15分钟学Python 第26天： Python标准库简易银行系统

news2024/9/29 17:39:24

Day 26: Python标准库 - 简易银行系统

课程目标

本节课旨在通过构建一个简易银行系统来介绍Python标准库的使用。学生将学习如何使用文件操作、异常处理以及数据结构等来管理银行账户信息，实现基本的银行操作。

学习大纲

系统需求分析
设计银行账户类
实现基本银行操作
文件操作与数据持久化
异常处理
系统测试与验证
总结与扩展

1. 系统需求分析

我们的简易银行系统需要实现以下功能：

功能	描述
创建账户	用户可以创建新的银行账户
查询余额	用户可以查询账户的余额
存款	用户可以向账户存款
取款	用户可以从账户取款
账户信息管理	存储和读取账户信息

需求分析示例

我们将通过一个Python类 BankAccount 来实现账户功能，每个账户具有一个唯一的账户ID、账户持有人姓名和账户余额。

2. 设计银行账户类

首先我们定义银行账户类的基本结构：

class BankAccount:
    def __init__(self, account_id, owner, balance=0):
        self.account_id = account_id
        self.owner = owner
        self.balance = balance
    
    def deposit(self, amount):
        if amount > 0:
            self.balance += amount
            return self.balance
        else:
            raise ValueError("存款金额必须大于0")

    def withdraw(self, amount):
        if 0 < amount <= self.balance:
            self.balance -= amount
            return self.balance
        else:
            raise ValueError("取款金额无效")

    def get_balance(self):
        return self.balance

    def __str__(self):
        return f"账户ID: {self.account_id}, 持有人: {self.owner}, 余额: {self.balance}"

解释代码

__init__ 方法用于初始化账户信息。
deposit 和 withdraw 方法用于处理存款和取款操作。
get_balance 方法用于查询余额。
__str__ 方法用于打印账户信息，方便调试。

3. 实现基本银行操作

我们可以实现一个简单的用户界面来与系统交互。以下是一个示例：

def main():
    accounts = {}
    
    while True:
        action = input("请选择操作: 1. 创建账户 2. 存款 3. 取款 4. 查询余额 5. 退出\n")

        if action == '1':
            account_id = input("请输入账户ID: ")
            owner = input("请输入持有人姓名: ")
            accounts[account_id] = BankAccount(account_id, owner)
            print(f"账户创建成功: {accounts[account_id]}")

        elif action == '2':
            account_id = input("请输入账户ID: ")
            amount = float(input("请输入存款金额: "))
            if account_id in accounts:
                new_balance = accounts[account_id].deposit(amount)
                print(f"存款成功, 新余额: {new_balance}")
            else:
                print("账户不存在")

        elif action == '3':
            account_id = input("请输入账户ID: ")
            amount = float(input("请输入取款金额: "))
            if account_id in accounts:
                try:
                    new_balance = accounts[account_id].withdraw(amount)
                    print(f"取款成功, 新余额: {new_balance}")
                except ValueError as e:
                    print(e)
            else:
                print("账户不存在")

        elif action == '4':
            account_id = input("请输入账户ID: ")
            if account_id in accounts:
                print(f"当前余额: {accounts[account_id].get_balance()}")
            else:
                print("账户不存在")

        elif action == '5':
            print("退出系统")
            break

        else:
            print("无效操作，请重试")

if __name__ == "__main__":
    main()

运行流程图

以下是系统操作的流程图，展示了不同操作的逻辑流程：

┌───────────────┐
│  开始         │
└─────┬─────────┘
      │
      ▼
┌───────────────┐
│  选择操作     │
└─────┬─────────┘
      │
 ┌────┴─────┐
 │          │
 ▼          ▼
创建账户   查询余额
 │          │
 │          ▼
 │       账户存在?
 ▼          │
存款操作   ┌─────┐
 │          │  是 │
 └─────────>│显示│
      │       └─────┘
取款操作      │
      │       ┌─────┐
      │       │  否 │
      │       └─────┘
      │          │ 
 ┌────▼────┐    │
 │获取余额 │<───┘
 └─────────┘
      │
 ┌────▼────┐
 │   退出  │
 └─────────┘

4. 文件操作与数据持久化

为了实现数据的持久化，我们需要将账户信息写入文件。我们可以使用Python的 csv 模块来完成这一功能。

示例代码 - 文件操作

import csv

def save_accounts(accounts):
    with open('accounts.csv', mode='w', newline='') as file:
        writer = csv.writer(file)
        for account in accounts.values():
            writer.writerow([account.account_id, account.owner, account.balance])

def load_accounts():
    accounts = {}
    try:
        with open('accounts.csv', mode='r') as file:
            reader = csv.reader(file)
            for row in reader:
                account_id, owner, balance = row
                accounts[account_id] = BankAccount(account_id, owner, float(balance))
    except FileNotFoundError:
        pass  # 文件不存在时返回空字典
    return accounts

解释代码

save_accounts 方法将现有账户信息写入 accounts.csv 文件。
load_accounts 方法从文件读取账户信息并重新创建 BankAccount 对象。

在主程序中调用

在 main 函数开始时，我们可以调用 load_accounts() 加载之前保存的账户数据，在退出前调用 save_accounts(accounts) 保存账户数据。

def main():
    accounts = load_accounts()
    # 其余代码...

5. 异常处理

我们在程序中开设了一些异常处理机制，以确保程序的健壮性。例如，在存款和取款时，我们检查金额的有效性；在读取账户信息时，我们捕获文件未找到的异常。

完善异常处理的示例

def withdraw(self, amount):
    if amount <= 0:
        raise ValueError("取款金额必须大于0")
    if amount > self.balance:
        raise ValueError("余额不足")
    self.balance -= amount
    return self.balance

6. 系统测试与验证

在完成系统的实现后，我们需要进行测试以确保各个功能模块的正确性。测试包括：

创建账户
存款和取款操作
查询余额
文件读写操作

测试用例示例

测试用例序号	测试内容	预期结果
1	创建新账户	账户创建成功
2	存款500	余额应为500
3	取款200	余额应为300
4	查询余额	返回300
5	存款-100	抛出异常
6	取款400	抛出异常