这篇文章将向你展示如何使用Python语言进行程序设计，实现一个简易的用户登录验证功能。

该功能允许用户输入由字母和数字任意组合而成的用户名和密码，并通过while循环不断地提示用户输入，直到凭证正确为止。所有凭证信息将被存储在一个字典中，以便进行匹配验证。

另外，引入了验证码机制，要求用户输入一个由0至9随机组成的四位数。无论登录尝试成功与否，此程序都会立即给出反馈，确保用户能够及时了解自己的登录状态。

用户登录验证的逻辑流程图

源码

import random
# 数据库模拟，字典存放用户信息users_db = {    "user-a": "123password",    "user-b": "456password",    "user-c": "789password"}
# 该字典用于存放各个用户登录密码错误的次数login_count = {}
def generate_captcha():    """生成四位数字的验证码"""    return str(random.randint(1000, 9999))
"""# 生成四位数验证码的另一种思路def generate_verification_code():    return ''.join([str(random.randint(0, 9)) for _ in range(4)])"""
def verify_captcha(captcha_input, captcha_actual):    """验证用户输入的验证码是否正确"""    return captcha_input == captcha_actual

def user_login():    while True:        """输入用户登录信息"""        username = input("请输入用户名：")        password = input("请输入密码：")
        # 生成验证码        captcha = generate_captcha()        print(f"验证码是：{captcha}")        captcha_input = input("请输入验证码：")
        # 用户名验证        if username in users_db:            # 验证码验证            if not verify_captcha(captcha_input, captcha):                print("验证码错误！")                continue            # 密码验证            if users_db[username] == password:                print("登录成功！")                break  # 登录成功，退出循环            else:# 密码错误次数记录与锁定账号                if username in login_count:                    login_count[username] += 1                else:                    login_count[username] = 1                                if login_count[username] >= 3:                    print("密码错误次数过多，账号已被锁定！")                    break  # 输错三次密码，锁定账号，退出循环                else:                    print("密码错误！请重新输入！")        else:            print("用户名不存在，请重新输入！")

if __name__ == "__main__":    user_login()

运行结果

代码分析

一、字典存放用户信息

字典是一种可变的容器模型，且可存储任意类型对象，用 { } 标识。字典是一个无序的键(key)值(value)对的集合。类似于，json对象存储格式

dic = {keyl = valuel, key2 = value2}

二、验证码生成函数

def generate_captcha():    """生成四位数字的验证码"""    return str(random.randint(1000, 9999))

该函数的目的是生成一个四位数字的验证码。这个验证码是由随机生成的四位数组成，范围从1000到9999。

具体来说，代码的工作流程如下：

1. random.randint(1000, 9999)：这行代码使用 random 模块的 randint 函数来生成一个位于1000和9999之间的随机整数，包括1000和9999。这意味着生成的验证码将是一个四位数。
2. str(…)：这个函数将生成的整数转换成字符串形式。因为验证码通常需要是字符串格式。

# 生成四位数验证码的另一种思路def generate_verification_code():    return ''.join([str(random.randint(0, 9)) for _ in range(4)])

这个函数generate_verification_code的目的是生成一个四位数的随机验证码。这个验证码由0到9的数字组成，每个数字都是随机选择的。

让我们分解这个函数来看它是如何工作的：

1. random.randint(0, 9)：这个表达式会生成一个0到9（包括0和9）之间的随机整数。random是Python的标准库中的一个模块，它提供了生成随机数的函数。randint是random模块中的一个函数，用于生成一个指定范围内的随机整数。
2. [str(random.randint(0, 9)) for _ in range(4)]：这是一个列表推导式，它将执行四次random.randint(0, 9)操作，生成四个随机数字。str()函数用于将每个生成的数字转换为字符串，因为我们需要的是字符串形式的数字，以便稍后可以连接成一个四位的字符串。
3. ”join(…)：join是字符串的一个方法，它将列表中的所有元素连接成一个单一的字符串。在这个例子中，它将四个随机生成的字符串数字连接成一个四位的字符串。

每次调用generate_verification_code函数时，它都会返回一个不同的四位随机验证码字符串。这个验证码可以用作登录验证的一部分，以确保尝试登录的用户是人类而不是自动化脚本。

三、格式化字符串字面量

在Python中，f-string是一种字符串字面量，它允许在字符串中嵌入表达式，并使用大括号{}来引用变量或者表达式。这种方式在Python 3.6及以上版本中可用，是一种非常方便和简洁的字符串格式化方法。

# 生成验证码captcha = generate_captcha()print(f"验证码是：{captcha}")captcha_input = input("请输入验证码：")

这行代码print(f”验证码：{verification_code}”)的作用是将变量verification_code的值嵌入到字符串中，并将其打印出来。这里的f表示这是一个格式化字符串，而{verification_code}告诉Python在这个位置插入verification_code变量的值。

当这行代码执行时，它会生成一个包含随机生成的验证码的字符串，并输出到控制台。

四、”main”函数与程序入口

对于很多编程语言来说，程序都必须要有一个入口，比如C，C++，以及完全面向对象的编程语言Java，C#等。

如果你接触过这些语言，对于程序入口这个概念应该很好理解，C，C++都需要有一个main函数作为程序的入口，也就是程序的运行会从main函数开始。同样，Java，C#必须要有一个包含Main方法的主类，作为程序入口。

而Python则不同，它属于解释型脚本语言，不像编译型语言那样先将程序编译成二进制再运行，而是动态的逐行解释运行。也就是从脚本第一行开始运行，没有统一的入口。

一个Python源码文件（.py）除了可以被直接运行外，还可以作为模块（也就是库），被其他.py文件导入。不管是直接运行还是被导入，.py文件的最顶层代码都会被运行（Python用缩进来区分代码层次），而当一个.py文件作为模块被导入时，我们可能不希望一部分代码被运行。

所以，在Python中，if __name__ == “__main__”:是一个常见的结构，用于确定模块是被直接运行还是被导入到另一个模块中。这里的__name__是Python的一个内置变量，它代表了当前模块的名称。

• 当一个模块被直接运行时，__name__的值会被设置为”__main__”。
• 当一个模块被导入到另一个模块中时，__name__的值会被设置为该模块的名称。

因此，if __name__ == “__main__”:块中的代码只有在模块被直接运行时才会执行。这通常用于定义主程序入口点，即当模块作为脚本运行时应该执行的操作。

if __name__ == "__main__":    user_login()

这段代码意味着如果这个模块是作为主程序运行的，那么user_login()函数将被调用。这通常用于编写可复用的代码，既可以作为库导入到其他项目中，也可以作为独立的脚本运行。

例如，假设有一个名为my_module.py的文件，内容如下：

def user_login():    print("User logged in!")if __name__ == "__main__":    user_login()

如果直接运行my_module.py，输出将会是：

User logged in!

但如果在其他模块中导入my_module，user_login()函数不会被自动调用：

import my_module# 这不会打印 "User logged in!"，因为 my_module 被导入而不是直接运行

这种结构是Python中常见的程序入口点定义方式，它允许模块的行为根据其是被直接运行还是