第十三章 图书馆管理系统设计
在实际系统中，怎么样用面向对象的思想来编写系统是
很重要的，下面以建立一个 〈 图书馆管理系统 〉 为例子，看
看我们怎么样用学过的知识来组织数据、来设计程序。
1,数据的组织
对象的 识别：
在一个信息管理系统内 识别对象 是数据组织中很重要的一
步，识别时候我们从问题中根据业务的流程，操作对象来进
行，识别出一个对象后，我们就可以把具有公共特性的对象
归纳为 类 。然后在类的基础，分析他们之间的关系，形成若
干个类的层次结构。
在图书馆流通系统内，我们知道，有书、读者、借书证、
管理人员、借书还书行为等对象和事件，他们分别各是一个
群体。例如每个图书馆都有几万甚至几十万册图书，每册图
书都是一个对象，它们形成图书类（ Book），在图书流通系
统内，还有以下类：
读者 (Reader)类，图书借阅信息类（ Loan），管理人员类
（ Manager），是借书还书行为的操作人。对于借书证对象。
我们只记录它的编号，作为读者类的一个数据成员。同一个信
息系统，从不同的角度分析，或根据要求的不同，有不同的侧
重面，这样建立的对象模型不同，可能得出的分类方法也不同。
类数据 属性的识别：
每个对象的情况称为 对象的属性,同类型的对象具有共同
的属性，只是每个对象的属性值不一定相同。属性是对一个对
象状态的描述，如“在馆图书类”，从流通管理的角度来看，
图书类：书名 Title、作者名 Author、分类号 IndexCode、册
数 Number、条码号 BarCode等属性。
读者类：姓名 Name、年龄 Age、借书证编号 Bozid等。
一个读者允许借阅若干册书，在此用一个 Book类的
链表 Bkp保存相应信息。另外对读者所借书册数要
统计，定义一个计数的成员 Count；
借阅信息类：所借书 book、借书人 reader、操作员 manager
13.1 数据分析和组织
13.1 数据分析和组织
管理人员类：姓名 Name、年龄 Age、工号 Code等；
同一个类（对象），从不同的角度分析，或根据要求的不同，
描述它的属性也可能不一致。
类成员函数 的设计：
就是对象的操作，在图书馆流通管理系统内,图书类 应包
含为各属性赋值 (Set…) 的操作、读取条码 (GetCode)和显示图
书基本信息 (Show)的操作，另外还定义了缺省构造函数和拷贝
构造函数。 读者类,需定义为各属性赋值 (Set…) 的操作、读取
借书证号的操作，借书和还书需要向所借书数组中添加或减少
书，定义 AddBook和 DelBook两个操作，还有显示所借书的操
作 ShowBooks。
类的层次结构设计：
对于图书来说，我们知道，在图书馆中，一般有两类：书
籍和杂志，书籍具有图书的一般属性（ 书名、条码等共性） 之
外，还有 作者、分类号等特性,
13.1 数据分析和组织
而杂志也是图书的一种，对于现刊，是以期为借阅单位，对于
过刊以卷（ Volume）为借阅单位，为简化问题，我们只处理
过刊借阅，即以卷为借阅单位，每卷分配一个条码。与书籍的
不同之处在于，杂志没有单一的作者，只以刊名和卷号借阅。
书籍和杂志图书都有书（杂志）名、条码等共性，都有设置
条码、读取条码及显示等接口，提取二者的共性和公共接口，
定义一个 图书类 Book，作为基类 。然后 派生出 Item书籍和
Magazine杂志两个类。 Item有作者、分类号等特性，
Magazine有卷号、语言等特性。
Book
Item Magazine
13.2 类的定义
class Book { // 图书基类
protected:
char Title[40]; // 书名
long Code; // 条码
int number; // 书的册数
public:
Book();
Book(char *title,long code,int nb);
void SetCode(long code) { Code = code; }
void SetTitle(char* tl) { strcpy(Title,tl); }
char *GetTitle() { return Title; }
long GetCode() { return Code; }
int GetNumber( return Number; }
void ChangeNumber(int d)
{ if(Number == 0 && d < 0) return; Number += d; }
virtual void Show(); // 显示函数定义为虚函数
friend ostream &operator << (ostream &os,Book &bk){
Show(); // 重载借阅信息类插入符
return os; }
};
13.2 类的定义
class Item,public Book { // 书籍类
char Author[20]; // 作者
char IndexCode[10]; // 分类号
public:
Item(); // 缺省构造函数
Item(char *author,char *title,char *index,
int code):Book(title,code) {
strcpy(Author,author); IndexCode = index; // 构造函数
Item(Item & it) { // 拷贝构造函数
strcpy(Title,it.Title); Code = it.Code;
strcpy(Author,it.Author); IndexCode = it.IndexCode;
}
void SetAuthor(char *);
void SetIndexCode(char *);
void Show() { // 重定义显示函数
cout <<,书名：” << Title <<,,作者：” << Author <<
endl;
}
};
13.2 类的定义
class Magazine,public Book { // 杂志类
int Volume;
enum LANG {CHINESE=1,ENGLISH} Lang; // 语言种类
public:
Magazine ():Book() {
Volume = 0; Lang = CHINESE; Type = 1; }
Magazine (char * title,int vol,LANG lang,
int code):Book(titlem code)
{ Volume = vol; Lang = lang; } // 构造函数
Magazine (Magazine & ma); // 拷贝构造函数
void SetVolume (int vol) { Volume = vol; }
void SetLang (int lang ) { Lang = (LANG)lang; }
void Show ( ) // 重定义显示函数
{cout <<,杂志名：” << Title<<,,卷号：” <<Volume
<<endl;}
};
读者类要存储所借书。现在图书类一个派生类体系，它们的公共基
类 Book提供了统一接口。 可定义 一个 单链表来同时存储读者所借书籍
Item和杂志 Magazine 。 Book类有一个指向 Book类的指针 Next，
用来构成链表。
13.2 类的定义
class Reader { // 读者类
protected:
char Name[40]; // 书名
long Bozid; // 借书证编号
int Age; // 年龄
int Count; // 借书数目
BkNode * Bkp; // 借的书单向链表头指针
public:
Reader();
Reader(char *n,long bd,int age) {
strcpy(Name,n); Bozid = bd; Age = age;
books = NULL; count = 0;
}
void SetCount(int c) { Count = c; }
long GetBkid() { return Bozid; }
long GetCount() { return Count; }
13.2 类的定义
void AddBook(Book * bk) { // 添加书籍
BkNode *p = new BKNode;
p->Data = bk;
if(Bkp) {
p->Next = Bkp; // 插入表头，
items = p;
Count ++;
}
else {
Bkp = p;
p->Next = NULL;
}
}
void DelBook(long code) { // 删除书籍
BkNode *p1 = Bkp,*p2;
while(p1) {
if(p1->Data->GetCode == code) { // 找到条码的书
p2->next = p1->next;
delete p1;
}
else {
p2 = p1;
p1 = p1->next;
}
}
}
void Show(); // 显示函数定义为虚函数
};
13.2 类的定义
void ShowBooks() { // 显示所借的所有书
BkNode p = Bkp;
while(p) {
p->Data->Show() ; // 显示书籍或杂志，动态联编
p = p->next;
}
}
};
而对于整个图书馆系统，我们可以用面向对象的思想进行
整体封装，定义一个 Library 类，类中有书籍对象数组、杂志
类对象数组、读者类数组、借阅信息类数组和管理者对象数组，
还有每个数组的实际数目等 数据成员,然后再定义 Borrow，
BackBook,Require,CreateItem,CreateMagazine,
CreateManager,CreateReader,ShowMainMenu，
Run 等 成员函数来 处理图书馆流通业务。
13.2 类的定义
13.2 类的定义
Library类的成员函数中多了一个 Run函数，这是图书馆
业务开始执行的入口，如创建书目、读者信息、管理员信息等，
主菜单的显示、借书、还书、查询等也全放在 Run中。
图书馆类的定义如下：
class Library{ // 封装图书馆流通
Item item[100]; // 记录书籍的数组
Magazine maga[100]; // 记录杂志的数组
Reader reader[100]; // 记录读者的数组
Load loan[100]; // 记录借阅信息的数组
Manager manager[10]; // 记录管理员的数组
int itemNum; // 记录在馆书籍数目
int magaNum; // 记录在馆杂志数目
int readerNum; // 记录读者数目
int loanNum; // 记录借阅信息数目
int managerNum; // 记录管理员数目
public:
Library(); // 构造函数
void Run(); // 运行图书馆业务函数
void CreateItem(); // 创建书籍
void CreateMagazine(); // 创建杂志
void CreateReader(); // 创建读者
void CreateManager(); // 创建管理员
int ShowMainMenu(); // 显示主菜单
void Borrow(); // 借书操作
void BackBook(); // 还书操作
void Require(); // 查询操作
};
上面列出主要的几个类的具体实现，对于其他借阅信息类
和管理人员类就不描述了，同学们可自行设计。
下面就这些类之间的数据通讯和借书、还书的业务具体操
作及主控函数的实现作简单的介绍。
13.2 类的定义
13.3 对象之间的数据通讯
定义了类和对象，
它们之间就可以互
相 通讯,完成特定
的功能了。左图表
示了对象之间的相
互通讯关系。
图书流通管理系统的对象
13.3 对象之间的数据通讯
定义了信息系统的数据结构和它们的操作，即可用程序实现。
首先定义主函数：
main函数所要做的就是定义 一个 Library的对象,然后 调
用该对象的 Run函数,
void main(){
Library lib; // 定义图书馆类对象
lib.Run(); // 开始执行图书馆功能
return;
}
上面的定义更符合面向对象的设计思想。
在 lib.Run函数中，执行时显示主菜单，首先选择创建书目、
读者信息、管理员信息等；然后若选择借书，提示输入借书证号
和书的条码，根据借书证号找到读者，根据书的条码找到要借的
书，将所借书添加到读者的所借书的链表中，并从可借书中的数
量减 1。还书的过程跟借书差不多；查询则可从不同角度来查询，
如读者的借书情况，某书的剩余数，借书排行榜等
13.4 主要函数的实现框架
void Library::Borrow(){ // 借书操作
long bkd,code;
Loan ln; Book *it;
cout << "借书，请输入借书证号码,"; cin >> bkd;
for(int i = 0; i<readerNum; i++) { // 查找读者
if(bkd == reader[i].GetBkid()) break;
}
if(i == readerNum) {
cout<<“没有此借书证号码，请重新输入！ \n"; return;
}
cout <<,借书，请输入书的条码,"; cin >> code;
for(int j=0;j<itemNum+magaNum; j++) {//书籍和杂志查找
if(j < itemNum) it = &item[j];
else it = maga[j - itemNum];
if(it->GetCode() == code) { // 若找到书
if(it->GetNumber() > 0) { // 书库中还有书
it->ChangeNumber(-1);
reader[i].AddBook(& it); //加到读者所借书数组
}
13.4 主要函数的实现框架
else {
cout <<,该书被借光了 !” << endl;
return;
}
}
}
cout << "请输入管理员工号,";
cin >> code;
for(k=0; k < managerNum; k++){ //查找管理员
if(manager[k].GetId == code) break;
}
ln.manager = manager[k]; //添加借阅信息
ln.reader = reader[i];
ln.item = it;
loan[loanNum++] = ln;
return ;
}
在实际系统中，怎么样用面向对象的思想来编写系统是
很重要的，下面以建立一个 〈 图书馆管理系统 〉 为例子，看
看我们怎么样用学过的知识来组织数据、来设计程序。
1,数据的组织
对象的 识别：
在一个信息管理系统内 识别对象 是数据组织中很重要的一
步，识别时候我们从问题中根据业务的流程，操作对象来进
行，识别出一个对象后，我们就可以把具有公共特性的对象
归纳为 类 。然后在类的基础，分析他们之间的关系，形成若
干个类的层次结构。
在图书馆流通系统内，我们知道，有书、读者、借书证、
管理人员、借书还书行为等对象和事件，他们分别各是一个
群体。例如每个图书馆都有几万甚至几十万册图书，每册图
书都是一个对象，它们形成图书类（ Book），在图书流通系
统内，还有以下类：
读者 (Reader)类，图书借阅信息类（ Loan），管理人员类
（ Manager），是借书还书行为的操作人。对于借书证对象。
我们只记录它的编号，作为读者类的一个数据成员。同一个信
息系统，从不同的角度分析，或根据要求的不同，有不同的侧
重面，这样建立的对象模型不同，可能得出的分类方法也不同。
类数据 属性的识别：
每个对象的情况称为 对象的属性,同类型的对象具有共同
的属性，只是每个对象的属性值不一定相同。属性是对一个对
象状态的描述，如“在馆图书类”，从流通管理的角度来看，
图书类：书名 Title、作者名 Author、分类号 IndexCode、册
数 Number、条码号 BarCode等属性。
读者类：姓名 Name、年龄 Age、借书证编号 Bozid等。
一个读者允许借阅若干册书，在此用一个 Book类的
链表 Bkp保存相应信息。另外对读者所借书册数要
统计，定义一个计数的成员 Count；
借阅信息类：所借书 book、借书人 reader、操作员 manager
13.1 数据分析和组织
13.1 数据分析和组织
管理人员类：姓名 Name、年龄 Age、工号 Code等；
同一个类（对象），从不同的角度分析，或根据要求的不同，
描述它的属性也可能不一致。
类成员函数 的设计：
就是对象的操作，在图书馆流通管理系统内,图书类 应包
含为各属性赋值 (Set…) 的操作、读取条码 (GetCode)和显示图
书基本信息 (Show)的操作，另外还定义了缺省构造函数和拷贝
构造函数。 读者类,需定义为各属性赋值 (Set…) 的操作、读取
借书证号的操作，借书和还书需要向所借书数组中添加或减少
书，定义 AddBook和 DelBook两个操作，还有显示所借书的操
作 ShowBooks。
类的层次结构设计：
对于图书来说，我们知道，在图书馆中，一般有两类：书
籍和杂志，书籍具有图书的一般属性（ 书名、条码等共性） 之
外，还有 作者、分类号等特性,
13.1 数据分析和组织
而杂志也是图书的一种，对于现刊，是以期为借阅单位，对于
过刊以卷（ Volume）为借阅单位，为简化问题，我们只处理
过刊借阅，即以卷为借阅单位，每卷分配一个条码。与书籍的
不同之处在于，杂志没有单一的作者，只以刊名和卷号借阅。
书籍和杂志图书都有书（杂志）名、条码等共性，都有设置
条码、读取条码及显示等接口，提取二者的共性和公共接口，
定义一个 图书类 Book，作为基类 。然后 派生出 Item书籍和
Magazine杂志两个类。 Item有作者、分类号等特性，
Magazine有卷号、语言等特性。
Book
Item Magazine
13.2 类的定义
class Book { // 图书基类
protected:
char Title[40]; // 书名
long Code; // 条码
int number; // 书的册数
public:
Book();
Book(char *title,long code,int nb);
void SetCode(long code) { Code = code; }
void SetTitle(char* tl) { strcpy(Title,tl); }
char *GetTitle() { return Title; }
long GetCode() { return Code; }
int GetNumber( return Number; }
void ChangeNumber(int d)
{ if(Number == 0 && d < 0) return; Number += d; }
virtual void Show(); // 显示函数定义为虚函数
friend ostream &operator << (ostream &os,Book &bk){
Show(); // 重载借阅信息类插入符
return os; }
};
13.2 类的定义
class Item,public Book { // 书籍类
char Author[20]; // 作者
char IndexCode[10]; // 分类号
public:
Item(); // 缺省构造函数
Item(char *author,char *title,char *index,
int code):Book(title,code) {
strcpy(Author,author); IndexCode = index; // 构造函数
Item(Item & it) { // 拷贝构造函数
strcpy(Title,it.Title); Code = it.Code;
strcpy(Author,it.Author); IndexCode = it.IndexCode;
}
void SetAuthor(char *);
void SetIndexCode(char *);
void Show() { // 重定义显示函数
cout <<,书名：” << Title <<,,作者：” << Author <<
endl;
}
};
13.2 类的定义
class Magazine,public Book { // 杂志类
int Volume;
enum LANG {CHINESE=1,ENGLISH} Lang; // 语言种类
public:
Magazine ():Book() {
Volume = 0; Lang = CHINESE; Type = 1; }
Magazine (char * title,int vol,LANG lang,
int code):Book(titlem code)
{ Volume = vol; Lang = lang; } // 构造函数
Magazine (Magazine & ma); // 拷贝构造函数
void SetVolume (int vol) { Volume = vol; }
void SetLang (int lang ) { Lang = (LANG)lang; }
void Show ( ) // 重定义显示函数
{cout <<,杂志名：” << Title<<,,卷号：” <<Volume
<<endl;}
};
读者类要存储所借书。现在图书类一个派生类体系，它们的公共基
类 Book提供了统一接口。 可定义 一个 单链表来同时存储读者所借书籍
Item和杂志 Magazine 。 Book类有一个指向 Book类的指针 Next，
用来构成链表。
13.2 类的定义
class Reader { // 读者类
protected:
char Name[40]; // 书名
long Bozid; // 借书证编号
int Age; // 年龄
int Count; // 借书数目
BkNode * Bkp; // 借的书单向链表头指针
public:
Reader();
Reader(char *n,long bd,int age) {
strcpy(Name,n); Bozid = bd; Age = age;
books = NULL; count = 0;
}
void SetCount(int c) { Count = c; }
long GetBkid() { return Bozid; }
long GetCount() { return Count; }
13.2 类的定义
void AddBook(Book * bk) { // 添加书籍
BkNode *p = new BKNode;
p->Data = bk;
if(Bkp) {
p->Next = Bkp; // 插入表头，
items = p;
Count ++;
}
else {
Bkp = p;
p->Next = NULL;
}
}
void DelBook(long code) { // 删除书籍
BkNode *p1 = Bkp,*p2;
while(p1) {
if(p1->Data->GetCode == code) { // 找到条码的书
p2->next = p1->next;
delete p1;
}
else {
p2 = p1;
p1 = p1->next;
}
}
}
void Show(); // 显示函数定义为虚函数
};
13.2 类的定义
void ShowBooks() { // 显示所借的所有书
BkNode p = Bkp;
while(p) {
p->Data->Show() ; // 显示书籍或杂志，动态联编
p = p->next;
}
}
};
而对于整个图书馆系统，我们可以用面向对象的思想进行
整体封装，定义一个 Library 类，类中有书籍对象数组、杂志
类对象数组、读者类数组、借阅信息类数组和管理者对象数组，
还有每个数组的实际数目等 数据成员,然后再定义 Borrow，
BackBook,Require,CreateItem,CreateMagazine,
CreateManager,CreateReader,ShowMainMenu，
Run 等 成员函数来 处理图书馆流通业务。
13.2 类的定义
13.2 类的定义
Library类的成员函数中多了一个 Run函数，这是图书馆
业务开始执行的入口，如创建书目、读者信息、管理员信息等，
主菜单的显示、借书、还书、查询等也全放在 Run中。
图书馆类的定义如下：
class Library{ // 封装图书馆流通
Item item[100]; // 记录书籍的数组
Magazine maga[100]; // 记录杂志的数组
Reader reader[100]; // 记录读者的数组
Load loan[100]; // 记录借阅信息的数组
Manager manager[10]; // 记录管理员的数组
int itemNum; // 记录在馆书籍数目
int magaNum; // 记录在馆杂志数目
int readerNum; // 记录读者数目
int loanNum; // 记录借阅信息数目
int managerNum; // 记录管理员数目
public:
Library(); // 构造函数
void Run(); // 运行图书馆业务函数
void CreateItem(); // 创建书籍
void CreateMagazine(); // 创建杂志
void CreateReader(); // 创建读者
void CreateManager(); // 创建管理员
int ShowMainMenu(); // 显示主菜单
void Borrow(); // 借书操作
void BackBook(); // 还书操作
void Require(); // 查询操作
};
上面列出主要的几个类的具体实现，对于其他借阅信息类
和管理人员类就不描述了，同学们可自行设计。
下面就这些类之间的数据通讯和借书、还书的业务具体操
作及主控函数的实现作简单的介绍。
13.2 类的定义
13.3 对象之间的数据通讯
定义了类和对象，
它们之间就可以互
相 通讯,完成特定
的功能了。左图表
示了对象之间的相
互通讯关系。
图书流通管理系统的对象
13.3 对象之间的数据通讯
定义了信息系统的数据结构和它们的操作，即可用程序实现。
首先定义主函数：
main函数所要做的就是定义 一个 Library的对象,然后 调
用该对象的 Run函数,
void main(){
Library lib; // 定义图书馆类对象
lib.Run(); // 开始执行图书馆功能
return;
}
上面的定义更符合面向对象的设计思想。
在 lib.Run函数中，执行时显示主菜单，首先选择创建书目、
读者信息、管理员信息等；然后若选择借书，提示输入借书证号
和书的条码，根据借书证号找到读者，根据书的条码找到要借的
书，将所借书添加到读者的所借书的链表中，并从可借书中的数
量减 1。还书的过程跟借书差不多；查询则可从不同角度来查询，
如读者的借书情况，某书的剩余数，借书排行榜等
13.4 主要函数的实现框架
void Library::Borrow(){ // 借书操作
long bkd,code;
Loan ln; Book *it;
cout << "借书，请输入借书证号码,"; cin >> bkd;
for(int i = 0; i<readerNum; i++) { // 查找读者
if(bkd == reader[i].GetBkid()) break;
}
if(i == readerNum) {
cout<<“没有此借书证号码，请重新输入！ \n"; return;
}
cout <<,借书，请输入书的条码,"; cin >> code;
for(int j=0;j<itemNum+magaNum; j++) {//书籍和杂志查找
if(j < itemNum) it = &item[j];
else it = maga[j - itemNum];
if(it->GetCode() == code) { // 若找到书
if(it->GetNumber() > 0) { // 书库中还有书
it->ChangeNumber(-1);
reader[i].AddBook(& it); //加到读者所借书数组
}
13.4 主要函数的实现框架
else {
cout <<,该书被借光了 !” << endl;
return;
}
}
}
cout << "请输入管理员工号,";
cin >> code;
for(k=0; k < managerNum; k++){ //查找管理员
if(manager[k].GetId == code) break;
}
ln.manager = manager[k]; //添加借阅信息
ln.reader = reader[i];
ln.item = it;
loan[loanNum++] = ln;
return ;
}
