自助图书馆系统-Tkinter界面和openpyxl表格综合设计案例
本案例综合openpyxl（表格）模块和tkinter模块，设计自助图书馆系统，实现读者能够在系统界面“借书”、“还书”、“查询”等操作。
一、界面效果
相关数据表格“Data.xlsx”内容如下：
功能备注：该表格能够记录读者的账号信息（包括读者号、账号密码）。登录的时候需要调取读者信息进行登录；借书的时候，将借阅书籍登记到读者的借阅记录中；还书的时候，把归还的图书从读者的借阅记录中删掉；查询的时候，能够从表格中获取读者的借阅记录显示在界面。Openpyxl模块对表格的操作可查看之前写过的文章Openpyxl表格模块操作
二、开发环境
Windows10+python3.5.5+Vs Code（开发工具）
三、开发准备
Data.xlsx表格（见文章最后，附完整程序和表格链接）
四、实现过程
- 导入库函数。
from tkinter import *
import openpyxl
import tkinter.messagebox as messagebox #消息弹窗
- 主界面程序设计
*（主界面程序放在最后，这里提前解释）*主界面设计结构简单，就放置了一个“读者登录”按钮，用于读者登录时使用，链接函数Sign_in。这个界面基于main_frame框架，后面要出现新的界面，就将这个框架隐藏起来，重新设置新的框架放置组件。然后设置所有书籍为一个嵌套字典book_sum，方便之后统一读取每一本书籍。最后是表格操作。
#主界面程序
top = Tk()
top.title("图书馆")
top.geometry("800x500")
main_frame = Frame(top) #主界面框架
main_frame.place(relwidth=1,relheight=1)
#布局主界面标签，按钮：借书、还书、查询、办理读者证、退出系统
Label(main_frame,text = "便民图书馆",font = ("黑体",50),width = 23,height = 3).place(x=0,y = 0)
Button(main_frame,text = "读者登录",bg = "SkyBlue",command = Sign_in,font = ("黑体",15),width = 20,height = 3).place(x= 300,y = 350)
path = "C:/Users/cos(Lin)/Desktop/" #存放路径，根据实际情况修改
#全部书籍
book_sum = {"文学":{0:"我与地坛",1:"羊脂球",2:"人生",3:"呼兰河传",4:"故乡",5:"边城",6:"朝花夕拾",7:"围城"},
"计算机":{0:"人工智能基础",1:"Python编程与机器人",2:"人工智能入门",3:"人工智能应用实战",4:"深度学习",5:"计算机网络",6:"机器学习",7:"微信小程序开发"},
"历史":{0:"万历十五年",1:"中国通史",2:"明朝那些事",3:"全球通史",4:"苏东坡传",5:"显微镜下的大明",6:"南北战争三百年",7:"宋徽宗"},
"法律":{0:"论犯罪与刑罚",1:"大国宪制",2:"民法总则",3:"民法典",4:"中国法律与中国社会",5:"民法物权",6:"刑法学定律",7:"法律的经济分析"},
"心理学":{0:"怪诞心理学",1:"乌合之众",2:"蛤蟆先生去看心理医生",3:"社会心理学",4:"心理学史导论",5:"人格心理学",6:"梦的解析",7:"也许你该找个人聊聊"},
"医学":{0:"传染病学",1:"伤寒杂病论",2:"基础护理学",3:"实用临床药物学",4:"临床诊疗指南_疼痛学分",5:"新编药物学",6:"心电图学",7:"妇产科经典病例分析"}}
#获取第一个工作表：“借阅信息”表的最大行数
sheets = openpyxl.load_workbook(path + "Data.xlsx")
sheet1 = sheets[sheets.sheetnames[0]]
max_row1 = sheet1.max_row #获取表格有效值的最后一行的行数，作为读者的编号
top.mainloop() #消息循环
主界面的效果如下图：
- 设计登录界面Sign_in函数
登录界面首先隐藏主界面框架main_frame，然后布局新的框架组件second_frame框架组件，在框架里面放置“读者号”、“账号密码”的文本输入框组件，用于读者输入相关的信息。然后放置确认按钮，关联functions函数（服务功能），传递的参数有本界面的框架组件和读者输入的两个信息，用于后面获取。
#登录界面
def Sign_in():
#隐藏第一个界面，设置第二个界面
main_frame.place_forget()
second_frame = Frame(top)
second_frame.place(relwidth=1,relheight=1)
#在界面显示“读者号”“密码”的输入框，输入读者姓名
Label(second_frame,text = "登录界面",font = ("黑体",20),width = 20,height = 3).place(x=300, y=20)
Label(second_frame,text = "读者号:",font = ("黑体",18),width = 20,height = 3).place(x=100, y=100)
Label(second_frame,text = "密码:",font = ("黑体",18),width = 20,height = 3).place(x=100, y=175)
num_entry = Entry(second_frame,show = None, font=("黑体", 18), width=25) #姓名输入框
num_entry.place(x = 300,y = 135)
password_entry = Entry(second_frame,show = '*', font=("黑体", 18), width=25) #姓名输入框
password_entry.place(x = 300,y = 200)
#设置“确认”按钮，跳转到get_value()函数：该函数功能将读者与读者编号填下到第一个表格中
Button(second_frame,text = "确认",bg = "SkyBlue",font = ("黑体",12),width = 15,height = 3,command = lambda:functions(second_frame,num_entry,password_entry)).place(x= 180,y = 300)
Button(second_frame,text = "返回",bg = "SkyBlue",font = ("黑体",12),width = 15,height = 3,command = lambda:back_main(second_frame,main_frame)).place(x= 550,y = 300)
登录界面的效果如下图：
- 服务功能界面functions函数
在登录界面点击“确认”按钮后，跳转到服务功能界面，是新的界面，同样要布局新的框架，隐藏就框架（下面不在赘述）。程序中首先利用get()方法获取输入的读者号和读者密码，用于验证。验证的时候需要利用之前就已经加载好的表格，遍历获取表格中的第一列和第二列内容，确认读者身份，验证成功通过设置的标志位pass_flag为1，跳出循环。最后在根据验证标志位弹出服务功能界面，该界面放置了借书、还书、查询、退出系统的4个功能按钮，同时还显示读者的姓名。假如读者输入错误，则会弹出弹窗，报警提示输入错误，并返回登录界面，让读者重新输入账号、账号密码。
#功能界面：借书、还书、查询、退出系统功能
def functions(second_frame,num_entry,password_entry):
num = num_entry.get() #get()方法获取Entry输入框输入内容
password = password_entry.get()
print(num,password,type(num))
#隐藏第一个界面，设置第二个界面
second_frame.place_forget()
third_frame = Frame(top)
third_frame.place(relwidth=1,relheight=1)
pass_flag = 0 #验证标志位
for i in range(2,max_row1+1): #遍历表格
#验证读者号和密码是否正确。读者号在第一列，密码在第三列
if num == str(sheet1.cell(i,1).value) and password == str(sheet1.cell(i,3).value):
pass_flag = 1 #验证标志位为1
break #跳出循环
else: #密码或账号出错
pass_flag = 0 #验证标志位为0
if pass_flag == 1: #判断验证标志位
#服务功能按钮
print("验证成功")
Label(third_frame,text = str(sheet1.cell(i,2).value) + "，欢迎您",font = ("黑体",40),width = 30,height = 3).place(x=10,y = 0)
Button(third_frame,text = "借书",bg = "SkyBlue",command = lambda:Borrow_books(third_frame,num),font = ("黑体",12),width = 15,height = 3).place(x= 150,y = 200)
Button(third_frame,text = "还书",bg = "SkyBlue",command = lambda:ruturn_books(third_frame,num),font = ("黑体",12),width = 15,height = 3).place(x= 550,y = 200)
Button(third_frame,text = "查询",bg = "SkyBlue",command = lambda:Inquire(third_frame,num) ,font = ("黑体",12),width = 15,height = 3).place(x= 150,y = 350)
Button(third_frame,text = "退出",bg = "SkyBlue",font = ("黑体",12),width = 15,height = 3,command=lambda:back_main(third_frame,main_frame)).place(x= 550,y = 350)
else:
messagebox.showinfo('警告！', '密码或账号出错！') #弹出警告窗口
back_main(third_frame,second_frame) #账号密码出错则返回登录界面
登录成功后，服务界面如图所示：
- “借书”按钮Borrow_books函数
在服务界面点击“借书”按钮后，跳转到Borrow_books函数。该界面是新的界面，放置了6种不同种类的书籍按钮，分别是“文学”、“计算机”、“历史”、“法律”、“心理学”、“医学”，每一个按钮按下去都会进入对应种类书籍的名称·，注意按钮中command参数链接的函数BOOK函数，传递的参数中最后一个参数是书籍的分类，也就是下面classify，是之前提到的全部书籍字典book_sum中对应的“键“。
#借书按钮
def Borrow_books(third_frame,num):
#隐藏第一个界面，设置第二个界面
third_frame.place_forget()
fourth_frame = Frame(top)
fourth_frame.place(relwidth=1,relheight=1)
Label(fourth_frame,text = "图书分类",font = ("黑体",40),width = 30,height = 3).place(x=10,y = 0)
Button(fourth_frame,text = "文学",bg = "white",command = lambda:BOOK(fourth_frame,num,"文学"),font = ("黑体",12),width = 15,height = 3).place(x= 150,y = 200)
Button(fourth_frame,text = "计算机",bg = "white",command = lambda:BOOK(fourth_frame,num,"计算机"),font = ("黑体",12),width = 15,height = 3).place(x= 350,y = 200)
Button(fourth_frame,text = "历史",bg = "white",command = lambda:BOOK(fourth_frame,num,"历史"),font = ("黑体",12),width = 15,height = 3).place(x= 550,y = 200)
Button(fourth_frame,text = "法律",bg = "white",command = lambda:BOOK(fourth_frame,num,"法律"),font = ("黑体",12),width = 15,height = 3).place(x= 150,y = 350)
Button(fourth_frame,text = "心理学",bg = "white",command = lambda:BOOK(fourth_frame,num,"心理学"),font = ("黑体",12),width = 15,height = 3).place(x= 350,y = 350)
Button(fourth_frame,text = "医学",bg = "white",command = lambda:BOOK(fourth_frame,num,"医学"),font = ("黑体",12),width = 15,height = 3).place(x= 550,y = 350)
借书界面效果如图：
- 书籍选择界面
以“计算机”类书籍为例，按“计算机”按钮后，界面会呈现关于计算机书籍的基本书籍名称，通过按下书籍前面对应的小方块，然后按下确认按钮可以确认书籍的选择。这部分主要是书籍列表复选框的设计，可以利用tkinter中的Checkbutton复选框组件，参数text是复选框旁边的文字，也就是书籍的名称，通过嵌套字典来获得book_sum[classify][i]，variable参数设置或取得目前选取的复选框。确认按钮关联selection函数，传递了读者号num、选择的书籍checkboxes、书籍类别classify等参数
#选择小说类书籍：设计复选框，可进行多本书籍选择
def BOOK(fourth_frame,num,classify):
print("classify:",classify)
print("指定书籍",book_sum["法律"])
#隐藏第一个界面，设置第二个界面
fourth_frame.place_forget()
fifth_frame = Frame(top)
fifth_frame.place(relwidth=1,relheight=1)
Label(fifth_frame,text="选择你想要借的书籍",font = ("黑体",20),fg="blue",bg="lightyellow",width=60).grid()
checkboxes = {}
for i in range (8):
checkboxes[i] = BooleanVar()
Checkbutton(fifth_frame,text=book_sum[classify][i],variable=checkboxes[i],font = ("黑体",15),height = 1).grid(row = i+1,sticky = W) #列表逐个显示书籍
Button(fifth_frame,text="确定",bg = "SkyBlue",font = ("黑体",12),width = 15,height = 3,command=lambda:selection(fifth_frame,num,checkboxes,classify)).place(x = 180, y =400)
Button(fifth_frame,text="取消",bg = "SkyBlue",font = ("黑体",12),width = 15,height = 3,command=lambda:back_main(fifth_frame,main_frame)).place(x = 550, y =400)
选择界面效果如图
- 确认书籍选择selection函数
当上一界面点击“确认”按钮，确认了选择借阅的书籍之后，跳转到selection函数，将书籍登记到表格中。定义列表list1来存放选中的复选框内容，利用get()方法获取复选框是否被勾选，方法checkboxes[i].get()，如果第几个被勾选了，那么结果为Ture，将复选框的内容book_sum[classify][i]添加到列表中。在弹出的“是否确认借阅”弹窗中，点击“确认”，借阅即记录将会以字符串形式保存到表格中，如“三国演义 水浒传 西游记 红楼梦”。可见效果图。
#确认选择的书籍，将书籍登记到借阅记录
def selection(fifth_frame,num,checkboxes,classify):
list1 = [] #定义空列表，用来存放选择借阅的书籍
for i in checkboxes:
if checkboxes[i].get() == True: #判断哪一项是否被选
list1.append(book_sum[classify][i]) #将被选项组成列表
confirm = messagebox.askokcancel('提示！','是否确认借阅?')
if confirm == True: #弹出提示借阅的窗口
for i in range(2,max_row1+1):
if sheet1.cell(i,1).value == int(num):
print(sheet1.cell(i,2).value+"借书")
#将读者选择的几本书以字符串形式，空格为间隔保存到表格中，例如 “三国演义 水浒传 西游记 红楼梦”，方法如下
sheet1.cell(i,4).value = ' '.join(list1) #将借阅书籍列表中的各个字符串元素重新组合成一个新的字符串，中间是空格
sheets.save(path + "Data.xlsx") #保存表格
messagebox.showinfo("提示！",'借阅成功，返回主界面！')
back_main(fifth_frame,main_frame)
保存到表格中的借阅记录如图所示：
- “还书”按钮ruturn_books函数
在服务界面点击“还书”按钮后，跳转到ruturn_books函数。在新的还书界面中，放置了需要归还“图书名称“的文本输入框，”确认借阅“按钮链接了data_val函数，该函数对表格中的借阅记录进行操作。”返回上级“按钮直接跳转到主界面。
#还书按钮
def ruturn_books(third_frame,num):
#隐藏旧界面，设置新界面
third_frame.place_forget()
fourth_frame = Frame(top)
fourth_frame.place(relwidth=1,relheight=1)
Label(fourth_frame,text = "还书服务界面",font = ("黑体",20),width = 20,height = 3).place(x=300, y=20)
Label(fourth_frame,text = "图书名称:",font = ("黑体",20),width = 20,height = 3).place(x=100, y=100)
Label(fourth_frame,text = "备注：请输入归还书籍的名称，比如朝花夕拾，每次仅输入一本哦~",font = ("楷体",12),width = 100,height = 2).place(x=30, y=180)
book_entry = Entry(fourth_frame, font=("黑体", 20), width=20) #书本输入框
book_entry.place(x = 350,y = 130)
#设置“确认”按钮，跳转到get_value()函数：该函数功能将读者与读者编号填下到第一个表格中
Button(fourth_frame,text = "确认归还",bg = "SkyBlue",font = ("黑体",12),width = 15,height = 3,command = lambda:data_val(num,book_entry)).place(x= 180,y = 300)
Button(fourth_frame,text = "返回上级",bg = "SkyBlue",font = ("黑体",12),width = 15,height = 3,command = lambda:back_main(fourth_frame,main_frame)).place(x= 550,y = 300)
还书界面效果如下图：
- 修改表格中还书数据data_val函数
点击还书界面中的“确认归还“按钮后，跳转到data_val函数。该函数需要将读者要归还的图书从借阅记录表格中删减。因此函数传递的参数是读者号和读者要归还的图书名称，通过读者号num遍历表格，定位到读者在表格中的位置i，在第几行，获取读者的借阅记录sheet1.cell(i,4).value （第i行中的第4列），然后通过split()方法指定分隔符对字符串进行切片.括号内为空，即字符串按空格分割成列表，转化成列表，遍历列表，找到和读者输入一摸一样的书名，然后利用remove()方法，删减列表中该书记录。删除后，同样利用’ '.join(book_list)方法，把删除后新的列表以字符串形式赋值到读者的借阅记录中，若读者输入错误，则出现弹出提示。
#修改表格中还书数据
def data_val(num,book_entry):
borrowing_records = '' #定义读者的借阅记录
confirm = messagebox.askokcancel('提示！','是否确认归还?')
if confirm == True: #弹出提示借归还的窗口
book = book_entry.get() #获取读者输入的图书名称
for i in range(2,max_row1+1):
if num == str(sheet1.cell(i,1).value) :
reader_flag = 1 #标记位
break #定位读者在表格中的位置i，第几行
else:
reader_flag = 0 #标记位
if reader_flag == 1:
borrowing_records = str(sheet1.cell(i,4).value) #获取表格中读者的借阅记录
book_list = borrowing_records.split() #split()方法通过指定分隔符对字符串进行切片.括号内为空，即字符串按空格分割成列表，转化成列表
return_flag = 0
for k in book_list: #遍历列表
if k == str(book): #找到读者要还的书
return_flag = 1 #成功找到这本书的标志位
print("找到")
break #找到就跳出
else:
return_flag = 0 #没有找到，或者输入有误，需要提示
if return_flag == 1:
book_list.remove(k) #删除列表中这本书的记录
sheet1.cell(i,4).value = ' '.join(book_list) #将删除后的记录重新赋值到读者的借阅记录中
print(str(book_list))
sheets.save(path + "Data.xlsx") #操作表格后要记得保存数据哦
messagebox.showinfo("提示！",'还书成功！')
else:
messagebox.showinfo("提示！",'输入有误，请重新输入！')
确认还书操作效果如图
- 查询按钮Inquire函数
在服务界面点击“查询”按钮后，跳转到Inquire函数。通过传递的参数num（读者号）获取读者在“Data.xlsx“表格中的借阅记录、读者姓名，然后将读者姓名和借阅记录显示在界面上。注意，由于借阅记录蛮长的，这里借助Label组件中的wraplength参数，该参数决定 Label 的文本应该被分成多少行，该选项指定每行的长度，单位是屏幕单元，这里可能需要慢慢调试看看，高度也需要设置大一些。
#查询按钮函数
def Inquire(third_frame,num):
#隐藏旧界面，设置新界面
third_frame.place_forget()
fourth_frame = Frame(top)
fourth_frame.place(relwidth=1,relheight=1)
for i in range(2,max_row1+1): #遍历表格，通过输入的编号，#定位读者在表格中的位置i，第几行
if num == str(sheet1.cell(i,1).value) :
reader_flag = 1 #标记位
break
else:
reader_flag = 0 #标记位
if reader_flag == 1:
name = sheet1.cell(i,2).value #通过读者在表格中的行数，获取这名读者的名字
borrowing_records = sheet1.cell(i,4).value #通过读者在表格中的行数，获取这名读者的借阅记录
Label(fourth_frame,text = "查询服务界面",font = ("黑体",25),width = 50,height = 2).place(x=0, y=0)
Label(fourth_frame,text = "读者: " ,font = ("黑体",20),width = 15,height = 3).place(x=20, y=100) #“读者”文字标签
Label(fourth_frame,text = name ,font = ("黑体",20),fg = 'red',width =40,height = 3).place(x=200, y=100) #读者姓名
Label(fourth_frame,text = "借阅书籍: ",font = ("黑体",20),width = 15,height = 3).place(x=20, y=200) #“借阅书籍”文字标签
Label(fourth_frame,text = borrowing_records, wraplength=350, font = ("黑体",20),fg = 'red',width = 40,height = 5).place(x=200, y=200) #"借阅书籍"记录，wraplength这个参数让文字达到200像素后自动换行
Button(fourth_frame,text = "返回上级",bg = "SkyBlue",font = ("黑体",20),width = 20,height =2,command=lambda:back_main(fourth_frame,main_frame)).place(x= 300,y = 400)
查询界面效果如下：
- 返回按钮函数，从a界面调转到main_frame框架组件布置的界面，比较简单不细讲。
#返回按钮函数
def back_main(a,main_frame):
a.place_forget()
top.geometry("800x500")
main_frame.place(relwidth=1,relheight= 1)
五、备注
①第1部分主界面的程序放在所以定义的函数后面，path路经需要根据实际情况修改，
②完整程序和表格链接
链接：点我：完整程序和Data.xlsx表格
提取码：lyx4