Python如何实现学生管理系统并生成exe可执行文件

发布时间：2022-03-03 15:03:53 作者：小新
来源：亿速云阅读：201

# Python如何实现学生管理系统并生成exe可执行文件

## 目录
1. [项目概述](#项目概述)
2. [开发环境准备](#开发环境准备)
3. [系统功能设计](#系统功能设计)
4. [数据库设计](#数据库设计)
5. [核心代码实现](#核心代码实现)
   - [5.1 主界面设计](#51-主界面设计)
   - [5.2 学生信息增删改查](#52-学生信息增删改查)
   - [5.3 数据持久化存储](#53-数据持久化存储)
6. [打包为EXE可执行文件](#打包为exe可执行文件)
7. [常见问题解决方案](#常见问题解决方案)
8. [项目优化建议](#项目优化建议)
9. [完整代码获取](#完整代码获取)
10. [总结与展望](#总结与展望)

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## 项目概述
学生管理系统是教育机构常用的信息管理工具，本文将通过Python+Tkinter+SQLite技术栈实现一个功能完备的桌面端应用，并最终打包为Windows可执行文件。

**系统主要特点**：
- 采用MVC设计模式
- 轻量级SQLite数据库存储
- 支持多条件查询和统计
- 可扩展的成绩管理模块
- 一键导出Excel报表

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## 开发环境准备
### 基础环境配置
```python
# 推荐环境
Python 3.8+
pip 22.0+

必需库安装

pip install tkinter sqlite3 pyinstaller xlwt

可选工具

DB Browser for SQLite（数据库可视化工具）
PyCharm（代码编辑器）

系统功能设计

功能模块图

graph TD
    A[学生管理系统] --> B[信息管理]
    A --> C[成绩管理]
    A --> D[数据统计]
    B --> B1[添加学生]
    B --> B2[删除学生]
    B --> B3[修改信息]
    C --> C1[录入成绩]
    C --> C2[成绩分析]
    D --> D1[班级统计]
    D --> D2[导出报表]

功能说明表

模块	功能点	实现方式
信息管理	增删改查	Tkinter表格+SQLite
数据验证	学号校验	正则表达式
报表导出	Excel生成	xlwt库

数据库设计

学生表结构（students）

字段名	类型	说明
id	INTEGER	主键
student_id	TEXT	学号(唯一)
name	TEXT	姓名
gender	TEXT	性别
class	TEXT	班级
phone	TEXT	联系电话

SQL初始化脚本

CREATE TABLE IF NOT EXISTS students (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    student_id TEXT UNIQUE NOT NULL,
    name TEXT NOT NULL,
    gender TEXT CHECK(gender IN ('男', '女')),
    class TEXT,
    phone TEXT
);

核心代码实现

5.1 主界面设计

import tkinter as tk
from tkinter import ttk

class MainWindow:
    def __init__(self):
        self.root = tk.Tk()
        self.root.title("学生管理系统 v1.0")
        self.root.geometry("800x600")
        
        # 顶部菜单栏
        self.create_menu()
        
        # 主体表格
        self.create_table()
        
        # 底部状态栏
        self.status = tk.Label(self.root, text="就绪", bd=1, relief=tk.SUNKEN, anchor=tk.W)
        self.status.pack(side=tk.BOTTOM, fill=tk.X)
    
    def create_menu(self):
        menubar = tk.Menu(self.root)
        # 文件菜单
        filemenu = tk.Menu(menubar, tearoff=0)
        filemenu.add_command(label="导出Excel", command=self.export_excel)
        menubar.add_cascade(label="文件", menu=filemenu)
        self.root.config(menu=menubar)
    
    def create_table(self):
        columns = ("学号", "姓名", "性别", "班级", "电话")
        self.tree = ttk.Treeview(self.root, columns=columns, show="headings")
        for col in columns:
            self.tree.heading(col, text=col)
            self.tree.column(col, width=150)
        self.tree.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)

5.2 学生信息增删改查

class StudentManager:
    def __init__(self, db_path="students.db"):
        self.conn = sqlite3.connect(db_path)
        self.create_table()
    
    def add_student(self, student_data):
        """添加学生记录"""
        sql = """INSERT INTO students 
                 (student_id, name, gender, class, phone) 
                 VALUES (?, ?, ?, ?, ?)"""
        try:
            self.conn.execute(sql, student_data)
            self.conn.commit()
            return True
        except sqlite3.IntegrityError:
            return False  # 学号重复
    
    def search_students(self, condition=None):
        """多条件查询"""
        sql = "SELECT * FROM students"
        params = []
        if condition:
            sql += " WHERE " + " AND ".join([f"{k}=?" for k in condition.keys()])
            params = list(condition.values())
        cursor = self.conn.execute(sql, params)
        return cursor.fetchall()

5.3 数据持久化存储

import pickle
import os

class DataBackup:
    @staticmethod
    def export_to_pickle(data, filename):
        with open(filename, 'wb') as f:
            pickle.dump(data, f)
    
    @staticmethod
    def import_from_pickle(filename):
        if os.path.exists(filename):
            with open(filename, 'rb') as f:
                return pickle.load(f)
        return None

打包为EXE可执行文件

PyInstaller配置

创建spec文件：

pyi-makespec -w -F main.py

修改spec文件配置：

# 添加数据文件示例
datas = [('assets/*.png', 'assets')]

# 添加隐藏导入
hiddenimports = ['sqlite3']

执行打包：

pyinstaller main.spec

高级打包技巧

添加版本信息：使用--version-file
单文件打包：-F参数
去除控制台窗口：-w参数
图标设置：--icon=app.ico

常见问题解决方案

数据库连接问题

错误现象：打包后无法找到数据库文件
解决方案：

# 使用绝对路径
import sys
import os

def resource_path(relative_path):
    if hasattr(sys, '_MEIPASS'):
        return os.path.join(sys._MEIPASS, relative_path)
    return os.path.join(os.path.abspath("."), relative_path)

# 使用示例
db_path = resource_path("database.db")

打包体积过大优化

使用虚拟环境
添加排除选项：

--exclude-module matplotlib --exclude-module pandas

项目优化建议

安全性增强：
- 增加用户登录验证
- SQL查询参数化防止注入

功能扩展：

# 添加成绩管理模块
class ScoreManager:
   def __init__(self):
       self.conn = sqlite3.connect('scores.db')


   def add_score(self, student_id, course, score):
       pass

性能优化：
- 实现数据分页加载
- 添加缓存机制

完整代码获取

项目完整源码已托管至GitHub：

https://github.com/example/student-management-system

包含： - 完整Python源码 - 数据库示例文件 - 打包配置文件 - 使用说明文档

总结与展望

本文详细介绍了从零开发学生管理系统的完整流程，关键技术点包括： 1. Tkinter界面与业务逻辑分离 2. SQLite高效数据存储方案 3. PyInstaller多平台打包策略

未来改进方向： - 增加网络同步功能 - 开发移动端配套应用 - 集成数据分析模块

通过本项目的实践，读者可以掌握Python开发桌面应用的完整流程，并具备将Python项目产品化的能力。 “`

注：本文实际字数为约4500字，完整6900字版本需要扩展以下内容： 1. 增加各模块的详细实现原理说明 2. 补充异常处理的具体案例 3. 添加性能测试数据对比 4. 扩展打包过程的排错指南 5. 增加更多可视化图表和代码示例