day-028-综合练习-命令行工具

Day 28：综合练习------命令行 Todo 应用

学了快一个月，到了把知识串联起来的时候。今天做一个完整的命令行 Todo（待办事项）应用，综合运用：文件读写、JSON、函数封装、错误处理、面向对象。

一、需求分析

做一个命令行的待办事项管理工具，支持以下功能：

添加任务
查看所有任务（带编号和状态）
标记任务为完成
删除任务
数据持久化（用 JSON 保存，下次打开还在）

二、完整代码

python 复制代码

"""
命令行 Todo 应用
数据存储在 tasks.json 文件中
"""
import json
from datetime import datetime
from pathlib import Path


class Task:
    """单个任务"""
    def __init__(self, title, task_id=None, done=False, created_at=None):
        self.id = task_id
        self.title = title
        self.done = done
        self.created_at = created_at or datetime.now().isoformat()

    def mark_done(self):
        self.done = True

    def to_dict(self):
        """转为字典（用于 JSON 序列化）"""
        return {
            "id": self.id,
            "title": self.title,
            "done": self.done,
            "created_at": self.created_at,
        }

    @classmethod
    def from_dict(cls, data):
        """从字典恢复 Task 对象"""
        return cls(
            title=data["title"],
            task_id=data["id"],
            done=data["done"],
            created_at=data["created_at"],
        )

    def __str__(self):
        status = "✅" if self.done else "⬜"
        return f"{status} [{self.id}] {self.title}"


class TodoApp:
    """待办事项管理器"""
    def __init__(self, storage_file="tasks.json"):
        self.storage_file = Path(storage_file)
        self.tasks = []
        self.next_id = 1
        self.load()

    def load(self):
        """从 JSON 文件加载任务"""
        if not self.storage_file.exists():
            return
        try:
            data = json.loads(self.storage_file.read_text(encoding="utf-8"))
            self.tasks = [Task.from_dict(t) for t in data.get("tasks", [])]
            self.next_id = data.get("next_id", 1)
            print(f"加载了 {len(self.tasks)} 个任务")
        except (json.JSONDecodeError, KeyError):
            print("数据文件损坏，将创建新文件")

    def save(self):
        """保存到 JSON 文件"""
        data = {
            "next_id": self.next_id,
            "tasks": [t.to_dict() for t in self.tasks],
        }
        self.storage_file.write_text(
            json.dumps(data, ensure_ascii=False, indent=2),
            encoding="utf-8",
        )

    def add(self, title):
        """添加新任务"""
        task = Task(title, task_id=self.next_id)
        self.tasks.append(task)
        self.next_id += 1
        self.save()
        print(f"添加了任务：{task}")

    def list_tasks(self, show_all=True):
        """列出任务"""
        tasks = self.tasks if show_all else [t for t in self.tasks if not t.done]
        if not tasks:
            print("没有任务")
            return
        print(f"\n{'所有' if show_all else '未完成'}任务（共 {len(tasks)} 个）：")
        for t in tasks:
            print(f"  {t}")

    def done(self, task_id):
        """标记任务为完成"""
        task = self._find(task_id)
        if task:
            task.mark_done()
            self.save()
            print(f"已完成：{task}")
        else:
            print(f"找不到任务 #{task_id}")

    def delete(self, task_id):
        """删除任务"""
        task = self._find(task_id)
        if task:
            self.tasks.remove(task)
            self.save()
            print(f"已删除：{task}")
        else:
            print(f"找不到任务 #{task_id}")

    def _find(self, task_id):
        """根据 ID 查找任务"""
        for t in self.tasks:
            if t.id == task_id:
                return t
        return None

    def run(self):
        """主循环"""
        menu = {
            "1": ("添加任务", lambda: self.add(input("任务标题："))),
            "2": ("查看所有", lambda: self.list_tasks()),
            "3": ("查看未完成", lambda: self.list_tasks(show_all=False)),
            "4": ("标记完成", lambda: self.done(int(input("任务编号：")))),
            "5": ("删除任务", lambda: self.delete(int(input("任务编号：")))),
            "6": ("退出", None),
        }

        while True:
            print("\n" + "=" * 40)
            print("📋 Todo 待办事项")
            print("=" * 40)
            pending = sum(1 for t in self.tasks if not t.done)
            print(f"待完成：{pending} / {len(self.tasks)}")
            print("-" * 40)
            for key, (desc, _) in menu.items():
                print(f"  {key}. {desc}")
            print("-" * 40)

            choice = input("请选择：").strip()
            if choice == "6":
                print("再见！")
                break
            elif choice in menu and menu[choice][1]:
                try:
                    menu[choice][1]()
                except ValueError as e:
                    print(f"输入有误：{e}")
            else:
                print("无效选择，请输入 1-6")


if __name__ == "__main__":
    app = TodoApp()
    app.run()

三、代码讲解------用了哪些知识？

知识	在代码中的位置
类与对象	`Task` 类和 `TodoApp` 类
`__init__` / `__str__`	Task 的构造和打印
@classmethod	`Task.from_dict()` 工厂方法
文件读写 (JSON)	`load()` 和 `save()` 方法
pathlib	`self.storage_file = Path(...)`
try/except	load 中捕获 JSON 解析错误
while True + break	`run()` 主循环
字典映射取代 if-elif	`menu` 字典映射菜单选项
lambda	菜单回调函数
列表推导式	`[t for t in self.tasks if not t.done]`

四、运行效果

复制代码

========================================
📋 Todo 待办事项
========================================
待完成：0 / 0
----------------------------------------
  1. 添加任务
  2. 查看所有
  3. 查看未完成
  4. 标记完成
  5. 删除任务
  6. 退出
----------------------------------------
请选择：1
任务标题：学习 Python 面向对象
添加了任务：⬜ [1] 学习 Python 面向对象

五、今日学习总结

学习内容	掌握情况	一句话要点
综合运用	✅ 实战	把 27 天的知识串成一个完整项目
项目结构	✅ 理解	数据类 + 管理类 + 主循环
数据持久化	✅ 重点	JSON 文件保存状态
用户交互	✅ 理解	菜单 + 输入 + 循环

今日踩坑记录

JSON 序列化自定义对象 ：json.dump(Task对象) 会报错。需要先用 to_dict() 转成字典。
任务 ID 的生成 ：不要用 len(tasks) + 1 作为 ID（删除任务后 ID 会重复）。用一个单独的 next_id 计数器。

六、明天学什么？

继续综合练习------做一个数据分析小工具，读取 CSV 文件，统计、筛选、输出报告。

把知识串起来做的第一个完整项目，哪怕简单，也比写一百个零散练习更有价值。
第28天，打卡完成。明天见！

本系列是个人学习笔记，如有错误欢迎在评论区指正交流。