数据结构-图书馆管理系统

湖南科技大学 课程设计报告 题目 图书管理基本业务模拟 院 系 计算机科学与工程学院 专业班级 计算机科学与技术一班 学 号 0905010119 学生姓名 张 杰 指导教师 李 峰 2010 年 12 月 31 日 一 问题分析 图书馆基本业务模拟包含多方面的操作 其中本程序描述的是图书馆的 新书入库 读者注册 图书馆借阅 归还 信息查询 含书籍信息查询和 读者信息查询 等功能 1 新书入库功能 新到书籍入库包含几方面的操作 查询该书名的书籍在图书馆信息 中是否已经存在 若存在 则增加可借数量和书籍总量 若不存在 则新增加概述信息 从界面输入书籍的编号 0 999999 的长整型 书名 字符串类型 该书作者名 字符串类型 该书出版社信息 字符串类型 出版日期 长整型 该书的现存量 整型 该书 的总量 整型 输入该信息之后 将该节点插入到书籍信息链表中 去 该节点的插入位置根据查找 找到合适的位置插入 这样可以 保证整个数据都是有序的 方便查找 2 读者注册功能 没有账号和密码读者和管理员都不能登录系统 本系统默认第一个 注册系统的是系统管理员 借阅号为 1000 权限是 1 并输入自己 基本信息 默认可借本数为 10 并将所借书信息区全部置零 不是 第一个注册的读者 借阅号从 1000 往后顺延 自己设置密码 权限 为 0 其余信息与管理员相同 但是登陆之后的界面 管理员可以 看到 入库 菜单选项 普通读者不能看到该选项 3 借阅功能 书籍借阅主要涉及存书库和读者信息库双方的更新 用户首先登陆 系统 查询 3 种查询方式 该书是否存在 该书的剩余数量是否大 于零 最后查询该读者是否已经借满书籍 若以上条件都满足 则 将该书编号存入该读者的借阅信息区 将该读者的可借书数量减一 该存书的可借数量减一 4 归还功能 读者登录后按书名号来归还所借书籍 若书名号正确并且确认归还 该书籍 则从读者的借书区删除该书籍 读者的课结束数量加一 将该书的可借数量增加一 然后返回 5 信息查询功能 信息查询分为读者信息查询和书籍信息查询 读者信息查询是在读者 登录之后 可以显示本人的基本信息以及借书状况 所借书的本数 可 借书本书以及所借书的信息 还可查询书籍信息 可根据书籍的编 号来查找书籍 根据书名来查找书籍 根据作者名来查询书籍 查 询到该书籍后显示是否借阅该书籍 二 数据结构描述 根据所给信息 可以采用线性链表来实现该问题 现在分别给予描述 1 读者 读者有很多信息需要使用 其中包含读者的姓名 性别 密码 权限 所借书信息 这里我们定义一个结构体来描述他 定义的结构体代码如 下 typedef struct READER long number 借阅号 char name 15 读者姓名 char sex 读者性别 char password 16 读者的密码 int residue 读者的剩余可借书籍数量 long borrowed 10 读者已经借阅的书籍编号 int limit 读者权限 struct READER next 该结构体作为线性链表的一部分用来链接下一个 节点的指针 reader 2 书籍 同读者信息一样 书籍也有很多信息需要描述 其中包含书籍的编码 书名 书籍作者 书籍的总量 书籍的可借数量 出版社信息 出版日 期 整个全部我们定义一个 reader 类型的结构体 该结构体定义的代码 如下 typedef struct BOOK long number 书籍编号 char name 30 书名 char author 30 作者 char press 30 出版社信息 long presstime 出版日期 int exist 在库数量 int total 总数量 struct BOOK next 指向写一个节点的指针 book 3 数据链接 数据通过每个节点的 next 指针来链接 是单线性链表 只可以 从头部查询数据 所以要记录好该链表的头结点位置 不要拿该节点的 头结点参与运算 否则在程序中可能会修改该链表的头结点的信息 导 致后续程序无法运行 4 查询 查询书籍分为按书名查询 按书号查询和按作者查询 按书名查询 到的书籍我们设定为是唯一的 及整个书库中只有一种叫该名的书籍 根据输入的书籍名 从书籍信息链表的首元节点开始遍历 若查找到则 返回该书籍的指针 若没找到 则返回 NULL 按作者查询的书籍可能 不止一种 一样从头结点开始遍历数据 每查到一个 则输出该书信息 并且继续往下查询 该函数没有返回者 读者可以根据查询到的数据 记下编号或者书名来进一步确认该书籍信息 然后借阅该书籍 按书号 查询 书号作为 KEY 值 在书籍里面是独一无二的 我们建立一个索 引表 每两个 key 之间有 5 本书籍 这样根据所查书籍的书号可以确认 该书在那个大概的区段 但后从该区段的首地址往下搜索最多 5 次便可 确认该书的位置或者确认该书是否存在于该书库中 查询读者信息读者登录之后可以查阅自己信息 从读者头结点开始 往下查询 若查询到该读者 则返回该读者指针 并且显示该读者信息 若没有查找到 则返回 NULL A 借阅模块 函数声明 void borrow reader temp book Bhead 借书 说明 Temp 是该读者的指针 Bhead 是该书籍链表的头指针 该函数的流程图 如下 图书馆管理系统 登陆注册 借阅归还个人信息个人信息归还入库 N 进入查找 按书名查找按书号查找按作者查找 进入借阅 输入书名 继续借阅 退出借阅 输入书号输入作者 未找到 找到 借阅找到 借阅成功 找到 Y N Y Y N B 归还模块 函数声明 void returnbook book bhead reader temp 还书 说明 bhead 是书籍链表的头指针 temp 是借阅者的指针 流程图如下 进入归还 输入书号 存在 归还 归还成功 退出归还 Y N Y N C 插入模块 函数声明 void insert book bhead 入库 说明 bhead 是书籍链表的头指针 流程图如下 三 算法设计 输入书号 书号合格 输入书籍信息 继续输入 Y N Y N 开始入库 结束输入 1 读者信息存储 读者信息采用线性单链表存储 设置头结点 头结点不存储数据 初始化时头结点 next 设置为空 然后每从文件中读取一组数据 则将 该数据存入新开辟的空间 链接到读者信息链表中 再将该数据的 next 置空 2 书籍信息存储 书籍信息存储采用单链表存储 设置头结点 头结点不存储数据 头结点的 next 为空 初始化时 从文件中读取一个格式化的数据 则 将该数据存入新开辟的空间 并将该节点链接到链表中去 将 next 置 空 3 查找 查找分按书名查找 按作者查找和按书号查找 按书名查找是采用 遍历线性链表的方式 从首元结点开始向下遍历 检查输入的书名和已 存的书名是否匹配 如果匹配 则将该书籍的指针返回 然后查找结束 若直到最后也没找到 则返回空 按作者查找则根据输入的作者名 从 书籍链表的首元结点开始遍历 检查记录中的读者信息和输入的是否匹 配 若找到匹配的 则输出该书籍信息 然后继续向下遍历 直到链表 尾部 查找结束 按书号查找则是根据建立的索引表来查找记录 索引表是一个线性单链表 每个索引节点包含 3 个内容 该索引的 key 值 该 key 值指向的书籍节点 该索引节点的下一个索引节点所在 的位置 设定书籍链表中每 5 本书籍取一个 key 值 从书籍链表的首元 结点开始 索引链表的头结点也为空 首元结点存储书籍链表的第一个 记录的书号 第一个节点的位置和下一个索引节点的位置 然后按书号 查找时 先查找索引表 找到最近的入口 再从索引节点进入书籍节点 查找到该书籍 返回该书籍的指针 按索引表在较大的数据查询时可以 用空间换时间的方式减少查询时间 达到提高效率的结果 但是这样分 配新的节点需要占用空间 而且每次有新增书籍需要重新生成索引表 这样需要删除源节点空间 以免造成内存浪费 四 详细程序清单 1 头文件定义 头文件 library h 定义了 3 个结构体 书籍结构体 读者结构体和索 引表结构体 其中书籍结构体和索引表结构体已经给出 这里不再赘述 索引表结构体的定义如下 typedef struct KEY 索引表结点 long key book adress struct KEY next keynode 头文件还包含一些系统头文件的声明 include stdio h include string h include conio h include windows h 还有一些函数的声明 用 ifndef endif 来包含 以免重复包含 2 插入部分 插入部分分为书籍入库 读者注册 登陆 3 大块 分 3 个函数 声 明如下 void insert book bhead 入库 void reg reader head 注册 reader login reader rhead book bhead 登陆 这 3 个函数分别实现新书入库 读者注册 登陆等功能 入库功能 只有管理员才能调用 其余函数均可以调用 在主函数界面就可以 3 读写模块 此模块主要实现向文件写入 读取数 主要是 2 个文件 reader txt book txt 分为 4 个函数 读者读 写函数 书籍读 写函 数 定义如下 book Bload 书籍链表读取 reader Rload 读者链表读入 void Bsave book Bhead 书籍信息链表写入 void Rsave reader Rhead book bhead 读者信息链表写入 读者和书籍链表的初始化就由读取函数完成 若文件为空则返回空 指针 若不为空 则将文件里面的信息写入到链表中 每读出一个数据 分配一个空间 将该信息输入 4 查找模块 查找模块分书籍查找模块 读者查找模块 书籍查找模块分线性链 遍历查询 索引表查询 读者查询直接遍历读者链表 查找该读者 若 存在 返回指针 不存在则返回 NULL 查找模块的定义如下 book S name book head char name 按书籍名查找函数 void S author book head 按作者查找 keynode initindex book head 初始化建立索引表 book S number long num book bhead 按书号查找 reader S reader reader rhead long num 查找读者 5 显示模块 根据给出的节点指针 显示该节点所包含的信息 显示分为读者显 示和书籍信息显示 读者信息显示包含书籍信息显示 以便显示读者所 借书的信息 这两个函数的声明如下 void showR reader tr book bhead 显示读者信息函数 void showB book p 显示书籍信息函数 这个模块还有 2 个小函数 用于将存入的性别 F M 转化成汉字 将存的权限 1 0 转化成 管理员 读者 输出 这两个函数的 定义如下 char sc char p if p F p f return 女 else return 男 char lc int i if i 1 return 管理员 else return 读者 6 风格函数 Style 这个函数用来设置运行的界面颜色 并调用时执行清屏 还 有密码保护函数 这个函数可以保护输入的密码不显示在界面上 不被 别人看到 这个函数的定义如下 void intpsd char psd 密码保护函数 int i 0 char c while c getch 13 用 getch 读入的回车值为 13 if c b i 输出内容为退格 空格 退格 擦掉 一个字符 psd i 0 return 这个模块还有几个菜单界面 不再赘述 五 程序运行结果 1 登陆界面 2 入库界面 3 借阅界面 4 还书界面 六 心得体会 这个程序设计大作业相对去年的程序设计大作业来说 难度有所提高 主要是使用了一些数据的处理方法 在数据的存储 调用 查找 排序灯 方面都得到了充分的锻炼 巩固了数据结构的基本知识 加深了对 C 语言 知识的巩固 并尝试了一些新的想法和思路 在整个程序设计过程中收获 颇多 在处理数据和程序代码方面都得到了很大的锻炼 这次课程设计使我看到了很多不足 主要是对语言还理解不够透彻 一 知半解等现象 也没有做出很漂亮的界面来支撑程序 而且个人感觉有些 凌乱 总之 这次程序设计大作业 感受颇多 今后还要继续努力 七 参考文献 1 严蔚敏 吴伟民 数据结构 C 语言版 北京 清华大学出版社 2010 3 2 蒋清明 黄晓宇 向德生等 C 语言程序设计 北京 人民邮电出版社 2008 4 3 李春葆等 数据结构教程 C 语言版 北京 清华大学出版社 2005 1 源码 1 library h ifndef LIBRARY INCLUDE 条件编译 防止重复包含 define LIBRARY INCLUDE include stdio h include string h include conio h include windows h include time h typedef struct BOOK long number char name 30 char author 30 char press 30 long presstime int exist int total struct BOOK next book typedef struct KEY long key book adress struct KEY next keynode typedef struct READER long number char name 15 char sex char password 16 int residue long borrowed 10 2 int limit struct READER next reader 以下是函数声明 char lc int i 将权限转换成可显示易理解的汉字 char sc char p 将性别转换成可现实易理解的文字 void showR reader tr book bhead 显示读者信息函数 void showB book p 显示书籍信息函数 book S name book head char name 按书籍名查找函数 void S author book head 按作者查找 keynode initindex book head 初始化建立索引表 void delkey keynode keyhead book S number long num book bhead 按书号查找 reader S reader reader rhead long num 查找读者 book Bload 书籍链表读取 reader Rload 读者链表读入 void Bsave book Bhead 书籍信息链表写入 void Rsave reader Rhead book bhead 读者信息链表写入 void insert book bhead 入库 void reg reader head 注册 reader login reader rhead book bhead 登陆 void borrow reader temp book Bhead 借书 void returnbook book bhead reader temp 还书 void style 风格函数 void intpsd char psd 密码保护函数 void menu struct BOOK Bhead reader Rhead 菜单 void menu2 reader temp reader rhead book bhead long backtime 结束时间 endif 2 borrow return cpp include library h 借阅借阅 void borrow reader temp book Bhead style long num int i char t k name 30 book Bbook while 1 printf n printf n 欢迎使用欢迎使用 借阅系统借阅系统 printf n printf n 请输入您要查找借阅书籍的方式请输入您要查找借阅书籍的方式 printf n 1 按书号查找 按书号查找 n printf n 2 按作者查找 按作者查找 n printf n 3 按书名查找 按书名查找 n printf n 4 返回主菜单 返回主菜单 n t getch switch t case 1 printf n 请输入您要查找的书籍编号请输入您要查找的书籍编号 scanf d if Bbook S number num Bhead NULL showB Bbook printf n 请问你是否要借阅该书籍请问你是否要借阅该书籍 Y N k getch if k Y k y goto borrow else break else break case 2 S author Bhead break case 3 printf n 请输如您要查找的书籍名请输如您要查找的书籍名 scanf s name if Bbook S name Bhead name NULL showB Bbook printf n 请问你是否要借阅该书籍请问你是否要借阅该书籍 Y N k getch if k Y k y goto borrow else break else continue break default return borrow if Bbook NULL Bbook exist for i 0 iborrowed i 0 0 temp borrowed i 0 Bbook number temp borrowed i 1 backtime break printf n 借阅成功借阅成功 else if temp residue 0 printf n 您只能借阅您只能借阅 10 本书籍本书籍 else if Bbook exist 0 printf n 该书没有库存该书没有库存 请借阅其他书籍请借阅其他书籍 printf n 您要继续借阅书籍吗您要继续借阅书籍吗 Y N t getch if t y t Y continue else break void returnbook book bhead reader temp 还书还书 long num int i j 0 char t book p printf n printf n 欢迎使用欢迎使用 还书系统还书系统 printf n printf n n 请输入您所还书的编号请输入您所还书的编号 scanf d for i 0 iborrowed i 0 j 1 p S number num bhead if p NULL printf n 书本编号书本编号 书籍名称书籍名称 出版社名称出版社名称 出版时间出版时间 作者作者 printf n printf n 8d 12s 14s 8d 14s p number p name p press p presstime p author printf n n printf n 确认归还该书籍确认归还该书籍 Y N t getch if t Y t y p exist temp residue for i 0 iborrowed i 0 num temp borrowed i 0 0 temp borrowed i 1 0 break else return else printf n 编号有误编号有误 请仔细检查请仔细检查 3 insert cpp include library h void insert book bhead 入库 style long t book temp1 temp temp2 temp1 bhead next printf n printf n 欢迎使用 入库系统 printf n while 1 printf n 请输入您给定书的编号 6 位以内的正整数 scanf d if t999999 printf n 您的编号不在处理范围 1 999999 之内 fflush stdin continue else temp2 S number t bhead if temp2 NULL break else temp2 total temp2 exist printf n 编号为 d 的书已存在 入库成功 t return temp book malloc sizeof book temp number t printf n 请输入书名 scanf s temp name printf n 请输入本书作者 scanf s temp author printf n 请输入本书出版社 scanf s temp press printf n 请输入本书出版时间 scanf d temp next NULL temp total 1 temp exist 1 if bhead next NULL bhead next temp else while temp1 next NULL temp next temp1 next temp1 next temp printf n printf n 入库成功 printf n void reg reader head 注册 style long i 1000 int j char t1 16 t2 16 reader temp head next reader p reader malloc sizeof reader printf n printf n 欢迎使用 注册系统 printf n printf n 请输入姓名 scanf s p name getchar while 1 printf n 请输入性别 n M 男性 n F 女性 p sex getchar if p sex F p sex f p sex M p sex m break else printf n 阁下既非男 又非女 莫非来自泰国 while 1 while 1 printf n 请输入您的密码 intpsd t1 if strlen t1 password t1 break else printf n 您两次输入的密码不一致 p residue 10 p next NULL for j 0 jborrowed j 0 0 p borrowed j 1 0 if temp NULL p number i head next p p limit 1 else i while temp next NULL i temp temp next p number i p limit 0 temp next p showR p NULL reader login reader rhead book bhead 登陆 long num char pass 16 int i 5 reader reader style printf n printf n 欢迎使用 登陆系统 printf n while 1 printf n 请输入您的借阅证号 scanf d if reader S reader rhead num NULL printf n 没有找到您所在编号的读者 getch return NULL else break while i 0 printf n 请输入密码 intpsd pass if strcmp pass reader password 0 return reader else printf n 密码错误 return NULL 4 load save cpp include library h book Bload 书籍链表读取 FILE p book Bhead book malloc sizeof book book temp temp1 Bhead next NULL if p fopen book txt r NULL printf n 打开文件 book txt 失败 请检查 return NULL else fgetc p if feof p 未到文件尾 printf n 非空 rewind p 返回文件头 temp book malloc sizeof book fscanf p 14d 12s 18s 8d 14s 4d 4d n temp next NULL Bhead next temp while feof p temp1 book malloc sizeof book fscanf p 14d 12s 14s 8d 18s 4d 4d n temp1 next NULL temp next temp1 temp temp next printf n 书籍信息读取成功 return Bhead reader Rload 读者链表读入 FILE p int i reader temp temp1 reader Rhead reader malloc sizeof reader Rhead next NULL if p fopen reader txt r NULL printf n 打开文件 reader txt 失败 请检查 return NULL else fgetc p if feof p 文件未到尾部 rewind p temp reader malloc sizeof reader fscanf p 12d 10s 3c 8d 2d 12s for i 0 iborrowed i 0 fscanf p 10d temp next NULL Rhead next temp while feof p printf a temp1 reader malloc sizeof reader fread temp1 sizeof reader 1 p temp1 next NULL temp next temp1 temp temp next printf n 读者信息读取成功 return Rhead void Bsave book Bhead 书籍信息链表写入 FILE p book temp Bhead next if temp NULL return else if p fopen book txt w NULL printf n 打开 book txt 失败 while temp NULL showB temp fprintf p 14d 12s 14s 8d 14s 4d 4d n temp number temp name temp press temp presstime temp author temp total temp exist temp temp next printf n 存储书籍成功 void Rsave reader Rhead book Bhead FILE p int i reader temp Rhead next if temp NULL return else if p fopen reader txt w NULL printf n 打开 reader txt 失败 while temp NULL Sleep 1000 showR temp Bhead fprintf p 12d 10s 3c 8d 2d 12s temp number temp name temp sex temp residue temp limit temp password for i 0 iborrowed i 0 fprintf p 10d temp borrowed i 1 temp temp next printf n 存储读者成功 5 search cpp include library h 按书名查找书 book S name book head char name book temp head next if temp NULL printf n 书库中还没有书籍 请入库 else while temp NULL if strcmp temp name name 0 printf n 书名为 的书存在 name break else temp temp next return temp 按书作者查找 void S author book head char author 30 book temp head next if temp NULL printf n 书库中还没有书籍 请入库 else printf n 请输入您要查找的作者名 scanf s author while temp NULL if strcmp author temp author 0 showB temp temp temp next getch keynode initindex book head 初始化建立索引表 int i book temp head next keynode tempkey p printf n 初始化索引表开始 keynode keyhead keynode malloc sizeof keynode keyhead next NULL tempkey keyhead next if temp NULL p keynode malloc sizeof keynode 给索引节点分配空间 p key temp number p adress temp p next NULL 数据赋完 剩下插入 keyhead next p tempkey keyhead next while temp NULL for i 0 inext NULL i temp temp next if ikey temp number p adress temp p next NULL tempkey next p tempkey tempkey next getch return keyhead void delkey keynode keyhead keynode temp if keyhead next NULL free keyhead else while keyhead NULL temp keyhead keyhead keyhead next free temp printf n 索引表清空 按索引表查找 book S number long num book bhead int i book p keynode keyhead initindex bhead keynode tempkey keyhead next if tempkey NULL printf n 书库没有记录 请输入 delkey keyhead return NULL else while tempkey next NULL if tempkey keynext keynext else break if tempkey NULL printf 没有找到编号为 d 的书籍 num delkey keyhead return NULL else p tempkey adress for i 0 inumber num showB p delkey keyhead return p else p p next delkey keyhead return NULL reader S reader reader rhead long num 查找读者 reader temp rhead next if temp NULL printf n 文件中没有数据导入 请检查修复系统 return NULL else while temp if temp number num return temp else temp temp next return temp 6 showing cpp include library h void showR reader tr book bhead int i book p printf n printf n 读 者 信 息 printf n printf n printf n 借阅证号 姓 名 性别 剩余可借 已借本数 权限 printf n printf n 12d 10s 6s 8d 8d 6s tr number tr name sc tr sex tr residue 10 tr residue lc tr limit printf n printf n 以下为所借书籍信息 n for i 0 iborrowed i 0 0 continue else printf n d tr borrowed i 0 p S number tr borrowed i 0 bhead printf n printf n 书本编号 书籍名称 出版社名称 出版 时间 作者 借书日期 可借时间 printf n printf n 8d 12s 14s 8d 14s 8d 2 个月 p number p name p press p presstime p author tr borrowed i 1 printf n n void showB book p printf n printf n 书本编号 书籍名称 出版社名称 出版时间 作者 共计 可借 printf n printf n 8d 12s 14s 8d 14s 4d 4d p num