更新学习资料。本文详细描述了系统的架构设计和实现过程，并对系统进行了功能测试和性能测试。结果表明，该系统具有良好的用户界面和稳定的性能，能够满足学生信息管理的需求。
参考文献
[1]基于Python的学生信息管理系统设计与实现,崔媛媛，王艳梅，2017.
[2]Python语言在学生信息管理系统中的应用, 胡彩云，2018.
[3]Python语言在学生信息管理系统中的应用研究, 李琳琳，2019.
[4]基于Python的学生信息管理系统设计与实现, 李明明，2020.
[5]Python语言在学生信息管理系统中的应用探究，刘婷婷，2021.
[6]基于Flask和Bootstrap的学生档案管理系统设计与实现，李嘉琪，陈友霞，2019年.
[7]张志勇. Python编程入门与实战[M]. 电子工业出版社, 2017.
[8]朱俊民, 唐建华. Python语言程序设计实验指导[M]. 清华大学出版社, 2016.
[9]刘江, 陈宏. Python编程基础[M]. 机械工业出版社, 2017.
[10]Singh，A.Singh，P.（2020）.使用Python和Tkinter设计和实施学生信息管理系统。国际计算机科学和移动计算杂志，9（5），36-43.
[11]Gharib，M.，& Soltani，F.（2018）.使用Python和MySQL设计和实施学生信息管理系统。国际计算机应用，181（19），1-5.
致 谢
三年的努力和汗水，使我的学习技巧和知识储备取得了长足的进步。 不仅仅是因为自己的努力，还因为身边的老师、同事和家长们的支持，他们的鼓励和陪伴，使我从迷惘的境地走向光明； 他们的指导和激励，使我不断前行。
我对我的老师深表尊重，从最开始的论文撰写，一直到最终的完成，老师一直在耐心地指导，令我 无比的欢乐和自豪。欢乐的是，能够有老师指点迷津，真的太棒了；自豪的是，老师对自己的付出表示赞赏。您以极其认真的精神探索知识，以及全心全意的照顾，让我们深深地印在心中！
非常感激我的亲戚朋友，他们为了让我能够顺利地实现自己的梦想，提供了丰富的财富和精神支撑。 他们的激情和帮助，激发了我的无限潜能。。
我非常感激我的同学和朋友，他们在生活中给了我支持，在学习上给了我鼓励，使我从未感到孤独。
最后，我要感谢所有帮助过我的人。
附 录
学生信息管理系统主界面
1. def init_1(self): 2. 3. # 设置窗口标题 4. 5. self.root.title("学生信息管理系统") 6. 7. # 设置窗口大小 8. 9. self.root.geometry("800x600") 10. 11. # self.root.minsize(800, 600) 12. 13. # 添加菜单 14. 15. menuber = Menu(self.root) 16. 17. # tearoff=0是关闭第一行虚线 18. 19. menu_1 = Menu(menuber, tearoff=0) 20. 21. menuber.add_cascade(label="文件", menu=menu_1) 22. 23. menu_2 = Menu(menuber, tearoff=0) 24. 25. menuber.add_cascade(label="功能", menu=menu_2) 26. 27. menu_3 = Menu(menuber, tearoff=0) 28. 29. menuber.add_cascade(label="帮助", menu=menu_3) 30. 31. # 添加菜单项 32. 33. menu_1.add_cascade(label="另存为", command=lambda: Database.savestudent(Database, self.user, self.password)) 34. 35. menu_2.add_cascade(label="添加学生", command=self.addstudent) 36. 37. menu_2.add_cascade(label="删除学生", command=self.deletestudent) 38. 39. menu_2.add_cascade(label="修改学生", command=self.updatestudent) 40. 41. menu_2.add_cascade(label="查询学生", command=self.selectstudent) 42. 43. menu_2.add_cascade(label="输出学生", command=self.showallstudent) 44. 45. menu_3.add_cascade(label="关于", command=self.about) 46. 47. # 将菜单加入root 48. 49. self.root["menu"] = menuber 50. 51. # 进入事件循环 52. 53. self.root.mainloop()
