题目：健身房会员与课程预约管理系统
一、背景与要求
请编写一个命令行交互程序，实现对健身房会员和团课预约的管理。程序启动后显示菜单，用户输入选项数字执行相应功能，直到选择退出。
数据存储要求：
使用一个字典 members 作为会员主数据容器，键为会员手机号（字符串，11位），值为另一个字典，包含：
name：姓名（字符串）
type：卡类型（'月卡'、'季卡'、'年卡'，字符串）
remain_days：剩余有效天数（整数）
points：积分余额（整数）
使用一个字典 courses 作为课程主数据容器，键为课程编号（字符串，格式如 C101），值为另一个字典，包含：
name：课程名称（字符串）
coach：教练姓名（字符串）
capacity：课程容量上限（整数）
booked：当前已预约人数（整数）
使用一个列表 reservations 记录每一次预约操作的日志，每条日志为元组，格式为：
('预约', 会员手机号, 会员姓名, 课程编号, 课程名称, 预约日期)
日期统一用字符串表示，如 '2026-04-13'
功能具体要求：
功能 说明
注册新会员 输入手机号、姓名、卡类型（1=月卡/2=季卡/3=年卡）。若手机号已存在则提示错误并重新输入。根据卡类型设置初始剩余天数：月卡30天，季卡90天，年卡365天。初始积分为0。注册成功后显示提示信息。
查看所有会员 按手机号顺序打印每个会员的手机号、姓名、卡类型、剩余天数、积分。若无会员则提示“暂无会员信息”。
查询会员信息 输入手机号，若存在则显示该会员的详细信息和当前积分。若不存在则提示“会员不存在”。
续费会员卡 输入手机号，若不存在则提示错误；若存在则显示当前卡类型和剩余天数，然后输入续费类型（1/2/3）。续费后叠加对应的天数，并增加积分（月卡+50分，季卡+150分，年卡+600分）。续费成功后显示更新后的信息。
添加新课程 输入课程编号、课程名称、教练姓名、容量上限。若编号已存在则提示错误并重新输入。容量必须为正整数，初始已预约人数为0。添加成功后显示提示。
查看所有课程 按课程编号顺序打印每门课程的编号、名称、教练、容量、已预约人数、剩余名额。若无课程则提示“暂无课程信息”。
预约课程 输入会员手机号，若不存在则提示错误并返回；若存在但剩余天数 ≤ 0 则提示“会员卡已过期，无法预约”；否则继续输入课程编号。若课程不存在则提示错误；若课程已预约人数等于容量则提示“该课程已约满”；否则预约成功：课程已预约人数加1，会员积分增加10分，并记录一条预约日志到 reservations 列表中（日期输入格式 YYYY-MM-DD）。成功后显示“预约成功，积分+10”。
统计信息 输出以下统计内容：
- 会员总数，以及各卡类型（月卡/季卡/年卡）的会员人数
- 积分最高的会员信息（手机号、姓名、积分；若有多人并列则显示第一个）
- 预约率最高的课程信息（课程编号、名称、预约率，即 booked/capacity；若无课程则跳过）
- 剩余名额为0的课程列表（编号、名称；若无则提示“所有课程均有空位”）
显示预约日志 按时间顺序打印 reservations 中的每条记录，格式清晰。若无日志则提示“暂无预约记录”。
退出系统 结束程序。
二、函数设计约束（重点考察部分）
必须按以下函数划分来组织代码，每个函数负责明确的功能，主程序仅负责菜单调度与用户交互。
python
def main():
"""主菜单循环"""
pass
额外要求：
使用类型注解（如函数签名中所示）增强代码可读性。
在适当位置使用 if/elif/else 进行条件判断（例如菜单分支、手机号存在性、课程容量判断）。
在统计信息计算、遍历容器时必须使用循环（如 for 遍历字典的 items()）。
对用户输入的卡类型和容量等进行合法性校验（非数字或超出范围时提示重新输入）。
日期格式不要求严格校验，但需按字符串正确记录。
str1 = """
1. 注册新会员
2. 查看所有会员
3. 查询会员信息
4. 续费会员卡
5. 添加新课程
6. 查看所有课程
7. 预约课程
8. 统计信息
9. 显示预约日志
10. 退出系统
"""
members = {
"15649786715" : {"name" : "古大","type" : "月卡","remain_days" : 30,"points" : 50},
"13980266255": {"name": "大古", "type": "年卡", "remain_days": 365, "points": 600},
"18026524012": {"name": "嘉豪", "type": "季卡", "remain_days": 90, "points": 150}
}
courses = {
"C101" : {"name" : "有氧运动","coach" : "教练1","capacity" : 50, "booked" : 0},
"C102": {"name": "力量训练", "coach": "教练2", "capacity": 20, "booked": 0},
"C103": {"name": "柔韧训练", "coach": "教练3", "capacity": 45, "booked": 0},
"C104": {"name": "动感单车", "coach": "教练4", "capacity": 60, "booked": 0}
}
reservations = []
def register_member(members: dict) -> None:
"""处理注册新会员逻辑，更新 members 字典"""
"""输入手机号、姓名、卡类型（1=月卡/2=季卡/3=年卡）。若手机号已存在则提示错误并重新输入。
根据卡类型设置初始剩余天数：月卡30天，季卡90天，年卡365天。初始积分为0。注册成功后显示提示信息"""
num = input("输入手机号:")
while True:
if num in members:
vip_name = input("输入姓名:")
vip_type = input("输入卡号(1=月卡/2=季卡/3=年卡):")
if vip_type == "1":
members[num]["type"] = 30
elif vip_type == "2":
members[num]["type"] = 90
elif vip_type == "3":
members[num]["type"] = 365
members[num]["points"] = 0
dict1 = {
"name" : vip_name,
"type" : vip_type,
"remain_days" : members[num]["type"],
"points" : members[num]["points"]
}
members[num] = dict1
print(members)
print("注册成功!")
break
else:
print("错误,请重新输入!")
def show_all_members(members: dict) -> None:
"""打印所有会员信息，若无会员则输出提示"""
"""按手机号顺序打印每个会员的手机号、姓名、卡类型、剩余天数、积分。若无会员则提示“暂无会员信息”"""
if len(members) == 0:
print("暂无会员信息")
else:
for key,value in members.items():
print(f"手机号:{key},姓名:{value['name']},卡类型:{value['type']},剩余天数:{value['remain_days']},积分:{value['points']}")
def query_member(members: dict) -> None:
"""按手机号查询并打印会员详细信息"""
"""输入手机号，若存在则显示该会员的详细信息和当前积分。若不存在则提示“会员不存在”"""
num = input("输入手机号:")
if num in members:
print(f"手机号:{num},姓名:{members[num]['name']},卡类型:{members[num]['type']},剩余天数:{members[num]['remain_days']},积分:{members[num]['points']}")
else:
print("会员不存在!")
def renew_membership(members: dict) -> None:
"""处理会员卡续费逻辑，更新剩余天数和积分"""
"""输入手机号，若不存在则提示错误；若存在则显示当前卡类型和剩余天数，然后输入续费类型（1/2/3）。
续费后叠加对应的天数，并增加积分（月卡+50分，季卡+150分，年卡+600分）。续费成功后显示更新后的信息"""
num = input("输入手机号:")
if num in members:
print(f"续费前的卡类型:{members[num]['type']},续费前的剩余天数:{members[num]['remain_days']}")
vip_type = input("输入续费类型(1/2/3)")
if vip_type == "1":
members[num]["remain_days"] += 30
members[num]["points"] += 50
elif vip_type == "2":
members[num]["remain_days"] += 90
members[num]["points"] += 150
elif vip_type == "3":
members[num]["remain_days"] += 365
members[num]["points"] += 600
print(f"更新后的剩余天数:{members[num]['remain_days']},更新后的积分:{members[num]['points']}")
else:
print("错误")
def add_course(courses: dict) -> None:
"""处理添加新课程逻辑，更新 courses 字典"""
"""输入课程编号、课程名称、教练姓名、容量上限。若编号已存在则提示错误并重新输入。容量必须为正整数，初始已预约人数为0。添加成功后显示提示"""
while True:
courses_id = input("输入课程编号:")
if courses_id in courses:
courses_name = input("输入课程名称:")
coach_name = input("输入教练的名称:")
courses[courses_id]["booked"] = 0
capacity_max = int(input("输入容量上限:"))
if capacity_max > 0:
dict1 = {
"name" : courses_name,
"coach" : coach_name,
"capacity_max" : capacity_max,
"booked" : courses[courses_id]["booked"]
}
courses[courses_id] = dict1
print("添加成功!")
else:
print("错误，请重新输入!")
def show_all_courses(courses: dict) -> None:
"""打印所有课程信息，若无课程则输出提示"""
if len(courses) == 0:
print("无任何预约课程!")
else:
for key,value in courses.items():
print(f"课程编号:{key},课程名称:{value['name']},教练姓名:{value['coach']},课程容量上限:{value['capacity']},当前已预约人数:{value['booked']}")
def reserve_course(members: dict, courses: dict, reservations: list) -> None:
"""处理课程预约逻辑，更新课程已约人数、会员积分，并记录预约日志"""
"""输入会员手机号，若不存在则提示错误并返回；若存在但剩余天数 ≤ 0 则提示“会员卡已过期，无法预约”；否则继续输入课程编号。
若课程不存在则提示错误；若课程已预约人数等于容量则提示“该课程已约满”；
否则预约成功：课程已预约人数加1，会员积分增加10分，并记录一条预约日志到 reservations 列表中（日期输入格式 YYYY-MM-DD）。
成功后显示“预约成功，积分+10”。"""
num = input("输入会员手机号:")
if num in members:
if members[num]["remain_days"] <= 0:
print("会员卡已过期，无法预约!")
else:
courses_id = input("输入课程编号:")
if courses_id in courses:
if courses[courses_id]["capacity"] == courses[courses_id]["booked"]:
print("该课程已约满!")
else:
courses[courses_id]["booked"] += 1
members[num]["points"] += 10
# ('预约', 会员手机号, 会员姓名, 课程编号, 课程名称, 预约日期)
# 日期统一用字符串表示，如 '2026-04-13'
tuple1 = ('预约',num,members[num]["name"],courses_id,courses[courses_id]["name"],"2026-04-13")
reservations.append(tuple1)
print("课程预约成功!")
else:
print("课程不存在!")
else:
print("该手机号没有注册会员!")
def get_statistics(members: dict, courses: dict) -> dict:
"""
返回统计信息字典，包含：
- 'total_members': 会员总数
- 'type_counts': {'月卡': 人数, '季卡': 人数, '年卡': 人数}
- 'top_points_member': (手机号, 姓名, 积分) 或 None
- 'top_booking_course': (课程编号, 名称, 预约率) 或 None
- 'full_courses': 预约满的课程列表，元素为 (编号, 名称)
"""
"""统计信息 输出以下统计内容：
- 会员总数，以及各卡类型（月卡/季卡/年卡）的会员人数
- 积分最高的会员信息（手机号、姓名、积分；若有多人并列则显示第一个）
- 预约率最高的课程信息（课程编号、名称、预约率，即 booked/capacity；若无课程则跳过）
- 剩余名额为0的课程列表（编号、名称；若无则提示“所有课程均有空位”） """
total_members = total_yue = total_ji = total_year = 0
type_counts = {}
info = {}
full_courses = tuple()
total_members += len(members)
for key,value in members.items():
if value["type"] == "月卡":
total_yue += 1
elif value["type"] == "季卡":
total_ji += 1
elif value["type"] == "年卡":
total_year += 1
type_counts.update({total_yue,total_ji,total_year})
for key2,value2 in courses.items():
if value2["capacity"] - value2["booked"] == 0:
full_courses = (key2,value2["name"])
else:
print("所有课程均有空位!")
sorted_points = sorted(members,key=lambda a : members[a]["points"],reverse=True)
top_points_member = (sorted_points[0],members[sorted_points[0]]["name"],members[sorted_points[0]]["points"])
sorted_booked = sorted(courses,key=lambda a : (courses[a]["booked"]/courses[a]["capacity"]),reverse=True)
top_booking_course = (sorted_booked[0],courses[sorted_booked[0]]["name"],courses[sorted_booked[0]]["booked"]/courses[sorted_booked[0]]["capacity"])
dict1 = {
"total_members" : total_members,
"type_counts" : type_counts,
"top_points_member" : top_points_member,
"top_booking_course" : top_booking_course,
"full_courses" : full_courses
}
info.update(dict1)
return info
def show_statistics(members: dict, courses: dict) -> None:
"""调用 get_statistics 并格式化打印统计结果"""
result = get_statistics(members,courses)
for key,value in result.items():
print(key,value)
print()
def show_reservations(reservations: list) -> None:
"""打印所有预约操作日志"""
"""按时间顺序打印 reservations 中的每条记录，格式清晰。若无日志则提示“暂无预约记录”"""
if len(reservations) == 0:
print("暂无预约记录")
else:
reservations_print = sorted(reservations,key=lambda a : a[-1])
record = 1
for i in reservations_print:
print(f"记录{record}:i")
record += 1
def main():
"""主菜单循环"""
while True:
print(str1)
choose = input("输入选择(1-10):")
if choose == "1":
register_member(members)
elif choose == "2":
show_all_members(members)
elif choose == "3":
query_member(members)
elif choose == "4":
renew_membership(members)
elif choose == "5":
add_course(courses)
elif choose == "6":
show_all_courses(courses)
elif choose == "7":
reserve_course(members,courses)
elif choose == "8":
get_statistics(members,courses)
show_statistics(members,courses)
elif choose == "9":
show_reservations(reservations)
elif choose == "10":
print("退出成功!")
break
main()
