代码收藏家 Python用户管理系统全面解析：从类设计到安全实施——源码附带的完整指南
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
@classmethod
def register(cls): ...
@classmethod
def login(cls): ...代码解析：
-
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}
-
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
-
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：
-
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
-
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 -
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：
-
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 -
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 -
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：
-
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
-
追加写入模式
-
'a'模式保留历史数据 -
避免覆盖已注册用户
-
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：
-
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
-
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
-
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 True
print(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：
-
range循环机制
-
固定3次尝试机会
-
attempt从0开始计数 -
实时反馈机制
-
动态计算剩余次数：
2 - attempt -
用户友好提示
-
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")
break
else:
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 = {}
@classmethod
def 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
@staticmethod
def _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
@classmethod
def _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
@classmethod
def _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")
continue
if pwd != input("请再次输入密码进行确认："):
print("两次输入密码不一致")
return None
return pwd
@staticmethod
def _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")
@classmethod
def 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")
@classmethod
def _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
@classmethod
def _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 True
print(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
@staticmethod
def _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")
break
else:
print("无效输入，请重新选择")作者：python_chai
