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Python用户管理系统深度解析（附源码）：从类设计到安全实现的完整指南

news 来源：原创 2025/9/3 22:45:55

目录

一、核心类结构全解

1.1 类定义与属性设计

代码解析：

二、注册功能代码逐行解析

2.1 用户名验证模块

功能实现：

2.2 密码设置流程 

 关键机制：

2.3 数据存储实现 

文件操作要点：

三、登录安全机制全剖析

3.1 黑名单检测系统

技术亮点：

3.2 密码尝试计数器 

流程控制解析：

四、测试模块

源码

一、核心类结构全解

1.1 类定义与属性设计

class UserManager:temp_users = {}  # 类属性临时存储注册信息@classmethoddef register(cls): ...@classmethoddef login(cls): ...

代码解析：

  1. 类属性 temp_users

    • 作用：在内存中暂存新注册用户信息

    • 设计考量：避免频繁文件IO操作，提升注册流程效率

    • 数据类型：字典结构 {username: password}

  2. 类方法装饰器 @classmethod

    • 特点：可通过类名直接调用（UserManager.register()）

    • 优势：保持方法间状态共享，适合管理系统类操作

  3. 命名规范

    • 私有方法使用 _ 前缀（如 _validate_username_format）

    • 遵循PEP8命名规范，提升代码可读性

二、注册功能代码逐行解析

2.1 用户名验证模块

@staticmethod
def _validate_username_format(username):return username.isalnum() or '_' in username

功能实现：

  1. 静态方法设计

    • 无需访问类或实例属性

    • 纯粹输入验证逻辑，可独立测试

  2. 验证逻辑组合

    • isalnum()：验证字母数字组合

    • '_' in username：单独处理下划线需求

    • 逻辑运算符 or 实现条件扩展

  3. 返回布尔值

    • True：格式合法

    • False：需重新输入

2.2 密码设置流程 

@classmethod
def _set_password(cls):while True:pwd = input("请输入密码：").strip()if not (pwd.isalnum() and len(pwd) <= 8):print("格式错误")continue# 二次验证部分...

 关键机制：

  1. 循环控制结构

    • while True 确保必须输入合法密码

    • continue 跳过当前循环迭代

  2. 复合条件判断

    • pwd.isalnum()：排除特殊字符

    • len(pwd) <=8：长度限制

    • 逻辑运算符 and 实现双重验证

  3. 输入净化处理

    • strip() 去除首尾空格

    • 防止意外空格导致验证失败

2.3 数据存储实现 

@staticmethod
def _save_user(username, password):with open('users.dat', 'a') as f:f.write(f"{username}:{password}\n")

文件操作要点：

  1. 上下文管理器

    • with open() 自动处理文件关闭

    • 异常安全：即使出错也会正确关闭文件

  2. 追加写入模式

    • 'a' 模式保留历史数据

    • 避免覆盖已注册用户

  3. 数据格式化

    • 使用 : 分隔用户名密码

    • 换行符 \n 保证每条记录独立

三、登录安全机制全剖析

3.1 黑名单检测系统

@classmethod
def _check_blacklist(cls, username):try:with open('blacklist.dat') as f:return username in [line.strip() for line in f]except FileNotFoundError:return False

技术亮点：

  1. 列表推导式高效查询

    • 快速生成用户名列表

    • 内存高效：逐行处理避免加载大文件

  2. 异常处理机制

    • 文件不存在时返回False

    • 保证新系统首次运行的兼容性

  3. 数据净化处理

    • strip() 去除换行符

    • 精确匹配用户名

3.2 密码尝试计数器 

for attempt in range(3):pwd = input("请输入密码：").strip()if pwd == users[username]:return Trueprint(f"剩余尝试次数：{2 - attempt}")with open('blacklist.dat', 'a') as f:f.write(f"{username}\n")

流程控制解析：

  1. range循环机制

    • 固定3次尝试机会

    • attempt从0开始计数

  2. 实时反馈机制

    • 动态计算剩余次数：2 - attempt

    • 用户友好提示

  3. 自动锁定逻辑

    • 使用追加模式写入黑名单

    • 跨会话持久化存储

四、测试模块

if __name__ == "__main__":"""主程序入口操作选项:1. 注册2. 登录3. 退出系统"""while True:print("\n1. 用户注册\n2. 用户登录\n3. 退出系统")choice = input("请选择操作：").strip()if choice == '1':UserManager.register()elif choice == '2':UserManager.login()elif choice == '3':print("系统已退出")breakelse:print("无效输入，请重新选择")

源码

"""
用户注册与登录系统
采用面向对象设计，提供注册、登录和账户锁定功能
"""class UserManager:"""用户管理类，封装用户注册、登录及相关文件操作类属性:temp_users (dict): 临时存储新注册用户信息（内存中），格式：{用户名: 密码}"""temp_users = {}@classmethoddef register(cls):"""用户注册流程控制方法步骤:1. 验证用户名格式（字母、数字、下划线）2. 检查用户名是否已存在3. 验证密码格式（字母、数字，长度<=8）4. 二次确认密码5. 保存到用户数据文件异常处理:- 自动处理用户数据文件不存在的情况"""while True:# 用户名输入与格式验证username = input("请输入用户名（只能包含字母、数字、下划线）：").strip()if not cls._validate_username_format(username):print("用户名格式错误，请重新输入")continue# 检查用户名是否存在if cls._check_username_exist(username):print("用户名已存在，请重新输入")continue# 密码设置流程password = cls._set_password()if not password:continue  # 密码设置失败时重新循环# 保存用户信息cls._save_user(username, password)print("注册成功！")return@staticmethoddef _validate_username_format(username):"""验证用户名格式（允许字母、数字、下划线）"""return username.isalnum() or '_' in username@classmethoddef _check_username_exist(cls, username):"""检查用户名是否存在于用户数据文件"""try:with open('users.dat') as f:return any(username == line.split(':')[0].strip() for line in f)except FileNotFoundError:return False@classmethoddef _set_password(cls):"""密码设置流程，包含二次确认"""while True:pwd = input("请输入密码（不超过8位，只能包含字母和数字）：").strip()if not (pwd.isalnum() and len(pwd) <= 8):print("密码格式错误，请重新输入")continueif pwd != input("请再次输入密码进行确认："):print("两次输入密码不一致")return Nonereturn pwd@staticmethoddef _save_user(username, password):"""将用户信息写入数据文件"""with open('users.dat', 'a') as f:f.write(f"{username}:{password}\n")@classmethoddef login(cls):"""用户登录流程控制方法功能特性:- 黑名单检查- 三次密码尝试限制- 自动锁定多次失败账户"""username = input("请输入用户名：").strip()# 黑名单检查if cls._check_blacklist(username):print("该账户已被锁定，请联系管理员")return# 验证登录信息if cls._authenticate_user(username):print("登录成功！")else:print("登录失败")@classmethoddef _check_blacklist(cls, username):"""检查用户是否在黑名单中"""try:with open('blacklist.dat') as f:return username in [line.strip() for line in f]except FileNotFoundError:return False@classmethoddef _authenticate_user(cls, username):"""执行用户认证逻辑"""# 获取有效用户数据users = cls._load_user_data()# 用户存在性检查if username not in users:print("用户不存在，请先注册")return False# 密码尝试机制for attempt in range(3):pwd = input("请输入密码：").strip()if pwd == users[username]:return Trueprint(f"密码错误，剩余尝试次数：{2 - attempt}")# 锁定账户with open('blacklist.dat', 'a') as f:f.write(f"{username}\n")print("连续三次错误，账户已锁定")return False@staticmethoddef _load_user_data():"""从文件加载用户数据到字典"""try:with open('users.dat') as f:return {line.split(':')[0].strip(): line.split(':')[1].strip()for line in f}except FileNotFoundError:return {}if __name__ == "__main__":"""主程序入口操作选项:1. 注册2. 登录3. 退出系统"""while True:print("\n1. 用户注册\n2. 用户登录\n3. 退出系统")choice = input("请选择操作：").strip()if choice == '1':UserManager.register()elif choice == '2':UserManager.login()elif choice == '3':print("系统已退出")breakelse:print("无效输入，请重新选择")

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编程日记 2025/8/17 18:54:56

波束形成（BF）从算法仿真到工程源码实现-第九节-延迟相减波束形成（delay sub）

一、概述 本节对delay sub算法进行仿真。更多资料和代码可以进入https://t.zsxq.com/qgmoN &#xff0c;同时欢迎大家提出宝贵的建议&#xff0c;以共同探讨学习。 二、代码仿真 import numpy as np import soundfile as sf import scipy import matplotlib.pyplot as pltfft…...

编程日记 2025/8/17 18:58:51

系统假死问题排查

系统假死定义 应用进程存在&#xff0c;但是无法正常提供服务&#xff08;请求没有响应&#xff0c;或者响应超时&#xff09;。 系统假死原因 主要分为两大类&#xff1a;连接无法建立、请求无法处理&#xff0c;如下图所示&#xff1a; 系统假死的原因还是比较多的&…...

编程日记 2025/8/18 20:26:10

图像处理有哪些核心技术？技术发展现状如何？

在数字化信息爆炸的时代&#xff0c;文档图像预处理技术正悄然改变着我们处理文字信息的方式。无论是手持拍摄的收据、扫描仪中的身份证&#xff0c;还是工业机器人采集的复杂文档&#xff0c;预处理技术都在背后默默提升着OCR&#xff08;光学字符识别&#xff09;系统的性能。…...

编程日记 2025/9/3 0:43:12

解决在linux下运行rust/tauri项目出现窗口有内容，但是渲染出来成纯黑问题

起因 最近折腾了一下rust/tauri程序开发&#xff0c;据说这玩意性能非常牛皮就玩了一下&#xff0c;但是我运行打包一直出现一个奇怪问题&#xff0c;窗口能正常打开&#xff0c;但是是纯黑的什么内容都没有&#xff0c;鼠标移上去又发现指针会变换&#xff08;看起来是内容又…...

编程日记 2025/8/17 18:55:20

计算机网络：流量控制与可靠传输机制

目录 基本概念 流量控制&#xff1a;别噎着啦&#xff01; 可靠传输&#xff1a;快递必达服务 传输差错&#xff1a;现实中的意外 滑动窗口 基本概念 换句话说&#xff1a;批量发货排队验收 停止-等待协议 SW&#xff08;发1份等1份&#xff09; 超时重传&#xff1a;…...

编程日记 2025/8/17 18:55:51