基于C++实现的(控制台)图书馆管理系统【100012896】

# 图书馆管理系统 ## 一、功能需求分析 本项目主要构建了一个图书馆管理系统。根据需求，我们可以确定系统主要有两种用户：管理员和读者。 系统总体的功能要实现用户的登陆，记录用户相关行为信息。 管理员方面需要实现的功能有 1.添加注册新读者；2.查看读者信息并决定是否对读者进行禁言；3.查看图书信息；4.采编图书入库；5.下架图书。 读者方面实现的功能有 1.借书；2.还书；3.对归还的书进行评论;4.查看图书评论。 针对这些不同特点的需求，本系统主要通过面向对象编程方法实现。 ## 二、总体设计 ### 1.开发环境 首先对于本次开发的开发环境，本人使用的是 minGW 的 g++ 编译器，开发工具为 cmake 和 vscode。 文件结构如下：  其中 data 文件夹用于存储数据，inc 文件夹为所包含自定义头文件，src 文件夹为 cpp 源文件。 ### 2.关键类及其功能设计 类家族以及各种类组合的总体设计如下：  每个用户(user)有 4 个的属性：id, name, password, table，分别表示用户的登陆账号，姓名，密码和图书索引表。同时根据用户的共性，定义如上图所示的 3 个虚方法。根据登陆的用户和不同，用户有 2 个派生子类读者(reader)和管理员(admin)。根据读者和用户的不同行为，对基类的虚方法进行复写，同时定义了其自身的属性和方法。 在进行系统之前，读者的登陆是直接采用固定账号密码登陆，即直接在文件中读取读者的账号密码信息进行匹配；管理员的登陆为动态密码登陆，管理员的账号固定为 961017025，而其登陆密码为动态生成的，并发送到邮箱，登陆时需要在邮箱查看动态验证码。 管理员进入系统后可选择的功能有 1.增加新读者，即向 readers.txt 文件中增加一条数据； 2.查看读者信息并选择是否对读者禁言处理，即读取 readers.txt 文件中数据并修改在写回文件；3.查看图书信息，即读取 book_data.txt 文件中的数据并展示； 4.采编入库，即根据图书编号查找 book_data.txt 文件中的数据，决定是否增加新的一条数据或修改原有数据；5.下架图书，根据图书编号查找 book_data.txt 文件中的数据，决定是否删除一条数据或修改原有数据。根据用户的选择调用 admin 类中相应的函数实现。 读者进入系统后可选择的功能有 1.借书，即把学生对应的借书记录存储到 borrow_list 文件夹中。 2.还书，即查看 borrow_list 文件夹中对应文件数据，并选择删除其中一条记录。3.查看图书评论,即查看 comments 文件夹中的评论数据。根据用户选择调用 reader 类中的相应函数实现。 采用这种设计方案能够将各个功能模块划分开来，保持各个模块之间相对独立，在模块内部操作不影响外部，能够有效保障系统的安全性、数据的完整性，同时也更容易维护。 ### 3.数据结构设计 用户和图书的数据存储主要是通过基于数组的线性表来实现。对于图书数据，利用书号建立索引表，查找时对索引进行二分查找。假设索引表长度为 n，相比于线性查找的时间复杂度 O(n)，二分查找的时间复杂度 O(log n)更小，提高了查找效率。查找之前要对索引表按索引进行排序，本系统采用快速排序实现。 索引设计：  二分查找设计实现： ```c Index*IndexTable::binSearch( intid ) { intlow = 0; inthigh = number - 1; intmid; while ( low <= high ) { mid = (low + high) / 2; intval = data[mid].getID(); if ( id == val ) return(&data[mid]); elseif( id < val ) high = mid - 1; elseif( id > val ) low = mid + 1; } returnNULL; } ``` 快速排序设计实现: ```c voidIndexTable::quickSort( intlow, inthigh ) { int i = low; int j = high; Index midEle = data[low]; int key = midEle.getID(); if ( i < j ) { while ( i < j ) { while ( i < j && data[j].getID() >= key ) j--; data[i] = data[j]; while ( i < j && data[i].getID() < key ) i++; data[j] = data[i]; } data[i] = midEle; quickSort( low, i - 1 ); quickSort( i + 1, high ); } } ``` 对于用户做出的评论，本系统会进行敏感词过滤，主要通过前缀树算法实现，即根据敏感词表构建一颗前缀树，进行过滤匹配时，利用字符串的公共前缀来减少查询时间，最大限度地减少无谓的字符串比较，查询效率大大提高。 前缀树有以下特点：1.根节点不包含字符，除根节点外每一个节点都只包含一个字符； 2.从根节点到某一节点，路径上经过的字符连接起来，为该节点对应的字符串； 3.每个节点的所有子节点包含的字符都不相同。 利用前缀树匹配字符串的方法为：1.从根结点开始一次搜索；2.取得要查找关键词的第一个字符，并根据该字符选择对应的子树并转到该子树继续进行检索；3.在相应的子树上，取得要查找关键词的第二个字符,并进一步选择对应的子树进行检索。4.迭代以上过程；5.在某个结点处，关键词的所有字母已被取出，则读取附在该结点上的信息，即完成查找。具体实现在下一部分展示。 ## 三、详细设计与程序实现 本程序主要用到的类为Email、Index、IndexTable、SensitiveWords、user、admin、reader，主要用到的结构体为Book、reader_data, Comment。它们的原型如下： ```c class Email { private:     char sendBuf[BUFSIZ], recBuf[BUFSIZ], recMail[BUFSIZ], subject[BUFSIZ], content[BUFSIZ],     sendMail[BUFSIZ], pass[BUFSIZ];     char *pstr = NULL;     const char *host = "smtp.163.com";     int port = 25;     SOCKET sock;     char dppsw[20]; public:     void disconnect(SOCKET sock);     void sendMsg(SOCKET sock, char *msg);     void recMsg(SOCKET sock);     void setDppsw(int code);     int getDppsw();     char* base64_encode(const char *data, int len);     SOCKET connectServer(const char *host, int port);     void sendTo();     Email(const char *); }; class Index { private:     int ID;     Book *data; public:     Index();     Index(int id, char *na, char* au, int cur, int inv);     void addStorage(int num); // 采编入库     bool borrow(); // 借阅     void giveBack(); // 归还     int getID(); // 查看书号     Book* getData(); // 查看数据     ~Index(); }; class IndexTable { private:     int number; // 图书种类数量     Index data[maxTableLen]; // 索引表 public:     IndexTable();     int getNum(); // 返回图书种类数量     Index* getData(); // 返回索引表     void quickSort(int low, int high); // 对索引表从小到大排序     void sort(); // 封装排序函数     Index* binSearch(int id); // 在索引表上二分查找     bool insert(Index *e); // 插入数据     bool del(int book_id); // 删除数据     void getIndexTableData(); // 从文件中读取图书数据     void saveIndexTableData(); // 将索引表数据保存到文件     ~IndexTable(); }; class SensitiveWords { private:     struct Node {         char data;         bool last;         Node *sibling;         Node *next;     }; public:     SensitiveWords();     void getWor