图书信息管理系统
这是之前数据结构的大作业~
这是之前数据结构的大作业~大家将就着看吧~
图书信息管理系统
by Sandy
目录
一、 问题分析... 2
1.1问题阐述... 2
1.2 数据结构的选取... 2
1.2.1 二叉查找树BST. 2
1.2.2 链表... 2
1.3 方法的选取：... 2
1.3.1 方法描述... 2
1.3.2 优点... 3
1.3.3 问题... 3
二、 模块设计... 4
2.1模块图... 4
2.2模块介绍... 4
2.2.1 管理控制模块... 4
2.2.2 文件管理模块... 4
2.2.3 数据结构模块... 4
2.2.4 辅助模块... 5
三、 程序运行结果... 6
3.1 图书搜索... 6
3.2 借阅与归还... 7
3.3 书库管理... 8
3.4 读者注册... 9
3.5 界面设计考虑... 9
四、 使用说明... 10
五、 感想... 11
一、 问题分析
1.1问题阐述
某校图书馆需要一套图书信息管理系统，图书管理员用此系统记录和处理图书、作者和出版社信息。（注：一本图书可以有多个作者，一个作者可以编写多本图书）。需存储的信息包括：图书号、图书名；作者号、作者姓名；出版社号、出版社名；现存量和总库存量。基本业务活动包括：采编入库、清除库存、借阅、归还、查询图书信息、读者注册等。
1.2 数据结构的选取
1.2.1 二叉查找树BST
理由：图书馆的书数目很大，搜索速度一定要有保障，如果顺序搜索的话，真不知道要搜到何年何月。所以选择了树结构，把关键字和在存储文件的位置记录下来，相当于索引树，这样搜索的效率就会提高。其实如果够时间的话，我会用红黑树或者AVL树，这样效率会更高。但是由于时间比较紧，我就用了比较熟悉的BST。
1.2.2 链表
理由：这个程序实现了比较简单的模糊搜索，所以搜到的书可能不止一本。于是我用链表记录搜到书记录的存储位置，节点的插入按所存位置从小到大，然后根据这个位置读取文件信息，在界面上显示搜索结果。其实只是个辅助的数据结构。
1.3 方法的选取：
1.3.1 方法描述
由于其他功能的实现基本上是文件的读取和写入，没有什么算法可言，所以这里描述的主要是搜索的方法。这个程序用了三个BST，命名分别为nameTree, authorTree和pubTree，分别存储书名的关键字和位置，作者名字和位置，出版社名和位置。位置的计算方法与图书号有关，这个书的号码是多少，就是第几条记录，这样比较方便。
每插入一本书，程序会把书名“分词”，这是我在网上搜“模糊检索”时看到的词（虽然有查过，不过这个程序采用的模糊检索方法基本都是自己的想法），这里采用的分词方法比较简单，只是每4个字节分为一个关键词。分词后，把这些关键词以及对应记录的存储位置插入nameTree里（当关键词为空时则不插入）。而作者名字和出版社名则完整地分别插入authorTree和pubTree中。
搜索的时候，分3种情况。 第一种情况是：有提供书名（这里可以不是完整的书名），程序则把这个书名分词，逐个在nameTree里搜索，把搜索到的书的存储位置都存到链表里（按存储位置从小到大插入链表，相同则不插入），此时如果有提供作者名或者出版社名的话，用另一个链表存储搜到作者名或者出版社名的记录位置，由于这里用到的链表都是从小到大排列的，所以逐一对比搜索nameTree得到的链表和搜索authorTree或者pubTree得到的链表，在搜索nameTree得到的链表里剔除另一个链表没有的，这样就实现了联合搜索。 第二种情况是：没提供书名但有提供作者名，方法与第一种情况有点类似，先搜索authorTree得到链表，此时如果有出版社名，则按第一种情况里面剔除方法，把搜索authorTree得到的链表中剔除搜索pubTree得到的链表内不包含的节点。 第三种情况是：没提供书名和作者名，只提供的出版社名，则直接在pubTree中搜索该出版社名，得到最终结果。
1.3.2 优点
最显著的优点是，实现了模糊检索，虽然比较简单，但也是自己异想天开的想法。另一个优点是，提高了搜索效率：假设书的数目为n的话，把长度为20的书名分成5个关键词，则搜索nameTree效率大概为log(5n)，搜索authorTree和pubTree的效率分别大概为log(n)，得到链表的长度也不会很长，此处忽略，这样加起来，搜索的效率大概为log(5)+3log(n)，也就是Θlog(n)的效率，也算是很高了。
1.3.3 问题
上面的计算是建立在BST左右比较平衡的情况下，如果极不平衡的话，树的使用就没有意义了，所以如果优化的话，应该使用红黑树或者AVL树，至于现在为什么不用，看本文1.2.1就知道了。如果书名关键词出现得比较多，这样链表的长度就会很长，联合搜索时剔除的时间就不可以忽略了。
二、 模块设计
2.1模块图
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2.2模块介绍
2.2.1 管理控制模块
构成：包含Management类，里面是系统初始化、插入书记录、删除书记录、借阅、归还、搜索、读者注册等等的方法。
功能：核心类。实现所有图书信息管理系统的功能。
特殊技巧：应用的BST实现搜索，实现了比较简单的模糊搜索。
2.2.2 文件管理模块
构成：包含Book、Reader、BookFile、ReaderFile四个类。Book和Reader类分别包含着图书、读者的信息，BookFile里面包含了与图书信息有关的文件流的一切属性和操作，ReaderFile里面包含了与读者信息有关的文件流的一切属性和操作。
功能：实现图书和读者的信息存储、读取和更新。相当于数据库的管理（除去搜索）。
特殊技巧：用图书号作为图书存储位置的信息，简化操作。把文件流封装起来，方便测试。
2.2.3 数据结构模块
构成：包含SearchNode、SearchTree、PosNode、PosList四个类。SearchNode是个BST，每个节点存储了关键字和对应书记录的存储位置。而PosList是个动态链表，每个节点存储了书记录的存储位置。
功能：实现搜索要使用的数据结构以及相关操作。
特殊技巧：节点只存储记录的存储位置，相当于索引，节省内存空间。
2.2.4 辅助模块
构成：包含WordPartition和Compare两个类。WordPartition类包含分词的方法。Compare类包含固定长度char*字符串的比较方法。
功能：辅助系统的实现。
特殊技巧：之所以另起这样一个模块，是为了便于以后扩展。这里实现的分词相对简单，可以用这个接口来实现更加优化的分词。
三、 程序运行结果
3.1 图书搜索
比较简单的模糊搜索：
联合搜索：
3.2 借阅与归还
借阅：
归还：
3.3 书库管理
查看所有图书：
图书入库：
清除库存：这里也包含着模糊搜索的功能，以免删错。
3.4 读者注册
3.5 界面设计考虑
之所以采用4个分页的结构，除了用来区分功能和优化界面以外，还考虑到各种功能的权限问题，以后拓展的时候可以加上输入密码等权限限制，来区分管理员和读者的权限。
四、 使用说明
l 点击LibraryMIS.exe使用时，bookInfo.txt和readerInfo.txt一定要放在同一目录下。
l 所有书名、作者名、出版社和读者名不能超过20个字节，超过会自动忽略后面的内容。
l 借阅和归还图书时，图书号和读者号都不能空
l 图书入库时，书名和入库数量不能为空
l 读者注册时，读者名字不能为空
五、 感想
使用平台：Visual Studio 2008
使用语言：C++
用时：5天
本来想着2天就搞定的程序居然用了5天，不过实现了还是很激动！期间，试过熬夜编程，编得兴奋得时候甚至忘了吃饭，呵呵~或许自己太久没编过像样的程序，是这个程序让我重温了编程的兴奋感，蛮不错的。
模糊搜索的算法是自己想的，虽然这种分词方法很猥琐，但至少也算是个比较异想天开的想法吧。是那天写文件流纠结时，下去足球场跑步放松的时候突然想到的。
老师说过，好的系统应该是便于拓展的。所以，在这个方面，我特意把分词的方法独立放在一个类里。把界面分成4个子界面，便于以后权限的加入。
最终给自己的评价是，还算过得去。
