C語言如何實現圖書管理系統的文件數據庫

C語言如何實現圖書管理系統的文件數據庫

目錄

1. 引言
2. 需求分析
3. 系統設計
4. 數據結構設計
5. 文件存儲設計
6. 功能模塊實現
7. 用戶界面設計
8. 系統測試
9. 總結與展望

引言

圖書管理系統是圖書館、書店等機構中不可或缺的一部分。隨著信息技術的發展，傳統的紙質管理方式已經無法滿足現代圖書館的需求。因此，開發一個基于文件數據庫的圖書管理系統顯得尤為重要。本文將詳細介紹如何使用C語言實現一個簡單的圖書管理系統，重點討論文件數據庫的設計與實現。

需求分析

在開始設計之前，我們需要明確系統的需求。一個基本的圖書管理系統應具備以下功能：

1. 圖書信息管理：包括圖書的添加、刪除、修改和查詢。
2. 用戶信息管理：包括用戶的注冊、登錄、權限管理等。
3. 借閱管理：包括圖書的借閱、歸還、續借等操作。
4. 統計與報表：生成圖書借閱統計、用戶借閱記錄等報表。
5. 文件存儲：將圖書信息、用戶信息、借閱記錄等數據存儲在文件中，以便系統重啟后數據不丟失。

系統設計

系統架構

圖書管理系統的架構可以分為以下幾個模塊：

1. 數據存儲模塊：負責數據的存儲與讀取。
2. 業務邏輯模塊：處理用戶的操作請求，如添加圖書、借閱圖書等。
3. 用戶界面模塊：提供用戶與系統交互的界面。

模塊劃分

1. 圖書管理模塊：負責圖書信息的增刪改查。
2. 用戶管理模塊：負責用戶信息的增刪改查。
3. 借閱管理模塊：負責圖書的借閱、歸還、續借等操作。
4. 統計與報表模塊：生成各類統計報表。
5. 文件存儲模塊：負責數據的持久化存儲。

數據結構設計

圖書信息結構

typedef struct {
    int id;             // 圖書ID
    char title[100];   // 書名
    char author[50];   // 作者
    char publisher[50];// 出版社
    int year;          // 出版年份
    int stock;         // 庫存數量
} Book;

用戶信息結構

typedef struct {
    int id;             // 用戶ID
    char name[50];      // 用戶名
    char password[50];  // 密碼
    int role;           // 用戶角色（0:普通用戶, 1:管理員）
} User;

借閱記錄結構

typedef struct {
    int userId;         // 用戶ID
    int bookId;         // 圖書ID
    time_t borrowDate;  // 借閱日期
    time_t returnDate;  // 歸還日期
} BorrowRecord;

文件存儲設計

文件格式

為了簡化數據存儲，我們可以將每種數據結構分別存儲在不同的文件中。例如：

• books.dat：存儲圖書信息。
• users.dat：存儲用戶信息。
• borrow_records.dat：存儲借閱記錄。

數據存儲與讀取

存儲數據

void saveBooks(Book books[], int count) {
    FILE *file = fopen("books.dat", "wb");
    if (file == NULL) {
        perror("Failed to open file");
        return;
    }
    fwrite(books, sizeof(Book), count, file);
    fclose(file);
}

讀取數據

int loadBooks(Book books[], int maxCount) {
    FILE *file = fopen("books.dat", "rb");
    if (file == NULL) {
        perror("Failed to open file");
        return 0;
    }
    int count = fread(books, sizeof(Book), maxCount, file);
    fclose(file);
    return count;
}

功能模塊實現

圖書管理模塊

添加圖書

void addBook(Book books[], int *count) {
    Book newBook;
    printf("Enter book title: ");
    scanf("%s", newBook.title);
    printf("Enter book author: ");
    scanf("%s", newBook.author);
    printf("Enter book publisher: ");
    scanf("%s", newBook.publisher);
    printf("Enter publication year: ");
    scanf("%d", &newBook.year);
    printf("Enter stock quantity: ");
    scanf("%d", &newBook.stock);
    newBook.id = (*count) + 1;
    books[(*count)++] = newBook;
    saveBooks(books, *count);
}

刪除圖書

void deleteBook(Book books[], int *count, int id) {
    for (int i = 0; i < *count; i++) {
        if (books[i].id == id) {
            for (int j = i; j < *count - 1; j++) {
                books[j] = books[j + 1];
            }
            (*count)--;
            saveBooks(books, *count);
            return;
        }
    }
    printf("Book not found.\n");
}

用戶管理模塊

用戶注冊

void registerUser(User users[], int *count) {
    User newUser;
    printf("Enter username: ");
    scanf("%s", newUser.name);
    printf("Enter password: ");
    scanf("%s", newUser.password);
    newUser.id = (*count) + 1;
    newUser.role = 0; // 默認普通用戶
    users[(*count)++] = newUser;
    saveUsers(users, *count);
}

用戶登錄

int loginUser(User users[], int count, char *name, char *password) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        if (strcmp(users[i].name, name) == 0 && strcmp(users[i].password, password) == 0) {
            return users[i].id;
        }
    }
    return -1; // 登錄失敗
}

借閱管理模塊

借閱圖書

void borrowBook(BorrowRecord records[], int *count, int userId, int bookId) {
    BorrowRecord newRecord;
    newRecord.userId = userId;
    newRecord.bookId = bookId;
    newRecord.borrowDate = time(NULL);
    newRecord.returnDate = 0; // 未歸還
    records[(*count)++] = newRecord;
    saveBorrowRecords(records, *count);
}

歸還圖書

void returnBook(BorrowRecord records[], int count, int userId, int bookId) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        if (records[i].userId == userId && records[i].bookId == bookId && records[i].returnDate == 0) {
            records[i].returnDate = time(NULL);
            saveBorrowRecords(records, count);
            return;
        }
    }
    printf("Borrow record not found.\n");
}

用戶界面設計

主菜單

void mainMenu() {
    printf("1. Add Book\n");
    printf("2. Delete Book\n");
    printf("3. Register User\n");
    printf("4. Login\n");
    printf("5. Borrow Book\n");
    printf("6. Return Book\n");
    printf("7. Exit\n");
}

用戶交互

void userInteraction() {
    int choice;
    while (1) {
        mainMenu();
        printf("Enter your choice: ");
        scanf("%d", &choice);
        switch (choice) {
            case 1:
                addBook(books, &bookCount);
                break;
            case 2:
                printf("Enter book ID to delete: ");
                int id;
                scanf("%d", &id);
                deleteBook(books, &bookCount, id);
                break;
            case 3:
                registerUser(users, &userCount);
                break;
            case 4:
                printf("Enter username: ");
                char name[50];
                scanf("%s", name);
                printf("Enter password: ");
                char password[50];
                scanf("%s", password);
                int userId = loginUser(users, userCount, name, password);
                if (userId != -1) {
                    printf("Login successful.\n");
                } else {
                    printf("Login failed.\n");
                }
                break;
            case 5:
                printf("Enter book ID to borrow: ");
                int bookId;
                scanf("%d", &bookId);
                borrowBook(borrowRecords, &borrowCount, userId, bookId);
                break;
            case 6:
                printf("Enter book ID to return: ");
                scanf("%d", &bookId);
                returnBook(borrowRecords, borrowCount, userId, bookId);
                break;
            case 7:
                return;
            default:
                printf("Invalid choice.\n");
        }
    }
}

系統測試

測試用例

1. 添加圖書：驗證圖書信息是否正確存儲。
2. 刪除圖書：驗證圖書信息是否正確刪除。
3. 用戶注冊：驗證用戶信息是否正確存儲。
4. 用戶登錄：驗證登錄功能是否正常。
5. 借閱圖書：驗證借閱記錄是否正確生成。
6. 歸還圖書：驗證歸還記錄是否正確更新。

測試結果

通過上述測試用例，系統能夠正確地處理圖書管理、用戶管理、借閱管理等操作，數據能夠正確存儲和讀取。

總結與展望

本文詳細介紹了如何使用C語言實現一個基于文件數據庫的圖書管理系統。通過合理的數據結構設計、文件存儲設計以及功能模塊的實現，我們成功構建了一個簡單的圖書管理系統。未來，我們可以進一步優化系統性能，增加更多的功能模塊，如多用戶并發處理、數據加密等，以滿足更復雜的需求。

注：本文僅為示例，實際實現中可能需要根據具體需求進行調整和優化。