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基于线性表的图书管理系统实验报告
1、成员分工
2、数据字典
3、抽象数据类型定义
4、图书存储结构描述
5、基本操作的算法描述
6、测试
6.1测试数据集
6.2测试程序运行结果截图
7、存在的问题与思考
基于线性表的图书管理系统实验报告
组长：xxx
组员：xxx、xxx、xxx、xxx
1、成员分工
| 姓名 | 分工 |
| xxx | 编写主要代码，测试 |
| xxx | 编写主要代码，测试 |
| xxx | 编写与修改代码、实验报告整理 |
| xxx | 实验报告整理、编写测试数据 |
2、数据字典
| 序号 | 字段名 | 类型 | 说明 |
| 1 | ISBN | String | 图书号 |
| 2 | name | String | 图书名称 |
| 3 | author | String | 图书作者 |
| 4 | publish | String | 图书出版社 |
| 5 | date | String | 图书出版日期 |
| 6 | price | Double | 图书价格 |
| 7 | type | String | 图书类型 |
| 8 | ison | String | 图书状态：在架上、已订阅、正在订购 |
3、抽象数据类型定义
数据元素：可以是任意类型，只要属同一个数据对象即可
数据关系：数据元素之前呈现行关系，假设线性表中有n个元素（a1，a2，a3，···，an），则对每个元素ai（i=1，2，···，n-1）都存在关系（ai，ai+1），并且a1无前驱，an无后继。
数据操作：将对线性表的基本操作定义在接口Comparable<book>中，代码如下：
//book类
class book implements Comparable<book> {
String getISBN()；//返回图书ISBN号
void setISBN(String ISBN)；//设置图书ISBN号
String getName()；//返回图书名称
void setName(String name)；//设置图书名称
String getAuthor()；//返回图书作者名称
void setAuthor(String author)；//设置图书作者名称
String getPublish()；//返回图书出版社名称
void setPublish(String publish)；//设置图书出版社名称
String getDate()；//返回图书出版日期
void setDate(String date)；//设置图书出版日期
getPrice()；//返回图书价格
void setPrice(double price)；//设置图书价格
String getType()；//返回图书类型
void setType(String type)；//设置图书类型
getIson()；//返回图书状态
void setIson(String ison)；//设置图书状态
int compareTo(book o)；//对比价格：用于对比本实例的price变量与其他实例o的price，协助ManageSystem类中的排序功能的完成
}
//ManageSystem类
public class ManageSystem {
ArrayList<book> create();//创建图书管理系统
void output(ArrayList<book> library);//输出图书信息
void search(ArrayList<book> library);//根据指定的ISBN或书名查找相应的图书信息
book insert();//插入一种新的图书信息
ArrayList<book> delete(ArrayList<book> library);//删除一种图书信息
ArrayList<book> change(ArrayList<book> library);//根据指定的ISBN，修改该图书的价格
void compare(ArrayList<book> library)；//将图书按价格由低到高进行排序
int calculate(ArrayList<book> library)；//统计图书表中的图书数量
void outputData(ArrayList<book> library)；//将最新的图书信息存为文件导出
ArrayList<book> importData(ArrayList<book> library)；//从文件中读图书信息到内存
}4、图书存储结构描述
顺序表是线性表的顺序存储结构，是指用一组连续的存储单元依次存放线性表的数据元素。在顺序存储结构下，逻辑关系相邻的两个元素在物理位置上也相邻，这是顺序表的特点。
顺序表适宜于做查找这样的静态操作，顺序存储的优点是存储密度大，存储空间利用率高。缺点是插入或删除元素时不方便，需要移动大量元素o(n)，预先分配空间需按最大空间分配，利用不充分，表容量难以扩充。
要完成这个题目，主要是建立图书信息的存储。本项目采用线性表的顺序存储结构。以图书信息为例，本项目的数据是一组图书信息，每条图书信息由图书ISBN号、图书名称、作者名称、出版社名称等信息组成，这组图书信息具有相同特性，属于同一数据对象，相邻元素之间存在序偶关系，这些数据具有线性表中数据元素的性质，所以该系统的数据采用线性表来存储。本图书管理系统分为两个结构体，一个是图书结构体，用于存放图书的基本信息，另一个是图书管理结构体，实现管理图书的功能。图书的存储结构用ArrayList实现。
具体存储操作：在ManageSystem类中获取一本书籍的具体信息，通过book类初始化方法实例化为一个book实例，然后存入ManageSystem类中的ArrayList列表中。
5、基本操作的算法描述
book.java:
// book类，用于实例化图书以及一些基本操作。public class book implements Comparable<book> {
book类中定义了私有成员变量：ISBN（书籍ISBN号），name（书名），author（作者），publish（出版社），date（出版日期），price（价格），type（类型），ison（状态）。
// 初始化方法：将一本书初始化成为一个book实例。 public book(String ISBN,String name,String author,String publish,String date,double price,String type,String ison){}
// getter和setter：每个成员变量的getter与setter方法。
public String getISBN() {}
public void setISBN(String ISBN) {}
public String getName() {}
public void setName(String name) {}
public String getAuthor() {}
public void setAuthor(String author) {}
public String getPublish() {}
public void setPublish(String publish) {}
public String getDate() {}
public void setDate(String date) {}
public double getPrice() {}
public void setPrice(double price) {}
public String getType() {}
public void setType(String type) {}
public String getIson() {}
public void setIson(String ison) {}
// 对比价格：为Book类接入Comparable<>接口，通过重写compareTo方法实现组内的排序。在实现该方法时，通过Double的compare直接对比本实例的price（getPrice()）和其他实例o的price（o.getPrice()），当前者大时，返回1；当后者大时，则返回-1； public int compareTo(book o){
return Double.compare(getPrice(), o.getPrice());
}
}
ManageSystem.java:
// ManageSystem类，用于存储图书与管理图书。
public class ManageSystem {
// main方法：主要执行命令行的信息输入与输出、调用类中的方法。
public static void main(String[] args) { 1.接收命令行输入
2.调用create方法创建library顺序表
3. 创建图书管理系统的账号与密码列表
4. while循环判断登录是否成功（标志位）：
a. 输出指示信息（请输入账号/密码）
b. 获得账号和密码
c. 遍历账号列表
c1：对比输入的账号是否与取出的账号相同，对比输入的密码与取出账号对应的密码是否相同
True：
c1.1：调用create方法，创建library列表
c1.2：输出提示信息（登录成功）
c1.3：修改标志位为false，跳出while循环
False：继续执行
d. 判断标志位是否仍为true
True：输出提示信息（登陆失败）
5. while循环判断是否继续执行命令（标志位）：
a. 输出命令相关指示（当前图书馆里系统；1：输出信息；2：查找图书……）
b. 判断命令行输入是否为整数
False：
b1. 接收命令行输入
b2. 输出提示信息（输入有误）
True：
b1. 接收命令行输入的代号
b2. switch条件执行：
b2.1：代号为-1，修改标志位为false，结束循环；
b2.2：代号为1，调用output方法，传入library列表；
b2.3：代号为2，调用search方法，传入library列表；
b2.4：代号为3，调用insert方法实例化一个新的图书实例insert，通过ArrayList的add方法将insert加入library的末尾。
b2.5：代号为4，调用delete方法，传入library列表；
b2.6：代号为5，调用change方法，传入library列表；
b2.7：代号为6，调用compare方法，传入library列表；
b2.8：代号为7，输出提示性语句“图书馆内一共有x册图书”，在x处调用calculate方法；
b2.9：代号为8，调用outputData方法，传入library列表；
b2.10：代号为9，调用importData方法，传入一开始创建的或者旧的library列表，返回新的导入了文件信息后的列表赋值给library。
}
// 创建：登录成功后默认直接创建一个空顺序表，用来准备放置book实例
public static ArrayList<book> create(){
1. 初始化book泛型顺序表library
2. 调用printTitle方法，输出信息表表头
3. 返回library列表
}
// 输出：尽量模仿表格形式输出图书信息，分为表头与各条图书信息。
// 输出：表头一定输出，图书信息的输出取决于library中是否有图书
public static void output(ArrayList<book> library){
1. 调用printTitle方法，输出信息表表头
2. 遍历library列表
a. 调用printContent方法，输出当前的book实例的具体信息
}
// 搜索：根据ISBN号或书名进行搜索book实例。
// 搜索：由于同一图书可能存在多本库存或者同一书名有不同两本图书，因此需遍历完整个library，存在输出多条图书信息的可能性。
public static void search(ArrayList<book> library){
1. 创建命令行输入
2. 输出提示信息（想要查询的书籍的ISBN或名称）
3. 接收命令行输入的字符串
4. 初始化布尔标志位为false
5. 遍历library列表
a. 判断当前book的ISBN号或名称是否等于接收的字符串
True：
a1. 判断当前book是否为匹配的第一个book
True：
a1.1：输出提示信息
a1.2：调用printTitle方法，输出信息表表头
a1.3：修改标志位为true，表明下次匹配不再是第一次匹配
False：继续执行
a2. 调用printContent方法，输出当前的book实例的具体信息
6. 判断标志位是否仍为false
True：
a. 输出提示信息（找不到该图书）
}
// 插入：从命令行获取新的图书数据，需要按顺序输入完整的数据，用一个空格隔开。
public static book insert(){
1. 创建命令行输入
2. 调用printTitle方法，输出信息表表头
3. 输出提示信息（输入新增书籍信息）
4. 接收命令行输入
5. 将命令行输入的字符串分割成字符串列表
6. 通过字符串列表创建新的book实例
7. 输出提示信息（加入成功）
8. 返回该book实例
}
// 删除：根据ISBN号删除图书条目，限制条件为书本处于“在架上”的状态，删除前会输出被删除的图书条目。
public static ArrayList<book> delete(ArrayList<book> library) {
1. 创建命令行输入
2. 输出提示信息（删除的书籍的ISBN号）
3. 接收命令行输入
4. 初始化标志位为false
5. 遍历library列表
a. 获取当前book实例
b. 判断输入的ISBN号是否与当前book实例相同，同时判断该书在架上
True：
b1. 调用printTitle方法，输出信息表表头
b2. 调用printContent方法，输出当前的book实例的具体信息
b3. 删除library列表中的当前book实例
b4. 修改标志位为true
b5. 输出提示信息（删除成功）
b6. 结束遍历
False：
继续执行
6. 判断标志位是否为false
True：
输出提示信息（删除失败）
7. 返回最新的library列表
}
// 修改：根据ISBN号修改图书价格。
// 由于可能存在多本相同书籍，所以需要用户输入一次，系统修改多条数据。
public static ArrayList<book> change(ArrayList<book> library){
1. 创建命令行输入
2. 输出提示信息（修改的图书的ISBN号）
3. 接收命令行输入的ISBN号
4. 定义修改后的价格c，初始化为0；
5. 初始化标志位为true
6. 遍历library列表：
a. 判断输入的ISBN号是否与当前book实例的ISBN相同
a1. 判断标志位，为true表示当前是第一次匹配到该ISBN号
True：
a1.1 获取命令行输入的价格，赋值给前面定义的变量c
a1.2 修改标志位为false，表示后面匹配到的book实例都不是第一个
a2. 修改当前的book实例的价格
7. 判断标志位：
True：输出（修改成功）
False：输出（修改失败）
8. 返回最新的library列表
}
// 排序：根据图书的价格进行排序。
// 排序：为了不改变原数据的顺序，选择复制library进行临时性的排序，并输出。
public static void compare(ArrayList<book> library){
1. 初始化一个复制版library空列表
2. 遍历将library的内容加入到复制版library中
3. 依据book中的compareTo方法对复制版library进行排序
4. 调用output方法，将复制版library输出
}
// 计数：计算图书的总数，相当于计算library的大小。
public static int calculate(ArrayList<book> library){
1. 返回library的size
}
// 导出：将library内容以book数据条形式导出至book.txt文本文件内
public static void outputData(ArrayList<book> library) throws IOException {
1.获取或创建代码文件同目录下的book.txt文件
2.开启文件字节输出流，并同时清空book.txt文件内所有内容
3.遍历library的book数据条，并输出至book.txt文件内
4.关闭文件字节输出流
5.输出提示信息（成功输出）
}
// 导入：将book.txt文本文件内容以book数据条形式导入并插入当前library尾部
public static ArrayList<book> importData(ArrayList<book> library) throws IOException {
1.获取或创建代码文件同目录下的book.txt文件
2.开启文件字节输入流
3.为文件字节输入流设置字符流解码器
4.为字符流设置输入缓冲区
5.while循环读取文件整行并判断其是否为空
a. 将读取行以制表符分为割符分割存入字符串数组中
b. 将分割好的字符串数组转换成book实例
c. 将book实例尾插入library列表
6.关闭文件字节输入流
7.输出提示信息（成功导入）
8.返回最新的library列表
}
// 输出表头：尽量模仿表格形式（单元格大小相同），输出固定表头。
public static void printTitle(){
1. 定义字符串数组，将变量名称按顺序放入数组中（ISBN，名称，作者，出版社……）
2. 遍历字符串数组，printf按格式输出每一个字符串
3. 另起一行，再在下一行输出长串分隔符“---------”
}
// 输出图书信息：尽量模仿表格形式（单元格大小相同），输出传入的book实例的每个属性
public static void printContent(book b){
1. 定义字符串数组，将输入的book实例中的属性按顺序放入数组中
2. 遍历字符串数组，printf按格式输出每一个字符串
3. 另起一行，再在下一行输出长串分隔符“---------”
}
6、测试
6.1测试数据集
| ISBN | name | author | publish | date | price | type | ison |
| 0000000001 | 大学计算机基础 | 陈建勋 | 高等教育出版社 | 2007-08-10 | 58.00 | 计算机类 | 在架上 |
| 0000000002 | C语言 | 王远林 | 电子工业出版社 | 2000-04-12 | 48.00 | 计算机类 | 已借阅 |
| 0000000003 | 组织行为学 | 刘烨 | 中国人民出版社 | 1997-09-28 | 76.00 | 管理类 | 在架上 |
| 0000000004 | 管理学 | 高敏 | 清华大学出版社 | 2020-05-01 | 57.00 | 管理类 | 已借阅 |
| 0000000005 | 统计学 | 贺天 | 北京大学出版社 | 2018-03-23 | 38.00 | 数统类 | 正在订购 |
| 0000000006 | 概率论 | 李毅 | 中国工业出版社 | 2004-05-16 | 39.00 | 数统类 | 在架上 |
| 0000000007 | 糖尿病的正确饮食 | 钟娅 | 中国轻工出版社 | 2020-10-01 | 89.00 | 医学类 | 在架上 |
| 0000000008 | 人体构造 | 黄远 | 河北科学出版社 | 2016-08-13 | 99.00 | 医学类 | 正在订购 |
| 0000000009 | 宏观经济学 | 刘叶 | 清华大学出版社 | 2015-03-10 | 67.00 | 经济类 | 正在订购 |
| 0000000010 | 微观经济学 | 王陆 | 中国人民出版社 | 2003-04-28 | 54.00 | 经济类 | 已借阅 |
| 0000000010 | 微观经济学 | 王陆 | 中国人民出版社 | 2003-04-28 | 54.00 | 经济类 | 已借阅 |
6.2测试程序运行结果截图
（1）登录和创建
（2）输出
（3）查找
（4）插入
（5）删除
（6）修改
（7）排序
（8）计数
（9）导出
（10）读入
（11）菜单
7、存在的问题与思考
（1）没有考虑完整异常情况：由于时间原因，在编写代码的时候基本只考虑了输入正确的情况，除了文件导入导出外没有考虑异常情况的处理（try-catch）。但是在代码编写过程中，尽量把可以考虑的情况考虑进去，如在执行功能选择switch语句前，判断输入是否为整数，如果不为整数就输出报错，输入为整数才获取输入，进入switch语句，尽可能保持无异常情况的发生。
（2）功能不够丰富：由于时间原因，完成了基本的要求后只增加了登录功能，其余都是在原有代码基础上进行修改，使得交互更加舒适。
（3）交互效果有待提高：由于没有时间将系统以可视化的方式展现，希望能够在命令行的演示下尽量提高交互效果。在调整交互效果的过程中除了加入很多提示信息，修改图书信息表示方式（尽量模仿表格方式）外，在适当的地方加入了空行以达到分割显示的效果。
（4）没能活用现有类对程序进行简化：我们在考虑“图书出版日期”这一属性时，曾经考虑过采用Date类进行记录，但是由于它的toString方法是转换成一个16进制的数值字符串，不方便在别的方法中进行调用，所以我们直接采用了String类进行记录。但这样不利于后期的改进，对于一些时间记录上的处理也会更麻烦。
