15. 學生資料維護系統（綜合實作）

前面第 1～14 節分別介紹了各種視窗元件，但每個範例都只示範「單一元件」的用法。實務上一支應用程式是由許多元件組合而成，元件之間還會互相影響（例如在清單中點選某一列，上方的表單要跟著顯示該筆資料）。

本節以 assets/student_crud.py 這支學生資料維護系統為例，說明如何把前面學過的元件組成一支完整、可以實際使用的程式。這支程式透過 mysql-connector-python 連接 MySQL 資料庫，對 students 資料表進行新增、查詢、修改、刪除四種操作。

資料庫的部分看這裡

本節聚焦在視窗介面。連線設定、SQL 語法、參數化查詢等資料庫觀念，請參閱 1. MYSQL 資料庫連線（特別是 1. MYSQL 資料庫連線 > 十七、整合實戰：圖形介面 CRUD）。

用到的元件一覽

這支程式幾乎用上了前面每一節的內容，可以當作全章的複習：

元件 / 功能	在程式中的用途	對應章節
`tk.Tk()`、`mainloop()`	建立主視窗、進入事件迴圈	1. tkinter 套件
`ttk.Label`	各欄位的提示文字（姓名:、性別:…）	2. Label 標籤元件
`pack()` 版面配置	由上而下排列表單、按鈕列、清單	3. 視窗版面配置
`ttk.Button` + `command`	新增／修改／刪除／清除／重新整理	4. Button 按鈕元件
`ttk.Entry` + `textvariable`	輸入姓名、生日、Email、電話、地址	5. Entry 文字方塊元件
`messagebox`	成功提示、錯誤警告、刪除確認	6. messagebox 對話方塊元件
`ttk` 主題元件	全部改用 `ttk` 版本，外觀較新	11. ttk 主題元件套件
`ttk.LabelFrame`、`ttk.Frame`	把表單框起來、每一列各用一個容器	12. Frame 與 LabelFrame 容器元件
`ttk.Combobox`	性別下拉選單（限定 `F`／`M`）	13. Combobox 下拉式選單元件
`ttk.Treeview`	以表格顯示資料表所有資料列	14. Treeview 清單（表格）元件

畫面結構

整個視窗由上而下分成三塊，每一塊都是一個容器：

┌── ttk.LabelFrame（學生資料）─────────────────────┐
│  姓名 [Entry]  性別 [Combobox]  生日 [Entry]     │  ← row0（ttk.Frame）
│  Email [Entry]              電話 [Entry]         │  ← row1（ttk.Frame）
│  地址 [Entry]                                    │  ← row2（ttk.Frame）
└─────────────────────────────────────────────────┘
┌── ttk.Frame（按鈕列）────────────────────────────┐
│  [新增] [修改] [刪除] [清除表單] [重新整理]         │
└─────────────────────────────────────────────────┘
┌── ttk.Treeview（清單）───────────────────────────┐
│  編號 │ 姓名 │ 性別 │ 生日 │ Email │ 電話 │ 地址   │
│   1   │ 李大毛│  M  │ ...  │  ...  │ ... │ ...    │
└─────────────────────────────────────────────────┘

用 ttk.Frame 當「每一列」的容器，是讓多個元件能水平並排的關鍵。若所有元件都直接 pack 到主視窗，它們只會一個一個往下疊。詳見 12. Frame 與 LabelFrame 容器元件。

新觀念一：用類別（class）封裝視窗程式

前面各節的範例都是把程式碼直接寫在檔案中（俗稱「平鋪式」寫法）。當元件數量變多、還要互相溝通時，這種寫法會出現兩個問題：

變數滿天飛：每個元件、每個 StringVar 都是全域變數，很容易命名衝突。
函式難以取得元件：按鈕的處理函式需要讀取輸入框的內容，得靠全域變數傳遞，程式一大就難以維護。

解法是把整個視窗包成一個類別，元件與資料都存成實例屬性（self.xxx）：

class StudentApp:
    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.selected_id = None      # 狀態變數
 
        root.title('學生資料維護系統')
        root.geometry('820x520')
 
        self._build_form()           # 依序建立畫面
        self._build_buttons()
        self._build_tree()
 
        self.refresh()               # 一開始就載入資料
 
    def _build_form(self):
        ...
 
    def create(self):
        ...

這樣寫的好處：

好處	說明
不污染全域	所有元件與變數都掛在 `self` 底下，彼此不衝突。
方法互相看得到	任何方法都能用 `self.var_name.get()` 取得輸入內容，不需要全域變數。
狀態集中管理	像 `self.selected_id` 這種「目前選到哪一筆」的資訊，存在物件裡最自然。
容易複製	想開第二個視窗，再建立一個 `StudentApp` 實例即可。

方法名稱前面的底線

_build_form()、_build_buttons() 開頭的底線 _ 是 Python 的命名慣例，表示「這是內部使用的方法，不打算給外部呼叫」。它只是約定，並不會真的阻止外部呼叫，但看到底線就該知道不要亂動。

新觀念二：`if name == 'main':` 進入點

程式最後這三行是視窗程式的固定收尾：

if __name__ == '__main__':
    root = tk.Tk()
    app = StudentApp(root)
    root.mainloop()

敘述	作用
`if __name__ == '__main__':`	只有「直接執行這個檔案」時才成立；被別的程式 `import` 時不會執行。
`root = tk.Tk()`	建立主視窗。
`app = StudentApp(root)`	建立應用程式物件，畫面在 `__init__` 中組好。
`root.mainloop()`	進入事件迴圈，開始等待使用者操作。

為什麼要加這個判斷

若沒有這一行，別的程式只要 import student_crud，視窗就會立刻跳出來。加上判斷後，這個檔案既可以直接執行（跳出視窗），也可以被當成模組匯入（只借用裡面的函式，不跳視窗）。

元件與資料的雙向流動

表單欄位都用 StringVar 綁定，因此「讀取」與「填入」都非常單純：

self.var_name = tk.StringVar()
ttk.Entry(row0, textvariable=self.var_name, width=20).pack(side='left', padx=5)

方向	寫法	使用時機
讀出（畫面 → 程式）	`self.var_name.get()`	按下「新增」時取得使用者輸入
寫入（程式 → 畫面）	`self.var_name.set(值)`	點選清單某列後，把資料帶回表單

事件驅動：三種觸發方式

視窗程式不是由上往下執行，而是等待事件發生才執行對應的函式。這支程式用到三種：

# 1. 按鈕的 command：按下按鈕時呼叫
ttk.Button(frame, text='新增', command=self.create).pack(side='left', padx=3)
 
# 2. bind 綁定事件：使用者在清單中選取某列時呼叫
self.tree.bind('<<TreeviewSelect>>', self.on_select)
 
# 3. 直接呼叫：程式自己在需要時呼叫
self.refresh()

command=self.create 後面不要加括號

寫 command=self.create 是把「函式本身」交給按鈕，等按下時才執行。
若寫成 command=self.create()，會在建立按鈕的當下就立刻執行一次，然後把回傳值（None）當成 command，按鈕就失效了。這是初學最常見的錯誤之一。

狀態管理：一組表單，兩種模式

這支程式只有一組輸入表單，卻同時支援「新增」與「修改」，關鍵在一個狀態變數：

self.selected_id = None

`selected_id`	代表模式	按下「修改」／「刪除」時
`None`	新增模式	提示「請先在清單中選擇一筆資料」
有值（某個 `cID`）	編輯模式	對該筆資料執行修改或刪除

流程是：

使用者點選 Treeview 某一列 → 觸發 on_select()
on_select() 把該列資料 set() 回表單，並記錄 self.selected_id
按「清除表單」→ clear_form() 把 selected_id 設回 None，回到新增模式

def on_select(self, event):
    selected = self.tree.selection()
    if not selected:
        return
    cid, name, sex, birthday, email, phone, addr = self.tree.item(selected[0], 'values')
    self.selected_id = cid
    self.var_name.set(name)
    self.var_sex.set(sex)
    ...

清單的重繪

每次資料異動後都要讓畫面同步，作法是先清空再重新插入：

def refresh(self):
    for row in self.tree.get_children():     # 取得所有列
        self.tree.delete(row)                # 逐一刪除
    # ...接著從資料庫重新查詢並 insert

若忘記先清空，每按一次「重新整理」資料就會重複疊加一份。

另外，資料庫中允許為 NULL 的欄位讀出來會是 None，直接顯示會出現「None」字樣，所以用 or '' 轉成空字串：

self.tree.insert('', 'end',
                 values=(cid, name, sex, birthday, email or '', phone or '', addr or ''))

輸入驗證

在寫入資料庫之前先檢查欄位，可以避免資料庫丟出例外，使用者體驗也比較好：

def _validate(self):
    if not self.var_name.get().strip():
        messagebox.showwarning('輸入錯誤', '姓名為必填欄位')
        return False
    birthday = self.var_birthday.get().strip()
    try:
        date.fromisoformat(birthday)          # 檢查是否為 YYYY-MM-DD
    except ValueError:
        messagebox.showwarning('輸入錯誤', '生日格式須為 YYYY-MM-DD')
        return False
    return True

驗證的欄位對應資料表中設為 NOT NULL 的欄位（cName、cBirthday）。strip() 用來排除「只輸入空白」的情況。

危險操作要先確認

刪除是不可復原的，一定要給使用者反悔的機會：

if not messagebox.askyesno('確認刪除', f'確定要刪除編號 {self.selected_id} 的資料嗎？'):
    return

askyesno() 回傳 True／False，使用者按「否」就直接 return，完全不執行資料庫操作。詳見 6. messagebox 對話方塊元件。

每個操作的完整流程

四個按鈕的處理方式都遵循同一個樣板：

驗證輸入 → 連線資料庫 → 執行 SQL → commit → 關閉連線
          → 顯示成功訊息 → 清除表單 → 重新整理清單

以「新增」為例：

def create(self):
    if not self._validate():          # ① 驗證
        return
    try:
        conn = get_connection()       # ② 連線
        cur = conn.cursor()
        cur.execute(                  # ③ 執行 SQL（參數化查詢）
            'INSERT INTO students (cName, cSex, cBirthday, cEmail, cPhone, cAddr) '
            'VALUES (%s, %s, %s, %s, %s, %s)',
            self._form_values(),
        )
        conn.commit()                 # ④ 提交
        cur.close()
        conn.close()
        messagebox.showinfo('成功', '新增成功')
        self.clear_form()             # ⑤ 清除表單
        self.refresh()                # ⑥ 重新整理清單
    except mysql.connector.Error as e:
        messagebox.showerror('資料庫錯誤', str(e))

資料庫操作一定要包 try / except

網路斷線、密碼錯誤、資料格式不符都會讓程式丟出例外。視窗程式若沒有攔截，畫面會直接卡住或閃退，使用者完全不知道發生什麼事。
用 messagebox.showerror() 把錯誤訊息顯示出來，才是友善的作法。

常見錯誤

症狀	原因
按鈕一建立就自動執行	`command=self.create()` 多加了括號
按「重新整理」資料越來越多	忘記先 `delete()` 清空 `Treeview`
清單顯示一堆 `None`	沒有用 `or ''` 把 `NULL` 轉成空字串
按「修改」沒反應	沒有先在清單中選取，`selected_id` 仍是 `None`
資料改了但清單沒變	忘記在操作後呼叫 `refresh()`
視窗一閃就關閉	忘記 `root.mainloop()`
元件全部擠成一直排	沒有用 `ttk.Frame` 分組，或忘了 `side='left'`

練習

幫程式加上「依姓名搜尋」功能：新增一個 Entry 與「搜尋」按鈕，只顯示符合的資料列。
⚠️ SQL 必須使用參數化查詢，不可以用字串拼接。
在 Treeview 下方加一個 ttk.Label，即時顯示「目前共 N 筆資料」。
讓 Treeview 支援點擊欄位標題排序（提示：heading() 可以設定 command）。
把身高 cHeight、體重 cWeight 兩個欄位也加進表單與清單。
目前每個操作都會重新連線一次，試著改成程式啟動時連線一次、關閉視窗時才斷線，並想想這樣做的優缺點。

description	整合前面所有視窗元件，搭配 MySQL 資料庫完成一支可用的 CRUD 應用程式
tags	python
date	2026-08-19

文件	內容
1. MYSQL 資料庫連線	資料庫連線、`SQL` 語法、參數化查詢、完整教案
generate_students	學生假資料產生器，可先造測試資料再用本程式維護
`assets/student_crud.py`	本節完整程式碼

課程名稱： Python 程式語言

探索

15. 學生資料維護系統（綜合實作）

用到的元件一覽

畫面結構

新觀念一：用類別（class）封裝視窗程式

新觀念二：`if name == 'main':` 進入點

元件與資料的雙向流動

事件驅動：三種觸發方式

狀態管理：一組表單，兩種模式

清單的重繪

輸入驗證

危險操作要先確認

每個操作的完整流程

常見錯誤

練習

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新觀念二：if __name__ == '__main__': 進入點

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清單的重繪

輸入驗證

危險操作要先確認

每個操作的完整流程

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