今天给大家分享一个单链表的简单应用：在命令行，实现简易版成绩管理系统。
这次的简易版成绩管理系统，主要有六大功能：
- 增加学生信息
- 删除学生信息
- 修改学生信息
- 查找学生信息
- 显示学生信息
- 按 ID 排序
实现效果如下：
保存与读取信息
首先判断当前路径下，是否存在database.txt这个文件。如果不存在的话，就新建一个。如果存在的话，就按行读取数据。其中，eval函数将读取的字符床解析为字典。然后，将学生信息存储在单链表中。
try: withopen('database.txt','r')asf: fordata inf.readlines(): SCS.append(eval(data))except: withopen('database.txt','w')asf: pass
接着，如果用户选择退出程序的话，就遍历学生信息，并且以字符串的形式按行存储学生信息。
elif item ==0: with open('database.txt','w')asf: self.point =self.head whileself.point.next: self.point =self.point.next f.writelines('{}\n'.format(self.point.data))exit()
增加学生信息
由于本次实现的成绩管理系统比较简易，我们只对学生 id 和 成绩进行限制。
其一，我们要确保学生 id 不能重复。当我们希望向链表中添加数据时，首先要迭代整个链表，判断要添加元素的 id 是否已经在链表中存在。
defunique_id(self, std_id):self.point =self.headwhileself.point.next: self.point =self.point.next ifself.point.data['id'] ==std_id: returnFalsereturnTrue
其二，我们要确保学生成绩在 0 ~ 100 分之间。当用户完成输入时，需要判断是否要保存数据，如果否，那么就不进行插入数据操作。为了降低用户误输入造成的影响，我们设定四种用户可能输入的字符：[‘y’, ‘yes’, ‘Y’, ‘Yes’]。
最后，我们以字典的形式插入学生信息。
# 增加信息def add_info(self): # id 不能重复 # 成绩不能超出范围 name =input('姓名：') std_id =input('学生id：')whilenot self.unique_id(std_id=std_id): print('id重复') std_id =input('学生id：') grade =input('学生成绩：')ifeval(grade) <0oreval(grade) >100: print('超出范围') grade =input('学生成绩：')print(name, std_id, grade)print('请确认无误后保存') choice =input('y/n')items= ['y','yes','Y','Yes']ifchoice in items: data = {'id': std_id,'name': name,'grade': grade} self.append(data)
删除学生信息
删除学生信息的方法，与上一节我们提到的单链表的删除操作相类似。最大的不同之处，我们不再比较整个的 data 域。而是取出 data 关键字 id 所对应的值，将其与用户输入的 id 相比较。
defdel_info(self, find): print('请确认无误后保存') choice = input('y/n') items = ['y','yes','Y','Yes']ifchoiceinitems: ifnotself.head.next: print('链表为空') returnNone self.point =self.head whileself.point.next.data['id'] !=find: self.point =self.point.next pointer =self.point.next self.point.next=self.point.next.next del pointer
修改学生数据
由于姓名之类的信息有可能会重复，而我们已经确保学生 id 的唯一性。所以进行修改操作时，我们以学生 id 为搜索项。如果找到了该学生 id，我们就直接更改其对应的姓名与成绩等信息。
defmodify_info(self): find = input('输入需要修改的学生的id：')ifnotself.head.next: print('链表为空') returnNoneself.point =self.headwhilestr(self.point.next.data['id']) !=find: self.point =self.point.next ifself.point.nextisNone: print('没有找到该元素') returnNone name = input('姓名：') grade = input('学生成绩：')self.point.next.data['name'] = nameself.point.next.data['grade'] = grade
查找学生信息
查找学生信息，与修改学生信息的区别在于：找到对应的学生 id 之后，就直接打印 id 所对应的学生信息。
defsearch_info(self): find = input('输入需要查找的学生的id：')ifnotself.head.next: print('链表为空') returnNoneself.point =self.headwhilestr(self.point.next.data['id']) !=find: self.point =self.point.next ifself.point.nextisNone: print('没有找到该元素') returnNone data =self.point.next.data print('ID 姓名 成绩') print('{} {} {}'.format(data['id'], data['name'], data['grade']))
显示学生信息
该方法就是一边迭代链表，一边打印节点对应的学生信息，和上节的单链表的打印操作差不多。
# 显示信息defdisplay_info(self):self.point =self.head print('ID 姓名 成绩')whileself.point.next: self.point =self.point.next data =self.point.data print('{} {} {}'.format(data['id'], data['name'], data['grade'])) print('')
排序
最后，我们要实现排序操作。
首先，要实现链表版的冒泡排序。冒泡排序（顺序形式），从左向右，两两比较，如果左边元素大于右边，就交换两个元素的位置。其中，每一轮排序，序列中最大的元素浮动到最右面。也就是说，每一轮排序，至少确保有一个元素在正确的位置。这样接下来的循环，就不需要考虑已经排好序的元素了，每次内层循环次数都会减一。其中，如果有一轮循环之后，次序并没有交换，这时我们就可以停止循环，得到我们想要的有序链表了。
defsort(self, item): length =self.get_size() i, j =0,0 flag =1whilei <length: self.point =self.head.next whilej < length - i -1: ifint(self.point.data[item]) > int(self.point.next.data[item]): # self.point.data, self.point.next.data = # self.point.next.data, self.point.data temp =self.point.data self.point.data =self.point.next.data self.point.next.data = temp self.point =self.point.next j +=1 flag =0 ifflag: break i +=1 j =0
对于学生信息，我们可以通过成绩与学号这两个关键字进行排序。用户除了可以选择按成绩还是按学号排序，还可以选择顺序还是逆序排序。如果用户选择逆序的话，只要通过 reverse 方法，我们就可以创建一个新的 SCS 对象，其中新对象的数据顺序与原对象的数据顺序完全相反。该方法，也是基于单链表 reverse 操作的改进。最后排好序，我们只需完整显示数据即可。
defrank_info(self): choice = input('1.成绩排序 2.学号排序：') order = input('1.升序 2.降序：')ifchoice =='1': item ='grade' elif choice =='2': item ='id'else: returnNoneself.sort(item=item)iforder =='2': temp =self.reverse() temp.display_info() returnNoneself.display_info()defreverse(self): local_list = StudentControlSystem()self.point =self.head count =0whileself.point.next: count +=1 self.point =self.point.next data =self.point.data local_list.insert_after_head(data)returnlocal_list
