背景介绍
日常支出管理是理财的基础，但手动记录和统计既繁琐又容易出错。开发一个轻量化的支出统计工具，不仅能帮助我们高效管理支出，还能通过实践巩固文件操作、数据统计、可视化的编程技能。本文将带你从需求分析到代码实现，打造一个支持「记录支出、统计报表、可视化图表」的个人支出管理工具。
思路分析
该工具的核心需求可拆解为三个模块：
1. 支出记录：通过命令行收集「日期、类别、金额、备注」，持久化到CSV文件（简单易读，适合本地存储）。
2. 统计报表：按「类别」或「时间段」分组，计算支出总额和笔数，控制台输出直观结果。
3. 可视化图表：用Matplotlib生成「类别占比饼图」或「月度支出柱状图」，将数据转化为更直观的图形。
技术选型上，Python的csv库处理文件，datetime处理日期，matplotlib实现可视化，命令行交互通过input完成，无需复杂框架，适合新手实践。
代码实现
下面是完整的代码实现，包含详细注释：
import csv
import os
from datetime import datetime
import matplotlib.pyplot as plt
# 支出数据文件路径（本地CSV）
EXPENSES_FILE = 'expenses.csv'
def add_expense():
"""添加支出记录到CSV文件"""
# 输入日期并验证格式
date = input("日期（格式：YYYY-MM-DD）：")
try:
datetime.strptime(date, '%Y-%m-%d')
except ValueError:
print("日期格式错误，请使用YYYY-MM-DD格式（例如：2023-10-01）！")
return
# 输入类别并验证（限制为餐饮/交通/购物/娱乐）
category = input("支出类别（餐饮/交通/购物/娱乐）：")
valid_categories = ['餐饮', '交通', '购物', '娱乐']
if category not in valid_categories:
print(f"支出类别必须为{valid_categories}之一！")
return
# 输入金额并验证为数字
try:
amount = float(input("金额（数字，例如：10.5）："))
except ValueError:
print("金额必须是有效的数字！")
return
# 输入备注（可选，直接回车则为空）
remark = input("备注（可选，直接回车则为空）：") or ""
# 写入CSV文件（追加模式，自动创建表头）
fieldnames = ['日期', '类别', '金额', '备注']
file_exists = os.path.exists(EXPENSES_FILE)
with open(EXPENSES_FILE, 'a', newline='', encoding='utf-8') as f:
writer = csv.DictWriter(f, fieldnames=fieldnames)
if not file_exists:
writer.writeheader() # 文件不存在时写入表头
writer.writerow({
'日期': date,
'类别': category,
'金额': amount,
'备注': remark
})
print(f"支出记录已成功添加到 {EXPENSES_FILE} 文件中。")
def report_expense():
"""生成支出统计报表（控制台输出+可视化图表）"""
report_type = input("请选择报表类型（category：按类别统计 / time：按时间统计）：")
start_date_str = input("请输入统计起始日期（YYYY-MM-DD）：")
end_date_str = input("请输入统计结束日期（YYYY-MM-DD）：")
# 验证日期格式
try:
start_date = datetime.strptime(start_date_str, '%Y-%m-%d')
end_date = datetime.strptime(end_date_str, '%Y-%m-%d')
except ValueError:
print("日期格式错误，请使用YYYY-MM-DD格式！")
return
# 读取支出数据（筛选日期范围内的记录）
expenses = []
if os.path.exists(EXPENSES_FILE):
with open(EXPENSES_FILE, 'r', encoding='utf-8') as f:
reader = csv.DictReader(f)
for row in reader:
row_date = datetime.strptime(row['日期'], '%Y-%m-%d')
if start_date <= row_date <= end_date:
expenses.append({
'日期': row_date,
'类别': row['类别'],
'金额': float(row['金额']),
'备注': row['备注']
})
else:
print(f"错误：{EXPENSES_FILE} 文件不存在，无支出记录！")
return
if not expenses:
print("该时间段内无支出记录！")
return
if report_type == 'category':
# 按类别统计：金额总和、笔数
category_stats = {}
total_amount = 0.0
total_count = 0
for exp in expenses:
category = exp['类别']
amount = exp['金额']
if category not in category_stats:
category_stats[category] = {'amount': 0.0, 'count': 0}
category_stats[category]['amount'] += amount
category_stats[category]['count'] += 1
total_amount += amount
total_count += 1
# 输出统计报表
print(f"\n===== 支出类别统计（{start_date_str} ~ {end_date_str}） ======")
for cat, stats in category_stats.items():
print(f"{cat}：{stats['amount']:.2f}元（共{stats['count']}笔）")
print(f"总计：{total_amount:.2f}元（共{total_count}笔）")
# 生成类别占比饼图
categories = list(category_stats.keys())
amounts = [stats['amount'] for stats in category_stats.values()]
generate_pie_chart(categories, amounts, start_date_str, end_date_str, 'category')
elif report_type == 'time':
# 按月份统计（年月格式：YYYY-MM）
month_stats = {}
for exp in expenses:
month_key = exp['日期'].strftime('%Y-%m') # 提取年月作为分组键
if month_key not in month_stats:
month_stats[month_key] = {'amount': 0.0, 'count': 0}
month_stats[month_key]['amount'] += exp['金额']
month_stats[month_key]['count'] += 1
# 输出统计报表（按月份排序）
print(f"\n===== 支出时间统计（{start_date_str} ~ {end_date_str}） ======")
total_amount = 0.0
total_count = 0
for month, stats in sorted(month_stats.items()):
print(f"{month}：{stats['amount']:.2f}元（共{stats['count']}笔）")
total_amount += stats['amount']
total_count += stats['count']
print(f"总计：{total_amount:.2f}元（共{total_count}笔）")
else:
print("报表类型错误，可选：category（按类别） / time（按时间）")
def generate_pie_chart(categories, amounts, start_date, end_date, chart_type):
"""生成饼图（类别占比或其他类型）"""
plt.figure(figsize=(8, 6))
plt.pie(
amounts,
labels=categories,
autopct='%1.1f%%', # 显示百分比（保留1位小数）
startangle=140, # 饼图起始角度（避免标签重叠）
textprops={'fontsize': 10}
)
plt.axis('equal') # 保证饼图为正圆形
title = f'支出{chart_type}占比（{start_date} ~ {end_date}）'
plt.title(title, fontsize=12)
plt.tight_layout() # 调整布局，避免标签被截断
# 生成带时间戳的文件名（避免重复）
filename = f"{chart_type}_pie_{start_date.replace('-','')}_{end_date.replace('-','')}.png"
plt.savefig(filename)
print(f"图表已生成：{filename}")
plt.close() # 关闭图表，释放内存
def generate_bar_chart(months, amounts, start_date, end_date):
"""生成月度支出柱状图"""
plt.figure(figsize=(10, 6))
x = range(len(months))
plt.bar(x, amounts, width=0.6, color='#1f77b4')
# 设置x轴标签（月份），旋转45度避免重叠
plt.xticks(x, months, rotation=45, ha='right', fontsize=9)
plt.xlabel('月份', fontsize=10)
plt.ylabel('支出金额（元）', fontsize=10)
title = f'月度支出统计（{start_date} ~ {end_date}）'
plt.title(title, fontsize=12)
plt.tight_layout()
# 生成带时间戳的文件名
filename = f"monthly_bar_{start_date.replace('-','')}_{end_date.replace('-','')}.png"
plt.savefig(filename)
print(f"图表已生成：{filename}")
plt.close()
def generate_chart():
"""生成可视化图表（月度柱状图或类别饼图）"""
chart_type = input("请选择图表类型（monthly：月度柱状图 / category：类别饼图）：")
start_date_str = input("请输入统计起始日期（YYYY-MM-DD）：")
end_date_str = input("请输入统计结束日期（YYYY-MM-DD）：")
# 验证日期格式
try:
start_date = datetime.strptime(start_date_str, '%Y-%m-%d')
end_date = datetime.strptime(end_date_str, '%Y-%m-%d')
except ValueError:
print("日期格式错误，请使用YYYY-MM-DD格式！")
return
# 读取支出数据
expenses = []
if os.path.exists(EXPENSES_FILE):
with open(EXPENSES_FILE, 'r', encoding='utf-8') as f:
reader = csv.DictReader(f)
for row in reader:
row_date = datetime.strptime(row['日期'], '%Y-%m-%d')
if start_date <= row_date <= end_date:
expenses.append({
'日期': row_date,
'类别': row['类别'],
'金额': float(row['金额']),
'备注': row['备注']
})
else:
print(f"错误：{EXPENSES_FILE} 文件不存在，无支出记录！")
return
if not expenses:
print("该时间段内无支出记录！")
return
if chart_type == 'monthly':
# 按月统计金额
month_stats = {}
for exp in expenses:
month_key = exp['日期'].strftime('%Y-%m')
if month_key not in month_stats:
month_stats[month_key] = 0.0
month_stats[month_key] += exp['金额']
# 按月份排序
months = sorted(month_stats.keys())
amounts = [month_stats[month] for month in months]
generate_bar_chart(months, amounts, start_date_str, end_date_str)
elif chart_type == 'category':
# 按类别统计金额
category_stats = {}
for exp in expenses:
category = exp['类别']
if category not in category_stats:
category_stats[category] = 0.0
category_stats[category] += exp['金额']
categories = list(category_stats.keys())
amounts = list(category_stats.values())
generate_pie_chart(categories, amounts, start_date_str, end_date_str, 'category')
else:
print("图表类型错误，可选：monthly（月度柱状图） / category（类别饼图）")
def main():
"""主函数：命令行交互入口"""
print("欢迎使用个人支出统计与可视化工具！")
while True:
choice = input("\n请选择操作（add：添加记录 / report：统计报表 / chart：生成图表 / exit：退出）：")
if choice == 'add':
add_expense()
elif choice == 'report':
report_expense()
elif choice == 'chart':
generate_chart()
elif choice == 'exit':
print("感谢使用，祝您支出合理，生活愉快！")
break
else:
print("无效操作，请重新选择！")
if __name__ == "__main__":
main()
关键逻辑解析
- 文件持久化：使用
csv.DictWriter以追加模式写入数据，自动处理表头（文件不存在时创建），确保数据格式统一。 - 数据统计：
- 按类别统计时，用字典
category_stats累加金额和笔数，时间复杂度O(n)。 - 按时间统计时，提取「年月」作为分组键（如
2023-10），确保数据按月份有序输出。
- 按类别统计时，用字典
- 可视化细节：
- 饼图通过
autopct='%1.1f%%'显示百分比，startangle调整起始角度避免标签重叠。 - 柱状图通过
rotation=45旋转x轴标签，tight_layout()避免图表元素被截断。
- 饼图通过
总结
本工具通过「文件操作+数据统计+可视化」的组合，实现了从支出记录到图表分析的全流程。核心难点在于日期格式验证（确保输入合法性）、数据分组统计（字典高效累加）和Matplotlib图表美化（布局、标签优化）。
通过这个项目，你不仅能掌握Python基础库的使用，还能理解「数据采集→处理→可视化」的完整链路。若需扩展，可增加「支出预算预警」「多用户支持」等功能，进一步提升工具实用性。
赶快运行代码，开始记录你的支出，看看钱都花去哪儿了吧！