Python进阶-day28-30:综合项目（python综合程序设计）

项目概述：任务管理器

功能：

• 用户可以创建、查看、更新和删除任务。
• 每个任务包含标题、描述、优先级、截止日期和状态（待办/已完成）。
• 使用SQLite存储任务数据。
• 通过第三方API（例如天气API）为任务提供额外信息（例如，提醒用户某天任务所在地的天气）。
• 提供命令行界面（CLI）或简单的Flask Web界面。
• 包含单元测试和详细文档。

技术栈：

• Python: 核心语言
• OOP: 类和对象设计
• SQLite: 轻量级数据库
• Requests: 调用外部API（天气API）
• Flask（可选）：Web界面
• unittest: 单元测试
• GitHub: 代码托管
• README: 项目文档

Day 28: 项目设计与核心功能实现

1. 确定项目结构

创建一个清晰的目录结构，方便组织代码：

todo_manager/
├── src/
│   ├── __init__.py
│   ├── task.py           # 任务类（OOP）
│   ├── database.py       # 数据库操作
│   ├── api.py            # API调用
│   ├── cli.py            # 命令行界面
│   └── app.py            # Flask应用（可选）
├── tests/
│   ├── __init__.py
│   └── test_task.py      # 单元测试
├── README.md             # 项目文档
├── requirements.txt      # 依赖文件
└── setup.py              # 项目安装配置

2. 安装依赖

在项目根目录创建requirements.txt：

requests==2.31.0
flask==2.3.2

运行以下命令安装依赖：

bash

pip install -r requirements.txt

3. 实现任务类（OOP）

在src/task.py中定义任务类，使用OOP设计：

python

from datetime import datetime

class Task:
    def __init__(self, title, description, priority, due_date, status="pending"):
        self.title = title
        self.description = description
        self.priority = priority  # 1（低）到5（高）
        self.due_date = datetime.strptime(due_date, "%Y-%m-%d")
        self.status = status
        self.created_at = datetime.now()

    def mark_complete(self):
        self.status = "completed"

    def to_dict(self):
        return {
            "title": self.title,
            "description": self.description,
            "priority": self.priority,
            "due_date": self.due_date.strftime("%Y-%m-%d"),
            "status": self.status,
            "created_at": self.created_at.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
        }

    def __str__(self):
        return f"{self.title} (Priority: {self.priority}, Due: {self.due_date.strftime('%Y-%m-%d')}, Status: {self.status})"

4. 实现数据库操作

在src/database.py中实现SQLite数据库操作：

python

import sqlite3
from .task import Task

class TaskDatabase:
    def __init__(self, db_name="tasks.db"):
        self.db_name = db_name
        self._init_db()

    def _init_db(self):
        with sqlite3.connect(self.db_name) as conn:
            cursor = conn.cursor()
            cursor.execute("""
                CREATE TABLE IF NOT EXISTS tasks (
                    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
                    title TEXT NOT NULL,
                    description TEXT,
                    priority INTEGER,
                    due_date TEXT,
                    status TEXT,
                    created_at TEXT
                )
            """)
            conn.commit()

    def add_task(self, task):
        with sqlite3.connect(self.db_name) as conn:
            cursor = conn.cursor()
            cursor.execute("""
                INSERT INTO tasks (title, description, priority, due_date, status, created_at)
                VALUES (?, ?, ?, ?, ?, ?)
            """, (
                task.title,
                task.description,
                task.priority,
                task.due_date.strftime("%Y-%m-%d"),
                task.status,
                task.created_at.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
            ))
            conn.commit()

    def get_all_tasks(self):
        with sqlite3.connect(self.db_name) as conn:
            cursor = conn.cursor()
            cursor.execute("SELECT * FROM tasks")
            rows = cursor.fetchall()
            tasks = []
            for row in rows:
                task = Task(
                    title=row[1],
                    description=row[2],
                    priority=row[3],
                    due_date=row[4],
                    status=row[5]
                )
                tasks.append(task)
            return tasks

    def update_task_status(self, task_id, status):
        with sqlite3.connect(self.db_name) as conn:
            cursor = conn.cursor()
            cursor.execute("UPDATE tasks SET status = ? WHERE id = ?", (status, task_id))
            conn.commit()

5. 实现API调用

在src/api.py中调用OpenWeatherMap API获取天气信息：

python

import requests

class WeatherAPI:
    def __init__(self, api_key):
        self.api_key = api_key
        self.base_url = "<http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather>"

    def get_weather(self, city):
        params = {"q": city, "appid": self.api_key, "units": "metric"}
        response = requests.get(self.base_url, params=params)
        if response.status_code == 200:
            data = response.json()
            return f"Weather in {city}: {data['weather'][0]['description']}, {data['main']['temp']}°C"
        return "Failed to fetch weather data"

注意：你需要从OpenWeatherMap获取免费API密钥，并将其添加到代码中。

6. 实现命令行界面

在src/cli.py中实现简单的CLI：

python

from .task import Task
from .database import TaskDatabase
from .api import WeatherAPI

def main():
    db = TaskDatabase()
    weather_api = WeatherAPI("YOUR_API_KEY")  # 替换为你的API密钥
    while True:
        print("\n1. Add Task\n2. View Tasks\n3. Complete Task\n4. Get Weather\n5. Exit")
        choice = input("Choose an option: ")
        if choice == "1":
            title = input("Title: ")
            description = input("Description: ")
            priority = int(input("Priority (1-5): "))
            due_date = input("Due date (YYYY-MM-DD): ")
            task = Task(title, description, priority, due_date)
            db.add_task(task)
            print("Task added!")
        elif choice == "2":
            tasks = db.get_all_tasks()
            for i, task in enumerate(tasks, 1):
                print(f"{i}. {task}")
        elif choice == "3":
            task_id = int(input("Task ID to complete: "))
            db.update_task_status(task_id, "completed")
            print("Task marked as completed!")
        elif choice == "4":
            city = input("Enter city: ")
            print(weather_api.get_weather(city))
        elif choice == "5":
            break

if __name__ == "__main__":
    main()

Day 29: 测试与完善

1. 编写单元测试

在tests/test_task.py中编写单元测试：

python

import unittest
from src.task import Task
from src.database import TaskDatabase
import os

class TestTaskManager(unittest.TestCase):
    def setUp(self):
        self.db = TaskDatabase("test_tasks.db")
        self.task = Task("Test Task", "Description", 3, "2025-12-31")

    def test_task_creation(self):
        self.assertEqual(self.task.title, "Test Task")
        self.assertEqual(self.task.status, "pending")

    def test_mark_complete(self):
        self.task.mark_complete()
        self.assertEqual(self.task.status, "completed")

    def test_add_task_to_db(self):
        self.db.add_task(self.task)
        tasks = self.db.get_all_tasks()
        self.assertEqual(len(tasks), 1)
        self.assertEqual(tasks[0].title, "Test Task")

    def tearDown(self):
        os.remove("test_tasks.db")

if __name__ == "__main__":
    unittest.main()

运行测试：

bash

python -m unittest tests/test_task.py

2. 添加Flask Web界面（可选）

如果想添加Web界面，在src/app.py中实现Flask应用：

python

from flask import Flask, request, render_template
from database import TaskDatabase
from task import Task

app = Flask(__name__)
db = TaskDatabase()

@app.route("/")
def index():
    tasks = db.get_all_tasks()
    return render_template("index.html", tasks=tasks)

@app.route("/add", methods=["POST"])
def add_task():
    title = request.form["title"]
    description = request.form["description"]
    priority = int(request.form["priority"])
    due_date = request.form["due_date"]
    task = Task(title, description, priority, due_date)
    db.add_task(task)
    return redirect("/")

if __name__ == "__main__":
    app.run(debug=True)

创建templates/index.html：

html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>Task Manager</title></head>
<body>
    <h1>Task Manager</h1>
    <form method="post" action="/add">
        <input type="text" name="title" placeholder="Title" required>
        <textarea name="description" placeholder="Description"></textarea>
        <input type="number" name="priority" placeholder="Priority (1-5)" min="1" max="5" required>
        <input type="date" name="due_date" required>
        <button type="submit">Add Task</button>
    </form>
    <h2>Tasks</h2>
    <ul>
        {% for task in tasks %}
        <li>{{ task.title }} (Priority: {{ task.priority }}, Due: {{ task.due_date }})</li>
        {% endfor %}
    </ul>
</body>
</html>

3. 完善代码

• 添加输入验证（例如，确保优先级在1-5之间，日期格式正确）。
• 优化CLI界面，添加更多功能（如编辑任务、删除任务）。
• 处理API调用中的异常情况。

Day 30: 文档与部署

1. 编写README

在项目根目录创建README.md：

markdown

# Task Manager

A Python-based task management application with CLI and optional Web interface.

## Features
- Create, view, update, and delete tasks.
- Store tasks in SQLite database.
- Fetch weather information for task locations using OpenWeatherMap API.
- Command-line interface (CLI) and optional Flask-based Web interface.
- Unit tests with `unittest`.

## Installation
1. Clone the repository:
   ```bash
   git clone <https://github.com/yourusername/todo_manager.git>
   cd todo_manager

1. Install dependencies:bash
2. pip install -r requirements.txt
3. Set up OpenWeatherMap API key:
4. Get an API key from OpenWeatherMap.
5. Replace YOUR_API_KEY in src/cli.py or set it as an environment variable.

Usage

CLI

Run the CLI:

bash

python src/cli.py

Follow the menu to add tasks, view tasks, mark tasks as completed, or fetch weather data.

Web Interface (Optional)

Run the Flask app:

bash

python src/app.py

Open http://localhost:5000 in your browser.

Testing

Run unit tests:

bash

python -m unittest tests/test_task.py

Project Structure

todo_manager/
├── src/                # Source code
├── tests/              # Unit tests
├── templates/          # Flask templates
├── README.md           # Documentation
└── requirements.txt    # Dependencies

License

MIT License

#### 2. 部署到GitHub
1. 初始化Git仓库：
   ```bash
   git init
   git add .
   git commit -m "Initial commit"

1. 创建GitHub仓库并推送：bash
2. git remote add origin <https://github.com/yourusername/todo_manager.git> git branch -M main git push -u origin main

3. 优化与提交

• 确保代码通过所有测试。
• 检查README.md是否清晰，包含所有必要信息。
• 提交最终代码：bash
• git add . git commit -m "Complete task manager project" git push

总结

通过这三天的综合项目，你完成了一个功能完整的任务管理器，涵盖了以下Python进阶技能：

• OOP：使用类（Task、TaskDatabase）组织代码。
• 数据库：使用SQLite存储和查询任务。
• API调用：通过OpenWeatherMap API获取天气数据。
• 测试：编写单元测试确保代码可靠性。
• 文档：撰写清晰的README。
• 部署：将项目托管到GitHub。

如果需要进一步扩展（例如添加用户认证、REST API或更复杂的Web界面），可以告诉我，我会提供更多指导！祝贺你完成Python进阶课程！