怎么使用Java實現簡易版的圖書管理系統

怎么使用Java實現簡易版的圖書管理系統

目錄

1. 引言
2. 需求分析
3. 系統設計
   • 3.1 系統架構
   • 3.2 數據庫設計
   • 3.3 類設計
4. 環境搭建
   • 4.1 開發工具
   • 4.2 依賴管理
5. 項目結構
6. 核心功能實現
   • 6.1 圖書管理
   • 6.2 用戶管理
   • 6.3 借閱管理
   • 6.4 查詢功能
7. 界面設計
   • 7.1 控制臺界面
   • 7.2 圖形用戶界面
8. 測試與調試
   • 8.1 單元測試
   • 8.2 集成測試
9. 部署與運行
10. 總結與展望

引言

圖書管理系統是圖書館或書店中用于管理圖書、用戶和借閱記錄的重要工具。通過圖書管理系統，管理員可以方便地管理圖書的入庫、出庫、借閱和歸還等操作，用戶也可以查詢圖書信息、借閱狀態等。本文將詳細介紹如何使用Java語言實現一個簡易版的圖書管理系統。

需求分析

在開始開發之前，我們需要明確系統的功能需求。一個簡易版的圖書管理系統通常包括以下功能：

1. 圖書管理：包括圖書的添加、刪除、修改和查詢。
2. 用戶管理：包括用戶的注冊、登錄、信息修改和刪除。
3. 借閱管理：包括圖書的借閱、歸還和續借。
4. 查詢功能：用戶可以查詢圖書信息、借閱記錄等。

系統設計

3.1 系統架構

本系統采用三層架構設計，分為表示層、業務邏輯層和數據訪問層。

• 表示層：負責與用戶交互，展示數據和接收用戶輸入。
• 業務邏輯層：處理業務邏輯，如圖書管理、用戶管理、借閱管理等。
• 數據訪問層：負責與數據庫交互，進行數據的增刪改查操作。

3.2 數據庫設計

系統使用MySQL數據庫存儲數據，主要包含以下表：

• 圖書表（Book）：存儲圖書信息，包括圖書ID、書名、作者、出版社、出版日期、ISBN、庫存數量等。
• 用戶表（User）：存儲用戶信息，包括用戶ID、用戶名、密碼、姓名、聯系方式等。
• 借閱記錄表（BorrowRecord）：存儲借閱記錄，包括借閱ID、用戶ID、圖書ID、借閱日期、歸還日期等。

3.3 類設計

根據系統需求，我們設計以下核心類：

• Book類：表示圖書實體，包含圖書的基本屬性和相關操作方法。
• User類：表示用戶實體，包含用戶的基本屬性和相關操作方法。
• BorrowRecord類：表示借閱記錄實體，包含借閱記錄的基本屬性和相關操作方法。
• BookManager類：負責圖書管理的業務邏輯。
• UserManager類：負責用戶管理的業務邏輯。
• BorrowManager類：負責借閱管理的業務邏輯。
• DatabaseManager類：負責與數據庫的交互。

環境搭建

4.1 開發工具

• JDK：Java開發工具包，建議使用JDK 8或以上版本。
• IDE：集成開發環境，推薦使用IntelliJ IDEA或Eclipse。
• MySQL：數據庫管理系統，用于存儲系統數據。
• Maven：項目依賴管理工具，用于管理項目的依賴庫。

4.2 依賴管理

在pom.xml文件中添加以下依賴：

<dependencies>
    <!-- MySQL驅動 -->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>8.0.26</version>
    </dependency>
    <!-- JUnit測試框架 -->
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.13.2</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

項目結構

項目結構如下：

src
├── main
│   ├── java
│   │   ├── com
│   │   │   └── library
│   │   │       ├── model
│   │   │       │   ├── Book.java
│   │   │       │   ├── User.java
│   │   │       │   └── BorrowRecord.java
│   │   │       ├── manager
│   │   │       │   ├── BookManager.java
│   │   │       │   ├── UserManager.java
│   │   │       │   └── BorrowManager.java
│   │   │       ├── dao
│   │   │       │   └── DatabaseManager.java
│   │   │       └── Main.java
│   ├── resources
│   │   └── db.properties
└── test
    └── java
        └── com
            └── library
                └── manager
                    ├── BookManagerTest.java
                    ├── UserManagerTest.java
                    └── BorrowManagerTest.java

核心功能實現

6.1 圖書管理

6.1.1 添加圖書

public class BookManager {
    private DatabaseManager dbManager;

    public BookManager(DatabaseManager dbManager) {
        this.dbManager = dbManager;
    }

    public boolean addBook(Book book) {
        String sql = "INSERT INTO Book (title, author, publisher, publishDate, isbn, stock) VALUES (?, ?, ?, ?, ?, ?)";
        try (Connection conn = dbManager.getConnection();
             PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
            pstmt.setString(1, book.getTitle());
            pstmt.setString(2, book.getAuthor());
            pstmt.setString(3, book.getPublisher());
            pstmt.setDate(4, new java.sql.Date(book.getPublishDate().getTime()));
            pstmt.setString(5, book.getIsbn());
            pstmt.setInt(6, book.getStock());
            pstmt.executeUpdate();
            return true;
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }
}

6.1.2 刪除圖書

public boolean deleteBook(int bookId) {
    String sql = "DELETE FROM Book WHERE id = ?";
    try (Connection conn = dbManager.getConnection();
         PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setInt(1, bookId);
        pstmt.executeUpdate();
        return true;
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

6.1.3 修改圖書

public boolean updateBook(Book book) {
    String sql = "UPDATE Book SET title = ?, author = ?, publisher = ?, publishDate = ?, isbn = ?, stock = ? WHERE id = ?";
    try (Connection conn = dbManager.getConnection();
         PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setString(1, book.getTitle());
        pstmt.setString(2, book.getAuthor());
        pstmt.setString(3, book.getPublisher());
        pstmt.setDate(4, new java.sql.Date(book.getPublishDate().getTime()));
        pstmt.setString(5, book.getIsbn());
        pstmt.setInt(6, book.getStock());
        pstmt.setInt(7, book.getId());
        pstmt.executeUpdate();
        return true;
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

6.1.4 查詢圖書

public List<Book> searchBooks(String keyword) {
    List<Book> books = new ArrayList<>();
    String sql = "SELECT * FROM Book WHERE title LIKE ? OR author LIKE ? OR isbn LIKE ?";
    try (Connection conn = dbManager.getConnection();
         PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setString(1, "%" + keyword + "%");
        pstmt.setString(2, "%" + keyword + "%");
        pstmt.setString(3, "%" + keyword + "%");
        ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
        while (rs.next()) {
            Book book = new Book();
            book.setId(rs.getInt("id"));
            book.setTitle(rs.getString("title"));
            book.setAuthor(rs.getString("author"));
            book.setPublisher(rs.getString("publisher"));
            book.setPublishDate(rs.getDate("publishDate"));
            book.setIsbn(rs.getString("isbn"));
            book.setStock(rs.getInt("stock"));
            books.add(book);
        }
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return books;
}

6.2 用戶管理

6.2.1 用戶注冊

public class UserManager {
    private DatabaseManager dbManager;

    public UserManager(DatabaseManager dbManager) {
        this.dbManager = dbManager;
    }

    public boolean registerUser(User user) {
        String sql = "INSERT INTO User (username, password, name, contact) VALUES (?, ?, ?, ?)";
        try (Connection conn = dbManager.getConnection();
             PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
            pstmt.setString(1, user.getUsername());
            pstmt.setString(2, user.getPassword());
            pstmt.setString(3, user.getName());
            pstmt.setString(4, user.getContact());
            pstmt.executeUpdate();
            return true;
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }
}

6.2.2 用戶登錄

public User login(String username, String password) {
    String sql = "SELECT * FROM User WHERE username = ? AND password = ?";
    try (Connection conn = dbManager.getConnection();
         PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setString(1, username);
        pstmt.setString(2, password);
        ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
        if (rs.next()) {
            User user = new User();
            user.setId(rs.getInt("id"));
            user.setUsername(rs.getString("username"));
            user.setPassword(rs.getString("password"));
            user.setName(rs.getString("name"));
            user.setContact(rs.getString("contact"));
            return user;
        }
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

6.2.3 修改用戶信息

public boolean updateUser(User user) {
    String sql = "UPDATE User SET username = ?, password = ?, name = ?, contact = ? WHERE id = ?";
    try (Connection conn = dbManager.getConnection();
         PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setString(1, user.getUsername());
        pstmt.setString(2, user.getPassword());
        pstmt.setString(3, user.getName());
        pstmt.setString(4, user.getContact());
        pstmt.setInt(5, user.getId());
        pstmt.executeUpdate();
        return true;
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

6.2.4 刪除用戶

public boolean deleteUser(int userId) {
    String sql = "DELETE FROM User WHERE id = ?";
    try (Connection conn = dbManager.getConnection();
         PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setInt(1, userId);
        pstmt.executeUpdate();
        return true;
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

6.3 借閱管理

6.3.1 借閱圖書

public class BorrowManager {
    private DatabaseManager dbManager;

    public BorrowManager(DatabaseManager dbManager) {
        this.dbManager = dbManager;
    }

    public boolean borrowBook(int userId, int bookId) {
        String sql = "INSERT INTO BorrowRecord (userId, bookId, borrowDate) VALUES (?, ?, ?)";
        try (Connection conn = dbManager.getConnection();
             PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
            pstmt.setInt(1, userId);
            pstmt.setInt(2, bookId);
            pstmt.setDate(3, new java.sql.Date(System.currentTimeMillis()));
            pstmt.executeUpdate();
            return true;
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }
}

6.3.2 歸還圖書

public boolean returnBook(int borrowId) {
    String sql = "UPDATE BorrowRecord SET returnDate = ? WHERE id = ?";
    try (Connection conn = dbManager.getConnection();
         PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setDate(1, new java.sql.Date(System.currentTimeMillis()));
        pstmt.setInt(2, borrowId);
        pstmt.executeUpdate();
        return true;
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

6.3.3 續借圖書

public boolean renewBook(int borrowId) {
    String sql = "UPDATE BorrowRecord SET returnDate = ? WHERE id = ?";
    try (Connection conn = dbManager.getConnection();
         PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setDate(1, new java.sql.Date(System.currentTimeMillis() + 7 * 24 * 60 * 60 * 1000L));
        pstmt.setInt(2, borrowId);
        pstmt.executeUpdate();
        return true;
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

6.4 查詢功能

6.4.1 查詢借閱記錄

public List<BorrowRecord> getBorrowRecords(int userId) {
    List<BorrowRecord> records = new ArrayList<>();
    String sql = "SELECT * FROM BorrowRecord WHERE userId = ?";
    try (Connection conn = dbManager.getConnection();
         PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setInt(1, userId);
        ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
        while (rs.next()) {
            BorrowRecord record = new BorrowRecord();
            record.setId(rs.getInt("id"));
            record.setUserId(rs.getInt("userId"));
            record.setBookId(rs.getInt("bookId"));
            record.setBorrowDate(rs.getDate("borrowDate"));
            record.setReturnDate(rs.getDate("returnDate"));
            records.add(record);
        }
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return records;
}

6.4.2 查詢圖書庫存

public int getBookStock(int bookId) {
    String sql = "SELECT stock FROM Book WHERE id = ?";
    try (Connection conn = dbManager.getConnection();
         PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setInt(1, bookId);
        ResultSet rs = pstmt.executeQuery();
        if (rs.next()) {
            return rs.getInt("stock");
        }
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return -1;
}

界面設計

7.1 控制臺界面

控制臺界面通過命令行與用戶交互，提供簡單的菜單選擇功能。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        DatabaseManager dbManager = new DatabaseManager();
        BookManager bookManager = new BookManager(dbManager);
        UserManager userManager = new UserManager(dbManager);
        BorrowManager borrowManager = new BorrowManager(dbManager);

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.println("1. 添加圖書");
            System.out.println("2. 刪除圖書");
            System.out.println("3. 修改圖書");
            System.out.println("4. 查詢圖書");
            System.out.println("5. 用戶注冊");
            System.out.println("6. 用戶登錄");
            System.out.println("7. 借閱圖書");
            System.out.println("8. 歸還圖書");
            System.out.println("9. 續借圖書");
            System.out.println("10. 查詢借閱記錄");
            System.out.println("0. 退出");
            System.out.print("請選擇操作：");
            int choice = scanner.nextInt();
            scanner.nextLine(); // 清除緩沖區

            switch (choice) {
                case 1:
                    // 添加圖書邏輯
                    break;
                case 2:
                    // 刪除圖書邏輯
                    break;
                case 3:
                    // 修改圖書邏輯
                    break;
                case 4:
                    // 查詢圖書邏輯
                    break;
                case 5:
                    // 用戶注冊邏輯
                    break;
                case 6:
                    // 用戶登錄邏輯
                    break;
                case 7:
                    // 借閱圖書邏輯
                    break;
                case 8:
                    // 歸還圖書邏輯
                    break;
                case 9:
                    // 續借圖書邏輯
                    break;
                case 10:
                    // 查詢借閱記錄邏輯
                    break;
                case 0:
                    System.out.println("退出系統");
                    return;
                default:
                    System.out.println("無效選擇，請重新輸入");
            }
        }
    }
}

7.2 圖形用戶界面

圖形用戶界面（GUI）可以使用Java的Swing或JavaFX庫來實現。以下是一個簡單的Swing界面示例：

”`java import javax.swing.*; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener;

public class LibraryGUI extends JFrame { private JButton addBookButton; private JButton deleteBookButton; private JButton updateBookButton; private JButton searchBookButton;

public LibraryGUI() {
    setTitle("圖書管理系統");