Python学生成绩管理系统：优化数据结构与操作

students = {
    "Peter": {
        "Introduction to Programming": 3,
        "Advanced Course in Programming": 2
    },
    "Sally": {}
}

def add_student(students: dict, name: str) -> bool:
    """
    向学生数据库中添加一名学生。
    如果学生已存在，则不执行任何操作。
    Args:
        students: 学生数据库字典。
        name: 学生的姓名。
    Returns:
        如果成功添加学生，返回 True；如果学生已存在，返回 False。
    """
    if name in students:
        return False  # 学生已存在，无需操作
    students[name] = {}  # 为新学生创建一个空的课程字典
    return True  # 成功添加

def add_course(students: dict, name: str, course: tuple[str, int]) -> bool:
    """
    为指定学生添加或更新课程成绩。
    Args:
        students: 学生数据库字典。
        name: 学生的姓名。
        course: 包含课程名称和成绩的元组，例如 ("Introduction to Programming", 3)。
    Returns:
        如果成绩被添加或更新，返回 True；否则（如学生不存在，成绩为0，或新成绩不高于旧成绩），返回 False。
    """
    course_name, grade = course

    if name not in students:
        print(f'{name}: 数据库中无此人')
        return False  # 学生不存在

    if grade == 0:
        return False  # 忽略成绩为0的课程

    if course_name not in students[name]:
        # 首次修读该课程
        students[name][course_name] = grade
        return True

    # 如果学生之前修读过该课程，且新成绩更高，则更新
    if grade > students[name][course_name]:
        students[name][course_name] = grade
        return True

    # 新成绩不高于旧成绩，不更新
    return False

def print_student(students: dict, name: str) -> bool:
    """
    打印指定学生的详细成绩信息。
    Args:
        students: 学生数据库字典。
        name: 学生的姓名。
    Returns:
        如果成功打印学生信息，返回 True；如果学生不存在，返回 False。
    """
    if name not in students:
        print(f'{name}: 数据库中无此人')
        return False  # 学生不存在

    print(f'{name}:')

    num_courses = len(students[name])
    # 格式化输出课程数量，处理单数/复数形式
    course_str = '课程' if num_courses == 1 else '课程'
    print(f' {num_courses if num_courses > 0 else "无"} 已完成{course_str}')

    # 打印每门课程的成绩
    for course_name, grade in students[name].items():
        print(f'  {course_name} {grade}')

    # 计算并打印平均分
    if num_courses > 0:
        average_grade = sum(students[name].values()) / num_courses
        print(f' 平均成绩: {average_grade:.2f}') # 保留两位小数

    return True

if __name__ == "__main__":
    students = {}

    # 添加学生
    print("--- 添加学生 ---")
    add_student(students, "Peter")
    add_student(students, "Sally")
    add_student(students, "Peter") # Peter已存在，不会重复添加
    print(f"当前学生数据库: {students}\n")

    # 添加/更新课程
    print("--- 添加/更新课程 ---")
    add_course(students, "Peter", ("Introduction to Programming", 3))
    add_course(students, "Peter", ("Advanced Course in Programming", 2))
    add_course(students, "Peter", ("Data Structures and Algorithms", 0)) # 0分课程被忽略
    add_course(students, "Peter", ("Introduction to Programming", 2)) # 新成绩2不高于旧成绩3，不更新
    add_course(students, "Peter", ("Introduction to Programming", 4)) # 新成绩4高于旧成绩3，更新
    add_course(students, "John", ("Math", 5)) # John不存在，打印警告
    print(f"更新课程后学生数据库: {students}\n")

    # 打印学生信息
    print("--- 打印学生信息 ---")
    print_student(students, "Peter")
    print("-" * 20)
    print_student(students, "Sally") # Sally无课程
    print("-" * 20)
    print_student(students, "John") # John不存在，打印警告

--- 添加学生 ---
当前学生数据库: {'Peter': {}, 'Sally': {}}

--- 添加/更新课程 ---
John: 数据库中无此人
更新课程后学生数据库: {'Peter': {'Introduction to Programming': 4, 'Advanced Course in Programming': 2}, 'Sally': {}}

--- 打印学生信息 ---
Peter:
 2 已完成课程
  Introduction to Programming 4
  Advanced Course in Programming 2
 平均成绩: 3.00
--------------------
Sally:
 无 已完成课程
--------------------
John: 数据库中无此人