Java程序设计-项目驱动式教程10图书管理系统设计与实现

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年

月目录CONTENTWS01.项目开发环境搭建02.学生成绩管理03.学生基本信息管理04.不同类别学生信息管理05.学生基本信息查找与计算目录CONTENTWS06.使用集合实现学生信息管理07.学生信息管理系统异常处理08.使用文件实现学生信息存储09.使用JDBC实现学生信息管理10.图书管理系统设计与实现项目

十

图书管理系统设计与实现项目10图书管理系统设计与实现任务一系统设计任务二

功能模块实现知识目标掌握Java项目系统设计的方法。掌握Java项目功能模块实现的方法。能力目标能够分析系统需求，设计系统功能模块，并完成Java项目的开发。能够开发简单的信息管理系统。素养目标提升化繁为简、系统化处理问题的能。提升运用理论知识解决实际问题的能力。点击跳过情境扫码观看“图书管理系统设计与实现”视频，讨论并回答下列问题问题1：图书管理系统一般应具备哪些功能？问题2：在使用

Java

开发图书管理系统时，如何确保数据的安全性和程序的健壮性？图书管理系统设计与实现扫码学习任务一系统设计系统问题分析传统管理模式依赖人工，存在效率低、易出错及信息滞后问题，难以满足现代图书馆高效运营与个性化服务需求。核心功能设计管理员可增删查图书、管理借阅记录；读者支持图书检索、借还操作及个人借阅查询，系统需功能完善且操作便捷。图书管理系统

在图书管理系统中，管理员和读者的权限完全分离，管理员仅管理图书，如果要借阅和归还图书须登录读者账号。根据需求分析，图书管理系统可划分为用户注册、登录和退出，图书管理，借阅管理三大功能模块。

图书管理系统各功能模块的详细设计

实现用户注册、登录和退出系统功能。（1）用户注册、登录和退出模块功能

管理员登录时，实现添加图书、根据图书

ID

更新和删除图书、查询指定图书和所有图书功能；读者登录时，实现查询指定图书和所有图书功能。其中，查询指定图书包括按图书名称查询和按图书ISBN查询。（2）图书管理模块

管理员登录时，实现查询所有用户的借阅记录功能；读者登录时，实现根据图书ID借阅和归还图书、查询本人的借阅记录功能。（3）借阅管理模块数据库结构

创建MySQL的library数据库，包含users、books、records三张数据表，分别存储用户、图书及借阅记录信息。用户信息表设计Users表字段包括用户ID（主键）、姓名、联系方式、注册时间，支持姓名模糊查询与借阅权限管理。users表的详细结构字段名数据类型说

明idINT用户

ID，自增主键（在插入新记录时，数据库自动为指定字段赋予一个连续递增的数值，无须用户手动赋值）usernameVARCHAR(50)用户名，唯一标识，不能为空passwordVARCHAR(100)密码，不能为空identityVARCHAR(50)身份，不能为空real_nameVARCHAR(50)姓名emailVARCHAR(50)邮箱phoneVARCHAR(20)联系方式created_atTIMESTAMP用户信息记录创建时间，默认为系统当前时间updated_atTIMESTAMP用户信息记录更新时间，默认为系统当前时间字段名数据类型说

明idINT图书ID，自增主键isbnVARCHAR(20)图书ISBN，唯一标识，不能为空titleVARCHAR(255)图书名称，不能为空authorVARCHAR(100)图书作者，不能为空publisher_nameVARCHAR(100)出版社publish_dateVARCHAR(11)出版日期stockINT图书库存，不能为空created_atTIMESTAMP图书信息记录创建时间，默认为系统当前时间updated_atTIMESTAMP图书信息记录更新时间，默认为系统当前时间

books表的详细结构字段名数据类型说

明idINT借阅记录ID，自增主键user_idINT借阅用户ID，外键，不能为空book_idINT借阅图书ID，外键，不能为空borrow_dateTIMESTAMP借阅时间，默认为系统当前时间due_dateDATETIME到期时间，默认为借阅时间加3个月return_dateTIMESTAMP归还时间，默认为空statusVARCHAR(20)借阅状态，包括“借阅”和“归还”，不能为空

records表的详细结构TIMESTAMPTIMESTAMP（时间戳）是数据库中常用的一种数据类型，用于表示日期和时间。在MySQL数据库中，可以使用NOW()方法获取系统当前日期和时间。

创建数据库和表的

SQL

语句均保存在本书配套素材“素材与实例”/“项目十”/“创建数据库和表的SQL语句.txt”文件中。系统架构Java图书管理系统的分层包设计，包括数据库连接、实体、数据访问、管理和主类，实现模块化与职责分离。模块功能数据库连接类负责数据交互，实体类封装信息，数据访问类操作实体，管理类处理逻辑，主类提供菜单及调用功能。

系统设计需求分析系统类设计功能模块设计数据库设计任务二功能模块实现

在项目的

src

目录下新建

library/utils

包，在

utils

包中新建

DBConnection

类（DBConnection.java），在类中定义数据库连接常量，以及

connection()静态方法连接数据库。/*Catchpackagelibrary.utils;importjava.sql.*;publicclassDBConnection{//定义数据库服务器地址常量privatestaticfinalStringURL="jdbc:mysql"+"://127.0.0.1:3306/library";……（详见教材）

【实现代码】

提示用户输入用户名、密码、身份、姓名、邮箱和联系方式等信息，并将用户信息记录插入用户信息表。用户注册

提示用户输入用户名和密码，然后根据用户名从用户信息表中查询用户信息。用户登录

退出图书管理系统。退出系统1．创建User类

在项目的

src

目录下新建library/entity包，在

entity

包中新建

User

类（User.java），在类中定义用户信息成员变量及相应的Getter方法和Setter方法。packagelibrary.entity;importjava.time.LocalDateTime;publicclassUser{privateIntegerid; //定义用户ID变量……（详见教材）

【实现代码】2．创建UserDao接口及其实现类UserDaoImpl

在项目的

src

目录下新建

library/dao

包，在

dao

包中新建

UserDao

接口（UserDao.java），在接口中声明

addUser()抽象方法添加用户，queryUserByUsername()抽象方法根据用户名查询用户，所有方法都声明抛出SQLException异常。（1）packagelibrary.entity;importjava.time.LocalDateTime;publicclassUser{privateIntegerid; //定义用户ID变量……（详见教材）

【实现代码】（2）

在

dao

包中新建UserDaoImpl类（UserDaoImpl.java），在类中实现UserDao接口的所有抽象方法，在方法中使用PreparedStatement接口预编译

SQL

语句，并执行插入和查询操作。packagelibrary.dao;importlibrary.entity.User;importlibrary.utils.DBConnection;importjava.sql.*;//定义用户数据访问接口实现类……（详见教材）

【实现代码】3．创建UserManage类

在项目的

src

目录下新建

library/service

包，在

service

包中新建

UserManage

类（UserManage.java），在类中定义带参数的构造方法初始化

Scanner

类对象和

UserDao

接口类型变量；定义userRegist()方法实现用户注册，userLogin()方法实现用户登录，并在方法中捕获异常。packagelibrary.service;importlibrary.dao.UserDao;importlibrary.dao.UserDaoImpl;importlibrary.entity.User;importjava.sql.SQLException;importjava.util.Scanner;……（详见教材）

【实现代码】添加图书

判断用户身份，如果是管理员，则提示输入图书信息，并将图书信息记录插入图书信息表，否则提示没有权限添加图书。更新图书

判断用户身份，如果是管理员，则提示输入要更新的图书信息，并根据图书ID更新图书信息表中的图书信息记录，否则提示没有权限更新图书。删除图书

判断用户身份，如果是管理员，则根据图书

ID

删除图书信息表中的图书信息记录，否则提示没有权限删除图书。查询所有图书

从图书信息表中查询所有图书信息，并显示查询到的图书信息。查询指定图书

根据图书名称或图书

ISBN

从图书信息表中查询指定图书信息，并显示查询到的图书信息。返回主菜单

返回图书管理系统主菜单。Book类

在

entity

包中新建

Book

类（Book.java），在类中定义图书信息成员变量及相应的Getter方法和Setter方法，并重写toString()方法返回图书信息字符串。1．创建Book类packagelibrary.entity;importjava.time.LocalDateTime;publicclassBook{privateIntegerid; //定义图书ID变量……（详见教材）

【实现代码】2．创建BookDao接口及其实现类BookDaoImpl(1)

在

dao

包中新建

BookDao

接口（BookDao.java），在接口中声明

addBook()抽象方法添加图书，updateBook()抽象方法根据图书

ID

更新图书，queryBookById()抽象方法根据图书

ID

查询图书，queryBookByIsbn()抽象方法根据图书

ISBN

查询图书，queryBooksByName()抽象方法根据图书名称查询图书，queryAllBooks()抽象方法查询所有图书，deleteBookById()抽象方法根据图书

ID

删除图书，所有方法都声明抛出SQLException异常。packagelibrary.dao;importlibrary.entity.Book;importjava.sql.SQLException;importjava.util.List;publicinterfaceBookDao{ //定义图书数据访问接口……（详见教材）

【实现代码】(2)

在

dao

包中新建BookDaoImpl类（BookDaoImpl.java），在类中实现BookDao接口的所有抽象方法，在方法中使用

PreparedStatement

接口预编译

SQL

语句，并执行插入、更新、查询和删除操作。在类中还定义

toBook()方法将查询返回的结果集解析为Book类对象，toList()方法将解析的Book类对象添加到图书列表中。packagelibrary.dao;importlibrary.entity.Book;importlibrary.utils.DBConnection;importjava.sql.*;importjava.util.*;//定义图书数据访问接口实现类……（详见教材）

【实现代码】

SQL

语句

在

SQL

语句中，可以在

WHERE

子句中使用

LIKE

操作符匹配特定模式的字符串。LIKE

操作符通常与通配符“%”和“_”一起使用，其中“%”表示匹配零个或多个字符，“_”表示匹配一个字符。例如，“WHEREnameLIKE'%程序%'”会匹配所有包含“程序”的字符串；“WHEREnameLIKE'_a%'”会匹配所有第二个字符为“a”的字符串。在

service

包中新建

BookManage

类（BookManage.java），在类中首先定义带参数的构造方法初始化

User

类对象、Scanner

类对象和

BookDao

接口类型变量；然后定义addBook()方法、updateBook()方法、deleteBook()方法、queryBook()方法和queryAllBooks()方法，在方法中提示用户输入图书相关信息，调用相应的方法实现图书管理，并在方法中捕获异常。3．创建BookManage类packagelibrary.service;importlibrary.dao.BookDao;importlibrary.dao.BookDaoImpl;importlibrary.entity.Book;importlibrary.entity.User;importjava.sql.SQLException;importjava.time.LocalDateTime;……（详见教材）

【实现代码】借阅图书

判断用户身份，如果是读者，则根据图书

ID

从图书信息表中查询图书信息，然后判断该图书是否存在且库存是否大于

0。归还图书

判断用户身份，如果是读者，则根据图书

ID

从图书信息表中查询图书信息，然后判断该图书是否存在。查询借阅记录

判断用户身份，如果是读者，则根据用户

ID

从借阅记录表中查询借阅记录。返回主菜单

返回图书管理系统主菜单。1．创建Record类

在

entity

包中新建

Record

类（Record.java），在类中定义借阅记录成员变量及相应的Getter方法和Setter方法，并重写toString()方法返回借阅信息字符串。packagelibrary.entity;publicclassRecord{privateIntegerid; //定义借阅记录ID变量privateIntegeruserId; //定义用户ID变量privateIntegerbookId; //定义图书ID变量……（详见教材）

【实现代码】2．创建RecordDao接口及其实现类RecordDaoImpl（1）

在

dao

包中新建

RecordDao

接口（RecordDao.java），在接口中声明

borrowBook()抽象方法借阅图书，returnBook()抽象方法归还图书，queryRecordsByUserIdAndBookId()抽象方法根据用户

ID

和图书

ID

查询借阅记录，queryRecords()抽象方法查询借阅记录，所有方法都声明抛出SQLException异常。packagelibrary.dao;importlibrary.entity.User;importlibrary.entity.Record;importjava.sql.SQLException;importjava.util.List;……（详见教材）

【实现代码】

在

dao

包中新建

RecordDaoImpl

类（RecordDaoImpl.java），在类中实现

RecordDao接口的所有抽象方法，在方法中使用

PreparedStatement

接口预编译

SQL

语句，并执行插入、更新和查询操作。在queryRecords()方法中，判断用户身份：如果是读者，则根据用户ID从借阅记录表中查询借阅记录，并关联查询用户信息表和图书信息表中的相关记录；如果是管理员，则查询借阅记录表中的所有借阅记录，并关联查询用户信息表和图书信息表中的相关记录，最后将查询返回的结果集解析为Record类对象，并将解析的Record类对象添加到借阅记录列表中。（2）packagelibrary.dao;importlibrary.entity.Record;importlibrary.entity.User;importlibrary.utils.DBConnection;importjava.sql.*;……（详见教材）

【实现代码】INNERJOIN（内连接）在

SQL

语句中，INNERJOIN（内连接）用于多表关联查询，它可以根据两个或多个表之间的相关字段将满足连接条件的记录组合成新的结果集。例如，“FROMrecordsINNERJOINusersONrecords.user_id=users.id”表示查询records表中user_id与users表中id匹配的所有记录，并将它们组合成一个结果集。3．创建RecordManage类

在

service

包中新建

RecordManage

类（RecordManage.java），在类中首先定义带参数的构造方法初始化

User

类对象、Scanner

类对象、BookDao

接口类型变量和

RecordDao接口类型变量，然后定义

borrowBook()方法、returnBook()方法和

showRecords()方法，在方法中提示用户输入图书相关信息，调用相应的方法实现借阅记录管理，并在方法中捕获异常。packagelibrary.service;importlibrary.dao.*;importlibrary.entity.User;importlibrary.entity.Book;importlibrary.entity.Record;……（详见教材）

【实现代码】在

borrowBook()方法和

returnBook()方法中检查当前用户是否为读者，以及输入的图书ID是否为整数。图书管理系统功能菜单具体操作:在项目的

src

目录下新建

library/app

包，在

app

包中新建

Main

类（Main.java），在类中定义

loginMenu()方法显示用户注册、登录和退出菜单，mainMenu()方法显示主菜单，bookMenu()方法显示图书管理菜单，borrowMenu()方法显示借阅管理菜单，在方法中检查输入的操作选项是否为整数，并根据输入的选项调用相应的方法；添加

main()方法，在方法中调用loginMenu()方法。packagelibrary.app;importlibrary.entity.User;importlibrary.service.BookManage;importlibrary.service.RecordManage;importlibrary.service.UserManage;……（详见教材）

【实现代码】1．用户注册功能测试（1)

运行

Main

类，控制台会显示用户注册、登录和退出菜单，输入

1，根据提示输入管理员信息，注册一个管理员账号。注册管理员账号（2)

管理员账号注册成功后，继续输入

1，根据提示输入读者信息，注册一个读者账号。注册读者账号2．管理员功能测试（1)

在用户注册、登录和退出菜单中输入

2，然后使用管理员账号登录系统，跳转到主菜单。登录管理员账号（2)在主菜单中输入

1，跳转到图书管理菜单，继续输入

1，根据提示输入图书信息，添加一本图书；图书添加成功后，再次输入

1，根据提示输入图书信息，添加另一本图书。

添加两本图书（3)在图书管理菜单中输入5，查询所有图书信息。查询所有图书信息（4)在图书管理菜单中输入

2，然后输入要更新图书的

ID，如

1，根据提示输入要更新的图书信息，此处更新图书ID为1的图书的库存。更新图书（5)在图书管理菜单中输入

4，跳转到图书查询菜单，然后输入

1，根据图书名称查询图书信息，此处查询图书名称包含“Java项目开发”的图书信息。根据图书名称查询图书信息（6)在图书管理菜单中输入

3，然后输入要删除图书的

ID，如

2，删除图书。删除图书（