（二）實現對庫存管理系統的模塊化編程

1 引言

本次咱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：

1. 實時跟蹤庫存產品數量、位置等信息；
2. 新進產品的添加和已售賣產品的移除；
3. 生成報告一：當前庫存產品在各地的數量信息；
4. 生成報告二：各類產品須要補充的數量信息。

2 設計庫存管理系統

咱們可將該系統支持功能細分爲如下三類：

• 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，有助於咱們組織整個項目代碼。例如，信息存儲可以實現包括產品數量、位置等全部信息的存儲操做，人機交互部分則能實現對用戶諸如添加產品等操做的響應。

相應地，咱們就獲得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，咱們還需建立一個源文件做爲主項目，讓用戶可以開啓和運行整個庫存管理系統，一般命名爲main.py。

至此，咱們整個項目已包含有四部分，在實現特定功能時一般須要各部分之間的相互協做。好比，生成報告模塊須要從數據存儲模塊獲取產品信息。所以，各部分間的交互可由下圖進行表示：

到這裏，咱們就已經徹底弄清了整個項目的框架，接下來咱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 產品信息建立函數

def set_products(products):
    global _products
    _products = products

功能：建立產品信息列表。

輸入：產品信息，包括產品代碼、描述信息和指望存儲數量。將上述信息以元組格式做爲參數輸入到set_products(products)函數中，產品信息格式以下所示：

[("CODE01", "Product 1", 120), 
 ("CODE02", "Product 2", 100), ... 
]

3.2 返回產品信息函數

當咱們可以輸入並建立產品信息後，則須要有進行查看當前產品信息的功能，因而咱們須要建立一個返回產品信息函數，以下所示：

def products():
    global _products
    return _products

功能：實現簡單的返回產品相關信息，例如經過下面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 位置信息建立函數

def set_locations(locations):
    global _locations
    _locations = locations

功能：建立位置信息列表。

輸入：位置信息，包括位置代碼和描述信息，一樣以元組格式進行存儲並做爲參數輸入到set_locations(locations)函數中。

3.4 返回位置信息函數

一樣地，咱們也須要可以返回產品位置信息的功能，因而建立位置信息返回函數，以下所示：

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，以下所示：

def items():
    global _items
    return _items

功能：返回產品項目信息，信息返回爲元組格式，以下所示：

[("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

當程序開始運行時，須要將相關信息數據從硬盤中加載到內存，或者內存中數據保存到硬盤上這樣的操做，因而定義初始化函數支持此類操做。

def init():
    _load_items()

功能：程序開始運行時，從硬盤文件中加載數據信息。

3.9 加載數據函數

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：從硬盤中名爲items的json文件中加載數據到內存中。

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：保存內存中數據到硬盤文件。

至此，咱們完成了數據存儲模塊的所有功能函數，它們共同組成了該模塊的公共接口以供調用，總體結構以下圖所示：

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。這裏爲了簡化，咱們僅實現文字交互，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：響應用戶各種操做請求代碼，請求代碼含義以下表所示：

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：將當前庫存所有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：將當前須要補充產品信息生成報告並顯示。

6 主函數項目

咱們不該該將主項目視爲一個模塊，而應該將其做爲一個標準Python源文件，用戶運行此源文件來啓動整個項目系統。主項目中須要導入它所須要的各類模塊，並調用所定義的各類函數來完成項目的既定任務，它就比如是膠黏劑，將項目各部分所有有機粘合在一塊兒。在Python語言中，這種源文件內一般可見到以下所示的語法框架：

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

整個項目的執行邏輯所有寫進main()函數中， 當用戶運行此項目時，最後兩行程序便會告知系統執行main()函數中的所有邏輯。

對於本次設計的庫存管理系統，主項目須要完成的任務有以下：

1. 調用初始化函數，初始化須要初始化的各個模塊；
2. 提供庫存初始產品信息和位置信息；
3. 請求人機交互模塊並給用戶顯示可用操做命令提示；
4. 響應用戶輸入的命令。

【注】：步驟三、4無限循環執行直到用戶退出。

7 小結

本次咱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。可以在設計實現過程當中體會到模塊化編程思想能大大提升設計的靈活性和效率。

未完待續...

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