【Java】圖書管理系統(菜鳥版)

前言

在前面的幾節博客中，山居向大家剖析了類和物件，介紹了包，詳析了面向物件的基本特征，生動講解了什么是介面，總結的程序中，收益匪淺，

此次，山居將容這些東西于一體，寫一個 Java 圖書管理系統

通通都沒有！（不是），，，

該圖書館管理系統只是為了總結之前所學，將其投入應用當中，不整太高級的，只為融會貫通，菜鳥版圖書管理系統，菜鳥值得擁有！

一、物件與功能剖析

面向物件編程首先需要明白物件都有哪些

建立一個圖書管理圖書系統應該有的大體物件有：圖書，用戶以及管理系統的各種功能

關于圖書

需要一個類（Book）包含圖書的各項資訊

需要一個書架，將書（Book）放在其中

關于用戶

普通用戶

圖書管理員

關于功能(對于不同的用戶實作的功能有所不同)

普通用戶：

• 查找書籍
• 借閱書籍
• 歸還書籍
• 退出系統

圖書管理員：

• 查找書籍
• 增加書籍
• 洗掉書籍
• 列印書籍
• 整理書籍
• 退出系統

所有的功能都是針對 BookList 類展開的，為了將各種方法聯系在一起，需要功能們都實作介面 IFunction，重寫該介面中的抽象方法，

最后還需要一個 Main 類將上面的類、各種資訊串通在一起

二、代碼實作

此次的專案一共建立了三個包來裝類

• Book 包：裝圖書相關類
• Users 包：裝用戶類
• Function 包：裝功能類

2.1 Book包

2.1.1 書籍類（Book）

• 書籍資訊包括書名、作者、價格以及是否被借出（為了安全性，實作封裝，書籍資訊用 private 關鍵字修飾）
• 提供書籍資訊的 Getter and Setter 方法（alt + insert -> Getter and Setter），使外界可以獲取書的資訊
• 提供書籍類含有書名、作者、價格的三個引數的構造方法（借出狀態是一種狀態，無需傳參）
• 重寫 toString 方法（alt + insert -> toString()），可以做適當的修改，例如借出狀態默認為 false（列印未借出），當書被借出，其狀態為 true （列印已借出）

package Book;

public class Book {
    //書籍相關資訊
    private String name;
    private String author;
    private Double price;
    private Boolean isBorrow = false ;
    //書籍資訊的 Getter and Setter 方法
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getAuthor() {
        return author;
    }
    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }
    public Double getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(Double price) {
        this.price = price;
    }
    public Boolean getBorrow() {
        return isBorrow;
    }
    public void setBorrow(Boolean borrow) {
        isBorrow = borrow;
    }
    public Book(String name, String author, Double price) {
        this.name = name;
        this.author = author;
        this.price = price;

    }
    //重寫 toString 方法
    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", author='" + author + '\'' +
                ", price=" + price +
                ", isBorrow=" + ((isBorrow)?"已借出":"未借出") +
                '}';
    }
}

注意：

在 Java 中也有 Book類，而我們需要使用的我們自定義的 Book 類，在實體>化的時候需要匯入正確的包（import Book.Book;），否則會報錯

2.1.2 書架類（BookList）

• 書架中包含書本的數目（bookCount）和各種 Book 型別的書（創造Book型別的 books 陣列）
• 提供 BookList 類的無參的構造方法來初始化 books 陣列（在這里放了三本書），書本的數目（bookCount）為3
• 提供 returnBook 方法，回傳 books 陣列中下標為 i 的書籍，例如列印書籍功能就需要該方法訪問到每本書籍
• 提供 setBooks 方法，在books 陣列中下標為 num 的位置放置書籍，例如增加書籍功能中就需要在遍歷完 books 陣列來確認書架上沒有想要增加的書的情況下，在下標為 bookCount 的位置放置新增加的書
• 提供 getBookCount 方法，使外界獲取書本的數目
• 提供 setBookCount 方法，使外界可以改變書本的數目，例如洗掉書籍功能中就需要在遍歷完 books 陣列來確認書架上有想要洗掉的書的情況下，將書籍洗掉，通過該方法將書本數目減一

package Book;

public class BookList {
    private int bookCount;
    public Book[] books = new Book[20];
    public BookList() {
        books[0] = new Book("Java","C張三",32.8);
        books[1] = new Book("C++","B李四",59.0);
        books[2] = new Book("Python","A王五",29.8);
        this.bookCount = 3;
    }
    //回傳在i下標處的書本
    public Book returnBook(int i) {
        return books[i];
    }
    //在num位置放置一本書
    public void setBooks(Book book,int num) {
        books[num] = book;
    }
    //回傳此時書本的本數
    public int getBookCount() {
        return bookCount;
    }
    //改變書本的數目
    public void setBookCount(int bookCount) {
        this.bookCount = bookCount;
    }
}

2.2 Users 包

無論是普通用戶還是圖書管理員都共同屬于用戶，因此他們共同的資訊就可以寫在用戶類中，來繼承用戶類，從而達到代碼的重用

2.2.1 用戶類（User）

• 用戶都擁有的變數是用戶名字
• 提供用戶類含有一個引數（name）的構造方法
• 提供抽象方法 menu，因為普通用戶和圖書管理員的選單是不同的，重寫 menu，當發生向上轉型的時候，通過重寫的 menu 可以訪問到不同型別的用戶的選單，實作了多型
• 該類中還包含著 IFunction（介面）型別的陣列 iFunctions，因為不同型別的用戶可以實作的功能是不同的，可以在子類幫父類進行構造方法的構造時定義不同內容的 iFunctions
• 提供 getFunction 方法，對 bookList（通過 BookList 類實體化的物件即書架） 實作 iFunctions 陣列下標為 choice 的功能

package Users;
import Book.BookList;
import Function.IFunction;

public abstract class User {
    //用戶姓名
    protected String name;
    //該陣列可以接收不同型別用戶的功能
    protected IFunction[] iFunctions;
	//構造方法
    public User(String name) {
        this.name = name;
    }
    //需要被重寫以達到多型，拿到不同選單的抽象方法 menu
    public abstract int menu();
    //choice 表示iFunctions陣列的下標，choice 不同，實作的功能不同
    public void getFunction(int choice,BookList bookList) {
        this.iFunctions[choice].work(bookList);
    }
}

2.2.2 普通用戶類（NormalUser）

• 普通用戶類繼承了用戶類，幫父類進行構造的時候初始化父類的 iFunctions 的陣列
• 重寫父類的抽象方法 menu

package Users;
import Function.*;
import java.util.Scanner;

public class NormalUser extends User{
    public NormalUser(String name) {
        super(name);
        //初始化父類的 iFunctions 的陣列
        iFunctions = new IFunction[]{
                new ExitFunction(),
                new FindFunction(),
                new BorrowFunction(),
                new ReturnFuntion()
        };
    }
    // 重寫父類的抽象方法 menu
    @Override
    public int menu() {
        System.out.println("=========普通用戶選單==========");
        System.out.println("Hello " + this.name + " 歡迎來到圖書管理系統");
        System.out.println("1.查找書籍");
        System.out.println("2.借閱書籍");
        System.out.println("3.歸還書籍");
        System.out.println("0.退出系統");
        System.out.println("請選擇你想要進行的操作");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            int choice = scanner.nextInt();
            if (choice >= 0 && choice <= 3) {
                return choice;
            } else {
                System.out.println("選擇錯誤，請重新選擇！");
            }
        }
    }
}

2.2.3 圖書管理員類（Administrator）

和普通用戶類方法一樣

package Users;
import Function.*;
import java.util.Scanner;

public class Administrator extends User{
    public Administrator(String name) {
        super(name);
        //初始化父類的 iFunctions 的陣列
        iFunctions = new IFunction[] {
                new ExitFunction(),
                new FindFunction(),
                new AddFunction(),
                new DelFunction(),
                new DisplayFunction(),
                new SortFunction()
        };
    }
    // 重寫父類的抽象方法 menu
    @Override
    public int menu() {
        System.out.println("=========圖書管理員選單==========");
        System.out.println("Hello " + this.name + " 歡迎來到圖書管理系統");
        System.out.println("1.查找書籍");
        System.out.println("2.增加書籍");
        System.out.println("3.洗掉書籍");
        System.out.println("4.列印書籍");
        System.out.println("5.整理書籍");
        System.out.println("0.退出系統");
        System.out.println("請選擇你想要進行的操作");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            int choice = scanner.nextInt();
            if (choice >= 0 && choice <= 5) {
                return choice;
            } else {
                System.out.println("選擇錯誤，請重新選擇！");
            }
        }
    }
}

2.3 Function 包

實際上功能往往是放在最后完成的，除了功能以外的部分就是整個專案的框架，完成了框架后，再來實作功能就很簡單了，

2.3.1 IFunction 介面

實作介面 IFunction

package Function;
import Book.BookList;

public interface IFunction {
    void work(BookList bookList);
}

2.3.2 查找書籍（FindFunction）

遍歷 bookList 查看是否有想要查找的書籍

package Function;
import Book.BookList;
import java.util.Scanner;

public class FindFunction implements IFunction{
    @Override
    public void work(BookList bookList) {
        System.out.println("請輸入你想要查找的書籍：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String name = scanner.nextLine();
        int num = bookList.getBookCount();
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            if (name.equals(bookList.returnBook(i).getName())) {
                System.out.println(bookList.returnBook(i));
                System.out.println("查找成功！");
                return;
            }
        }
        System.out.println("不存在這本書！");
    }
}

2.3.3 增加書籍 （AddFunction）

• 重寫介面中的 work 方法
• 遍歷 bookList 里的所有書，當不存在該書時，就實體化一本書，通過 setBooks 方法將書放到書架上，通過 setBookCount 方法使書本數目加一

package Function;
import Book.Book;
import Book.BookList;
import java.util.Scanner;

public class AddFunction implements IFunction{
    @Override
    public void work(BookList bookList) {
        System.out.println("想要添加的書籍的名字：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String name = scanner.nextLine();
        int num = bookList.getBookCount();
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            if (name.equals(bookList.returnBook(i).getName())) {
                System.out.println("已經存在該本書！");
                return;
            }
        }
        System.out.println("書籍的作者：");
        String author = scanner.nextLine();
        System.out.println("書籍的價格：");
        Double price = scanner.nextDouble();
        Book book = new Book(name,author,price);
        bookList.setBooks(book,num);
        bookList.setBookCount(num + 1);
        System.out.println("增加成功！");
    }
}

2.3.4 洗掉書籍（DelFunction）

• 總體思想和增加一本書差不多
• 當在 bookList 中找到想要洗掉的書籍時（例如書籍所在的下標為 i ），那么就得到下標為 i + 1 的書籍使之覆寫下標為 i 處的書籍，i ++ ，切記i 的值一定要小于書本的數目減一，否則會訪問到非書籍的部分（越界）
• 洗掉成功后一定要記得將書本的數目減一

package Function;
import Book.BookList;
import java.util.Scanner;

public class DelFunction implements IFunction{
   @Override
   public void work(BookList bookList) {
       System.out.println("請輸入你想要洗掉的書籍：");
       Scanner scanner = new Scanner(System.in);
       String name = scanner.nextLine();
       int num = bookList.getBookCount();
       for (int i = 0; i < num; i++) {
           if (name.equals(bookList.returnBook(i).getName())) {
               for (int j = i; j < num - 1; j++) {
                   bookList.setBooks(bookList.returnBook(j + 1),j);
               }
               System.out.println("洗掉成功！");
               bookList.setBookCount(num - 1);
               return;
           }
       }
       System.out.println("不存在這本書！");
   }
}

2.3.5 列印書籍（DisplayFunction）

package Function;
import Book.BookList;

public class DisplayFunction implements IFunction{
    @Override
    public void work(BookList bookList) {
        int num = bookList.getBookCount();
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            System.out.println(bookList.returnBook(i));
        }
    }
}

2.3.6 整理書籍（SortFunction）

• 整理書籍即對 BookList 上的書籍以自己的想要的標準進行排序，這里就用到了 Comparator 介面，具體用法在生動例子詳解介面這一小節中有所介紹，這里就不多言
• 在 SortFunction 類中定義一個 Comparator 介面型別的陣列 comparators，通過該陣列來選擇比較器

package Function;
import Book.Book;
import Book.BookList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
import java.util.Scanner;

class NameComparator implements Comparator<Book> {
    @Override
    public int compare(Book o1, Book o2) {
        return o1.getName().compareTo(o2.getName());
    }
}
class AuthorComparator implements Comparator<Book> {
    @Override
    public int compare(Book o1, Book o2) {
        return o1.getAuthor().compareTo(o2.getAuthor());
    }
}
class PriceComparator implements Comparator<Book> {
    @Override
    public int compare(Book o1, Book o2) {
        return (int)(o1.getPrice()-o2.getPrice());
    }
}
public class SortFunction implements IFunction{
    public Book[] array(Book[] book,int num) {
        Book[] books = new Book[num];
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            books[i] = new Book(book[i].getName(),book[i].getAuthor(),book[i].getPrice());
        }
        return books;
    }
    @Override
    public void work(BookList bookList) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        Comparator[] comparators = new Comparator[] {
                new NameComparator(),
                new AuthorComparator(),
                new PriceComparator()
        };
       while (true) {
           System.out.println("請問想要以什么標準進行排序：0.name 1.author 2.price 3.isBorrow");
           int choice = scanner.nextInt();
           if (choice >= 0 && choice <= 2 ) {
               Book[] newBooks = array(bookList.books,bookList.getBookCount());
               Arrays.sort(newBooks, comparators[choice]);
               for (int i = 0; i < newBooks.length; i++) {
                   System.out.println(newBooks[i]);
               }
               System.out.println("排序完成！");
               return;
           }else {
               System.out.println("選擇錯誤！");
           }
       }
    }
}

注意：

• Arrays.sort(引數一,引數二);引數一是需要進行排序的物件，引數二是使用到的比較器
• 切記！！不可以將 bookList 里的 books 直接傳到引數一中，因為 books 中可以放20本書，但是真正初始化的卻不足20本（例如該陣列中最初只有3本書，那么剩下17個未初始化的下標的內容全是null），用比較器就會發生空指標例外
• 因此可以通過 array 方法來獲取到 books 中真正被初始化的內容

山居因為大意了，在此坑中躺了蠻久，，，

2.3.7 借閱書籍（BorrowFunction）

思路大同小異，遍歷 bookList 中的書，借閱即將找到的那本書的借閱狀態改為 true，如果該書的借閱狀態在借之前就是 true ，說明該書已經被借走了

package Function;
import Book.BookList;
import java.util.Scanner;

public class BorrowFunction implements IFunction{
    @Override
    public void work(BookList bookList) {
        System.out.println("請輸入你想要借閱的書籍：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String name = scanner.nextLine();
        int num = bookList.getBookCount();
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            if (name.equals(bookList.returnBook(i).getName())) {
                if (bookList.returnBook(i).getBorrow()) {
                    System.out.println("該書已被借閱");
                    return;
                }
                bookList.returnBook(i).setBorrow(true);
                System.out.println("借閱成功！");
                return;
            }
        }
        System.out.println("不存在這本書！");

    }
}

2.3.8 歸還書籍（ReturnFunction）

歸還思路與借閱同

package Function;
import Book.BookList;
import java.util.Scanner;

public class ReturnFuntion implements IFunction{
    @Override
    public void work(BookList bookList) {
        System.out.println("請輸入你想要歸還的書籍：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String name = scanner.nextLine();
        int num = bookList.getBookCount();
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            if (name.equals(bookList.returnBook(i).getName())) {
                if (!bookList.returnBook(i).getBorrow()) {
                    System.out.println("未借閱過此書");
                    return;
                }
                bookList.returnBook(i).setBorrow(false);
                System.out.println("歸還成功！");
                return;
            }
        }
        System.out.println("不存在這本書！");
    }
}

2.3.9 退出系統（ExitFUnction）

當從鍵盤中讀入一個0時成功退出系統

package Function;
import Book.BookList;

public class ExitFunction implements IFunction{
    @Override
    public void work(BookList bookList) {
        System.out.println("成功退出系統！");
        System.exit(0);
    }
}

2.4 Main類

• 實體化一個 BookList 類的物件，創造一個書架 bookList
• 提供 login 方法，該方法中通過不同的選擇回傳不同的結果，發生向上轉型，使 user 訪問到不同的選單
• 通過選單進行選擇功能，回傳的值傳入 getFunction 方法中，獲取不同的功能

import Book.BookList;
import Users.Administrator;
import Users.NormalUser;
import Users.User;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static User login() {
        System.out.println("請輸入你的姓名：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String name = scanner.nextLine();
        System.out.println("請選擇你的身份：1=》管理員 0=》普通用戶");
        while (true) {
            int choice = scanner.nextInt();
            if (choice == 1) {
                return new Administrator(name);
            }else if (choice == 0) {
                return new NormalUser(name);
            }else {
                System.out.println("選擇錯誤，請重新輸入！");
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        BookList bookList = new BookList();
        User user = login();
        while (true) {
            int choice = user.menu();
            user.getFunction(choice,bookList);
        }
    }
}

講到這兒，一切聯系了起來，，，，

三、專案總結

沒啥好總結的，我知道的內容都老實交代了，沒明白的大兄弟，咱再看一遍，，，
或者來復習復習
【Java】剖析類和物件
【Java】包與繼承
【Java】多型與抽象類
【Java】生動例子詳解介面
散了散了，，，，，，