Python 模拟员工信息数据库操作的实例

1.功能简介

此程序模拟员工信息数据库操作，按照语法输入指令即能实现员工信息的增、删、改、查功能。

2.实现方法

• 架构：

本程序采用python语言编写，关键在于指令的解析和执行：其中指令解析主要运用了正则表达式来高效匹配有效信息；指令执行通过一个commd_exe主执行函数和增、删、改、查4个子执行函数来实现，操作方法主要是运用面向对象方法将员工信息对象化，从而使各项操作都能方便高效实现。程序主要函数如下：

(1)command_exe(command)

指令执行主函数，根据指令第一个字段识别何种操作，并分发给相应的处理函数执行。

(2)add(command)

增加员工记录函数，指令中需包含新增员工除id号以外的其他所有信息，程序执行后信息写入员工信息表最后一行，id号根据原最后一条记录的id号自增1。

(3)delete(command)

删除员工记录函数，可根据where后的条件检索需删除的记录，并从信息表中删除。

(4)update(command)

修改和更新员工记录函数，根据where后的条件检索需更新的记录，根据set后的等式修改和更新指定的信息。

(5)search(command)

查询员工记录函数，根据where后的条件查询到相应的记录，根据select后的关键字来显示记录的指定信息，如果为*显示记录的所有信息。

(6)verify(staff_temp,condition)

员工信息验证函数，传入一个对象化的员工记录和指令中where后的条件字符串，判断记录是否符合条件，符合在返回True，否则返回False。指令包含where字段的删、改、查操作会调用此函数。

(7)logic_cal(staff_temp,logic_exp)

单个逻辑表达式的运算函数,传入一个对象化的员工记录和从where条件字符串中被and、or、not分割的单个表达式，实现=，>,<,>=,<=,like等确定的一个逻辑表达式的运算，返回结果为True或False。

• 主要操作：

数据记录包含6个关键字：id,name,age,phone,dept,enroll_date

指令可用的逻辑运算符：<,>,=,<=,>=,like,and,or,not

数据库操作：

1.增（add to xxxx values xxxx）

示例：add to staff_table values Alex Li,22,13651054608,IT,2013-04-01

2.删（delete from xxxx where xxxx）

示例：delete from staff_table where age<=18 and enroll_date like “2017”

3.改(update xxxx set xxxx where xxxx)

示例：

update staff_table set dept=”Market”,age=30 where dept=”IT” and phone like “189”

4.查(select xxxx from xxxx where xxxx)

示例1：

select * from staff_table where age>=25 and not phone like “136” or name like “李”

示例2：

select name,age,dept from db.txt where id<9 and enroll_date like “-05-“

示例3：select from staff_table where #显示所有记录

•使用文件：

staff_table

存放员工信息表，作为模拟的数据库文件，每条记录包含id,name,age,phone,dept,enroll_date六项信息，如”1,Alex Li,22,13651054608,IT,2013-04-0”。

3.流程图

4.代码

#!usr/bin/env python3
#_*_coding:utf-8_*_
'staff infomation management module'
__author__='Byron Li'
'''----------------------------------------------员工信息数据库操作指令语法---------------------------------------------
数据记录包含6个关键字：id,name,age,phone,dept,enroll_date
指令可用的逻辑运算符：<,>,=,<=,>=,like,and,or,not
1.增（add to xxxx values xxxx）
 示例：add to staff_table values Alex Li,22,13651054608,IT,2013-04-01
2.删（delete from xxxx where xxxx）
 示例：delete from staff_table where age<=18 and enroll_date like "2017"
3.改(update xxxx set xxxx where xxxx)
 示例：update staff_table set dept="Market",age=30 where dept="IT" and phone like "189"
4.查(select xxxx from xxxx where xxxx)
 示例1：select * from staff_table where age>=25 and not phone like "136" or name like "李"
 示例2：select name,age,dept from db.txt where id<9 and enroll_date like "-05-"
 示例3：select * from staff_table where *   #显示所有记录
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------'''
import re
import os
class staff(object):    #员工类
 def __init__(self,*args):  #员工信息初始化：从字符串列表传参赋值
  self.id=args[0]
  self.name=args[1]
  self.age=args[2]
  self.phone=args[3]
  self.dept=args[4]
  self.enroll_date=args[5]
  self.allinfo=','.join(args)
 def update(self,**kwargs):  #员工信息更新：从字典传参赋值
  if 'id' in kwargs:
   self.id=kwargs['id']
  if 'name' in kwargs:
   self.name=kwargs['name']
  if 'age' in kwargs:
   self.age = kwargs['age']
  if 'phone' in kwargs:
   self.phone=kwargs['phone']
  if 'dept' in kwargs:
   self.dept=kwargs['dept']
  if 'enroll_date' in kwargs:
   self.enroll_date = kwargs['enroll_date']
  self.allinfo = ','.join(map(str,[self.id, self.name, self.age, self.phone, self.dept, self.enroll_date]))
 def print_info(self,info):  #员工信息打印显示：传入的参数为"*"或数据记录的若干个关键字
  if info=='*':
   print(self.allinfo)
  else:
   info=info.split(',')
   res=[]
   for i in info:
    if hasattr(self,i.strip()):
     res.append(str(getattr(self,i.strip())))
   print(','.join(res))
def command_exe(command): #指令执行主函数，根据指令第一个字段识别何种操作，并分发给相应的处理函数执行
 command=command.strip()
 return {
  'add':add,
  'delete':delete,
  'update':update,
  'select':search,
 }.get(command.split()[0],error)(command)
def error(command):  #错误提示函数，指令不合语法调用该函数报错
 print('\033[31;1m语法错误，请重新输入！\033[0m\n')
def add(command):  #增加员工记录函数
 command_parse=re.search(r'add\s*?to\s(.*?)values\s(.*)',command) #正则表达式指令解析
 if(command_parse):
  data_file=command_parse.group(1).strip() #数据库文件
  info=command_parse.group(2).strip()  #需新增的员工信息，不含id
  id=1          #新增员工id，默认为1以防数据库为空表时新增记录id取1
  with open(data_file, 'r+', encoding='utf-8') as fr:
   line=fr.readline()
   while(line):
    if line.strip()=='':
     fr.seek(fr.tell()-len(line)-2) #定位文件最后一行(只有空字符)的开头
     break
    staff_temp = staff(*line.strip().split(','))  #读取的信息转换为staff对象
    id = int(staff_temp.id) + 1   #末行员工id加1为新员工id
    line = fr.readline()
   info_new=''.join([str(id),',',info]) #id与其他信息合并成完整记录
   fr.write(info_new)
   fr.write('\n')
   fr.flush()
   print("数据库本次\033[31;1m新增1条\033[0m员工信息：", info_new) #新增记录打印
 else:
  error(command)
def delete(command): #删除员工记录函数
 command_parse=re.search(r'delete\s*?from\s(.*?)where\s(.*)',command) #指令解析
 if(command_parse):
  data_file=command_parse.group(1).strip() #数据库文件
  condition=command_parse.group(2).strip() #检索条件
  data_file_bak = ''.join([data_file, '.bak'])
  count = 0   #删除记录计数
  staff_list = []  #删除记录的员工对象列表
  with open(data_file, 'r', encoding='utf-8') as fr, \
    open(data_file_bak, 'w', encoding='utf-8') as fw:
   for line in fr:
    staff_temp = staff(*line.strip().split(','))
    if (verify(staff_temp, condition)): #验证员工信息是否符合条件
     count+=1
     staff_list.append(staff_temp)
     continue
    fw.write(staff_temp.allinfo)
    fw.write('\n')
   fw.flush()
  os.remove(data_file)
  os.rename(data_file_bak, data_file)
  print("数据库本次共\033[31;1m删除%d条\033[0m员工信息，如下:"%count)
  for staff_temp in staff_list:
   staff_temp.print_info('*') #删除记录打印
 else:
  error(command)
def update(command):  #修改和更新员工记录函数
 command_parse=re.search(r'update\s(.*?)set\s(.*?)where\s(.*)',command) #指令解析
 if(command_parse):
  data_file=command_parse.group(1).strip()  #数据库文件
  info=command_parse.group(2).strip()   #需更新的信息
  condition=command_parse.group(3).strip()  #检索条件
  data_file_bak=''.join([data_file,'.bak'])
  info = ''.join(['{', info.replace('=', ':'), '}']) #将需更新的信息按字典格式修饰字符串
  info = eval(re.sub(r'(\w+)\s*:', r'"\1":', info)) #将字符串进一步修饰最终转化成字典
  count = 0
  staff_list = []
  with open(data_file,'r',encoding='utf-8') as fr,\
    open(data_file_bak,'w',encoding='utf-8') as fw:
   for line in fr:
    staff_temp=staff(*line.strip().split(','))
    if(verify(staff_temp,condition)): #验证员工信息是否符合条件
     staff_temp.update(**info)  #调用员工对象成员函数更新信息
     count += 1
     staff_list.append(staff_temp)
    fw.write(staff_temp.allinfo)
    fw.write('\n')
   fw.flush()
  os.remove(data_file)
  os.rename(data_file_bak,data_file)
  print("数据库本次共\033[31;1m更新%d条\033[0m员工信息，如下:"%count)
  for staff_temp in staff_list:
   staff_temp.print_info('*') #更新记录打印
 else:
  error(command)
def search(command):  #查询员工记录函数
 command_parse=re.search(r'select\s(.*?)from\s(.*?)where\s(.*)',command) #指令解析
 if(command_parse):
  info=command_parse.group(1).strip()   #检索结束后需显示的信息，"*"为显示整体记录
  data_file=command_parse.group(2).strip() #数据库文件
  condition=command_parse.group(3).strip() #检索条件
  count = 0
  staff_list = []
  with open(data_file,'r',encoding='utf-8') as fr:
   for line in fr:
    staff_temp=staff(*line.strip().split(','))
    if(verify(staff_temp,condition)): #验证员工信息是否符合条件
     count += 1
     staff_list.append(staff_temp)
  print("数据库本次共\033[31;1m查询到%d条\033[0m员工信息，如下:" % count)
  for staff_temp in staff_list:
   staff_temp.print_info(info)  #查询记录打印
 else:
  error(command)
def verify(staff_temp,condition):    #员工信息验证函数，传入一个员工对象和条件字符串
 if condition.strip()=='*':return True #如果条件为'*',即所有记录都满足条件
 condition_list=condition.split()   #检索条件字符串转列表
 if len(condition_list)==0:return False
 logic_str=['and','or','not'] #逻辑运算字符串 且、或、非
 logic_exp=[]     #单个条件的逻辑表达式组成的列表，形如[‘age',' ','>','=',20] 或 [‘dept',' ','like',' ','HR']
 logic_list=[]     #每个条件的表达式的计算结果再重组后的列表，形如 [‘True','and','False','or','not','False']
 for i in condition_list:
  if i in logic_str:
   if(len(logic_exp)!=0):
    logic_list.append(str(logic_cal(staff_temp,logic_exp))) #逻辑表达式计算并将返回的True或False转化成字符串添加到列表
   logic_list.append(i)
   logic_exp=[]
  else:
   logic_exp.append(i)
 logic_list.append(str(logic_cal(staff_temp, logic_exp)))
 return eval(' '.join(logic_list)) #列表转化成数学表达式完成所有条件的综合逻辑运算，结果为True或False
def logic_cal(staff_temp,logic_exp): #单个逻辑表达式的运算函数
 logic_exp = re.search('(.+?)([=<>]{1,2}|like)(.+)',''.join(logic_exp)) #表达式列表优化成三个元素，形如[‘age','>=',20] 或 [‘dept','like','HR']
 if(logic_exp):
  logic_exp=list(logic_exp.group(1,2,3))
  if(hasattr(staff_temp,logic_exp[0])):
   logic_exp[0] = getattr(staff_temp,logic_exp[0])
  else:
   return False
  if logic_exp[1]=='=':  #指令中的'='转化成程序中相等判别的"=="
   logic_exp[1]='=='
  if logic_exp[1]=='like':  #运算符为like的表达式运算
   return re.search(logic_exp[2].strip("'").strip('"'),logic_exp[0]) and True
  elif(logic_exp[0].isdigit() and logic_exp[2].isdigit()): #两头为数字的运算，直接eval函数转数学表达式
   return eval(''.join(logic_exp))
  elif(logic_exp[1]=='=='): #非数字的运算，即字符串运算，此时逻辑符只可能是‘='，若用eval函数则字符串会转成无定义变量而无法计算，所以拿出来单独用"=="直接计算
   return logic_exp[0]==logic_exp[2].strip("'").strip('"') #字符串相等判别，同时消除指令中字符串引号的影响，即输引号会比记录中的字符串多一层引号
  else:   #其他不合语法的条件格式输出直接返回False
   return False
 else:
  return False
if __name__=='__main__':  #主函数，数据库指令输入和执行
 while(True):
  command=input("请按语法输入数据库操作指令：") #指令输入
  if command=='exit':
   print("数据库操作结束，成功退出！".center(50, '*'))
   break
  command_exe(command)  #指令执行

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