1 引言 本次我們將運用模塊化編程技術來實現一個比較有現實意義的項目 《庫存管理系統》。該系統將能實現： 實時跟蹤庫存產品數量、位置等信息； 新進產品的添加和已售賣產品的移除； 生成報告一：當前庫存產品在各地的數量信息； 生成報告二：各種產品需要補充的數量信息。 2 設計庫存管理系統 我們可將該系統 ...
1 引言
本次我們將運用模塊化編程技術來實現一個比較有現實意義的項目---《庫存管理系統》。該系統將能實現：
- 實時跟蹤庫存產品數量、位置等信息；
- 新進產品的添加和已售賣產品的移除；
- 生成報告一：當前庫存產品在各地的數量信息；
- 生成報告二：各種產品需要補充的數量信息。
2 設計庫存管理系統
我們可將該系統支持功能細分為以下三類：
- 存儲信息(data storage)；
- 人機交互(user interface)；
- 生成報告(generating reports)。
按照上面的劃分，有助於我們組織整個項目代碼。例如，信息存儲能夠實現包括產品數量、位置等所有信息的存儲操作，人機交互部分則能實現對用戶諸如添加產品等操作的響應。
相應地，我們就得到三個與之對應的獨立模塊：
- 信息存儲模塊(data storage module)；
- 人機交互模塊(user interface module)；
- 生成報告模塊(generating reports module)。
除了以上三個功能模塊外，我們還需創建一個源文件作為主項目，讓用戶能夠開啟和運行整個庫存管理系統，通常命名為main.py。
至此，我們整個項目已包含有四部分，在實現特定功能時通常需要各部分之間的相互協作。比如，生成報告模塊需要從數據存儲模塊獲取產品信息。因此，各部分間的交互可由下圖進行表示：
到這裡，我們就已經完全弄清了整個項目的框架，接下來我們就進一步來分析和搭建各部分模塊。
3 數據存儲模塊
此模塊將負責存儲整個項目的信息，存儲信息總共有三類：產品信息，位置信息，項目信息(產品代碼和位置代碼組成)。
3.1 產品信息創建函數
def set_products(products): global _products _products = products
功能：創建產品信息列表。
輸入：產品信息，包括產品代碼、描述信息和期望存儲數量。將上述信息以元組格式作為參數輸入到set_products(products)函數中，產品信息格式如下所示：
[("CODE01", "Product 1", 120), ("CODE02", "Product 2", 100), ... ]
3.2 返回產品信息函數
當我們能夠輸入並創建產品信息後，則需要有進行查看當前產品信息的功能，於是我們需要創建一個返回產品信息函數，如下所示：
def products(): global _products return _products
功能：實現簡單的返回產品相關信息，例如通過下麵的語句可對整個產品信息列表進行掃描：
for code, description, desired_number in products(): ...
3.3 位置信息創建函數
def set_locations(locations): global _locations _locations = locations
功能：創建位置信息列表。
輸入：位置信息，包括位置代碼和描述信息，同樣以元組格式進行存儲並作為參數輸入到set_locations(locations)函數中。
3.4 返回位置信息函數
同樣地，我們也需要能夠返回產品位置信息的功能，於是創建位置信息返回函數，如下所示：
def locations(): global _locations return _locations
3.5 返回產品項目信息函數
庫存中的產品項目信息由產品代碼和產品位置代碼組成，定義返回庫存產品項目信息函數，如下所示：
def items(): global _items return _items
功能：返回產品項目信息，信息返回為元組格式，如下所示：
[("product_code01", "location_code01"), ("product_code02", "location_code02"), ... ]
3.6 增添項目信息函數
def add_item(product_code, location_code): global _items _items.append((product_code, location_code)) _save_items()
功能：增添產品項目信息到原始項目信息列表中。
輸入：產品代碼、位置代碼。
3.7 移除項目信息函數
def remove_item(product_code, location_code): global _items for i in range(len(_items)): prod_code, loc_code = _items[i] if prod_code == product_code and loc_code == location_code: del _items[i] _save_items() return True return False
功能：移除原始項目信息列表中某條產品項目信息。
輸入：產品代碼、位置代碼。
3.8 初始化函數
當程式開始運行時，需要將相關信息數據從硬碟中載入到記憶體，或者記憶體中數據保存到硬碟上這樣的操作，於是定義初始化函數支持此類操作。
def init(): _load_items()
功能：程式開始運行時，從硬碟文件中載入數據信息。
3.9 載入數據函數
def _load_items(): global _items if os.path.exists("items.json"): f = open("items.json", "r") _items = json.loads(f.read()) f.close() else: _items = []
功能：從硬碟中名為items的json文件中載入數據到記憶體中。
3.10 保存數據函數
def _save_items(): global _items f = open("items.json", "w") f.write(json.dumps(_items)) f.close()
功能：保存記憶體中數據到硬碟文件。
至此，我們完成了數據存儲模塊的全部功能函數，它們共同組成了該模塊的公共介面以供調用，整體結構如下圖所示：
4 人機交互模塊
人機交互模塊將負責與用戶進行交互，包括向用戶請求信息和顯示信息在屏幕上。這裡為了簡化，我們僅實現文字交互，運用input()函數向用戶請求信息，運用print()函數顯示信息在屏幕上。
4.1 用戶命令響應函數
def prompt_for_action(): ...
功能：響應用戶各類操作請求代碼，請求代碼含義如下表所示：
4.2 響應用戶並返回產品代碼函數
def prompt_for_product(): ...
功能：顯示列表中產品代碼信息供用戶選擇，若用戶取消，則返回None。
4.3 響應用戶並返回位置代碼函數
def prompt_for_location(): ...
功能：顯示列表中位置代碼信息供用戶選擇，若用戶取消，則返回None。
4.4 報告顯示函數
def show_report(report): print() for line in report: print(line) print()
功能：純文本格式顯示報告內容。
輸入：存儲報告信息的列表。
5 生成報告模塊
5.1 生成當前庫存產品信息報告函數
def generate_inventory_report(): ...
功能：將當前庫存全部產品信息生成報告並顯示。
5.2 生成需補充產品信息報告函數
def generate_reorder_report(): ...
功能：將當前需要補充產品信息生成報告並顯示。
6 主函數項目
我們不應該將主項目視為一個模塊，而應該將其作為一個標準Python源文件，用戶運行此源文件來啟動整個項目系統。主項目中需要導入它所需要的各種模塊，並調用所定義的各種函數來完成項目的既定任務，它就好比是膠黏劑，將項目各部分全部有機粘合在一起。在Python語言中，這種源文件內通常可見到如下所示的語法框架：
def main(): ... if __name__ == "__main__": main()
整個項目的執行邏輯全部寫進main()函數中， 當用戶運行此項目時，最後兩行程式便會告知系統執行main()函數中的全部邏輯。
對於本次設計的庫存管理系統，主項目需要完成的任務有如下：
- 調用初始化函數，初始化需要初始化的各個模塊；
- 提供庫存初始產品信息和位置信息；
- 請求人機交互模塊並給用戶顯示可用操作命令提示；
- 響應用戶輸入的命令。
【註】：步驟3、4無限迴圈執行直到用戶退出。
7 小結
本次我們用模塊化編程技術完成設計和實現了一個跟蹤庫存產品信息的管理系統，詳細地設計並實現了各個功能模塊以及模塊中的各個功能函數，完整地體驗了整個項目的邏輯結構。能夠在設計實現過程中體會到模塊化編程思想能大大提高設計的靈活性和效率。
未完待續...
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