软件设计与体系结构实验——图书馆管理系统

目录

一 实验任务与需求分析

（一）实验任务

（二）需求分析

二 UML建模

（一）用例图

 1 用例图介绍

2 分析及绘图

（二）顺序图

1 顺序图介绍

 2 分析及绘图（部分功能）

（1）用户登录顺序图

（2）图书借阅顺序图

（三）类图

1 类图分析

2 图

三 设计模式

3.1 工厂模式

3.1.1 步骤一：

 3.1.2 步骤二：

3.1.3 步骤三

3.2 发布订阅模式

四  功能演示

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一 实验任务与需求分析

（一）实验任务

        本小组选择的题目为图书馆管理系统，具体任务如下：
        1~3周：基于UML的软件分析与设计模型建模实验（用例图、类图、时序图）
        3~5周：针对上述模块的部分功能，应用两种设计模式，现场演示
        5~8周：Web服务开发，实现SOAP或REST API并能用客户端调用

（二）需求分析

        该管理系统主要涉及三个对象：图书、管理员和读者。图书指的是已入库图书信息，包括书名、出版社、出版时间、作者、是否在架等。进入系统后，可选择两类用户类型进行登录（管理员和读者）拥有不同的权限。   
        管理员操作：书籍信息管理（增删改查）；读者信息管理（增删改查、读者账户锁定）；管理员信息修改；借阅信息管理。
        读者操作：书籍查询；借阅信息查询；个人信息修改；借书与还书。

        

二 UML建模

（一）用例图

 1 用例图介绍

        用例图主要体现用户与用例的关系，忽略具体细节而关注“系统能做什么”。存在四种关系

关系类型	说明	图例
关联	用户与用例的关系（通信）	直线
泛化	参与者或用例之间的关系（继承）	空心三角箭头
包含	用例分解为小步骤；粒度整合	-------->  表明
扩展	附加内容，可选内容	--------> 标明

2 分析及绘图

        图书管理系统设计两个部分，一个是用户管理用例图，另一个是借书、还书的用例图。首先，对于用户管理部分，有读者和管理员两个角色。读者可以进行相关的管理操作，但是要先进行用户登录（此处的include代表是必须进行的子操作）。读者的管理操作包括了借阅信息查询、读者信息修改，此处的包含关系是一个粒度整合。而后借阅信息修改是借阅信息查询的扩展操作，是可选项，读者查询后可进行修改也可不进行。对于管理者，同理。
        借书、还书操作中，读者可以进行图书查询，且借书时显然必须先进行图书查询（确定要借的书）。然后借还操作是对用例借阅信息更改和借阅信息检查的整合，借书前先检查是否有违约记录，检查合格后，修改借阅信息表明书已借出。管理员拥有更高的权限，可以直接修改借阅信息修改一些错误等。

（二）顺序图

1 顺序图介绍

        描述对象之间的交互，显示参与交互的对象之间消息交互的顺序。

名称	含义	图例
对象/参与者	表示参与信息交互的对象	矩形：标识类名或对象名
生命线	对象生存时间	对象图标向下延伸的虚线
控制焦点	由 消息引发的动作执行过程	矩形框
消息	对象通信：控制信息和数据 调用操作/发送信号/创建、消除对象 返回结果	同步：实心三角箭头、虚线+实心箭头 异步：带箭头的线

 2 分析及绘图（部分功能）

（1）用户登录顺序图

        用户输入账号、密码后，登录见面会予以显示，然后查找用户数据库进行信息验证，返回验证结果（包括用户类型及是否登陆成功）。若登录成功，则根据不同的用户类型，进入不同的页面。

（2）图书借阅顺序图

        读者在主界面请求结束后，检查读者数据库获取借阅信息，而后判断读者是否有借阅资格，若有资格则进入借书流程。借书时，首先输入书籍信息（主要指书籍名），而后查阅书籍数据库获取该书的信息，若该书未出借，则提示读者输入借书时长，而后修改读者数据库和书籍数据库表明书已借出。

（三）类图

1 类图分析

2 图

三 设计模式

        本次试验中，用Java语言实现了图书管理系统的部分功能，包括一下内容：
        读者部分：用户登录，预约借书、申请借书、查看借阅情况。
        图书管理员：用户登录，增添、删除图书，借阅管理（批准借阅申请、查看借阅情况）。
        该实验与第三次实验—Web服务开发结合实现，具体效果见第五部分。

3.1 工厂模式

        工厂模式（Factory Pattern）是 Java 中最常用的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
        在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

 意图：定义一个创建对象的接口，让其子类自己决定实例化哪一个工厂类，工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

 主要解决：主要解决接口选择的问题。

 何时使用：我们明确地计划不同条件下创建不同实例时。

 如何解决：让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。

 关键代码：创建过程在其子类执行。

        利用工厂模式实现对读者、书籍对象的管理，实现了读者借书、还书的一系列功能。

3.1.1 步骤一：

        创建一个接口

@Data
public class Book {
    private int bookId;
    private String ISBN;
    private String location;
    private int state;
    private int operator;

    public Book(int bookId, String ISBN, String location, int state, int operator) {
        this.bookId = bookId;
        this.ISBN = ISBN;
        this.location = location;
        this.state = state;
        this.operator = operator;
    }
}

 3.1.2 步骤二：

        创建时间接口的实体类

public interface BookMapper {
    List getList();

    List getListByQuery(@Param("query") String query);

    // 得到能被预约的书
    List getRes(@Param("isbn") String ISBN);

    // 获取预约号
    Reservation getResId(@Param("book") Book book, @Param("user") User user);

    // 根据userid获取预约记录 注意返回值需要的是包装起来的书名和预约号
    List getResById(@Param("user") User user);

    // 用户还书
    void returnBookById(@Param("borrowId") Integer borrowId);

    // 根据userid获取已借阅记录
    List getBorById(@Param("user") User user);

    List getListById(@Param("user") User user);

    int processRes(@Param("isbn") String ISBN, @Param("user") User user);

    // admin
    void addBookList(@Param("booklist") BookList booklist, @Param("location") String location, @Param("state") Integer state);

    //管理员获取所有预约记录 注意返回值需要的是包装起来的书名和预约号还有用户名
    List getResList();

    List getBorList();

    void insertBorrow(@Param("rid")int reservationId, @Param("op") int operator);


    int deleteBookListById(@Param("isbn")String isbn);


}

3.1.3 步骤三

        使用该工厂，通过传递类型信息来获取实体类的对象。

@Controller
@RequestMapping("/managebooks")
public class ReaderController {
    @Autowired
    BookService bookService;

    @GetMapping(value = "/booklist")
    public String listBookList(Model model, HttpServletRequest request) {
        User user = (User) request.getSession().getAttribute("user");
        model.addAttribute("user", user);
        List list = bookService.getlist();
        model.addAttribute("list", list);
        return "user_booklist";
    }

    @PostMapping(value = "/query")
    public String listBookListById(Model model, HttpServletRequest request) {
        User user = (User) request.getSession().getAttribute("user");
        model.addAttribute("user", user);
        String bname = request.getParameter("bname");
        List list = bookService.getlistByQuery(bname);
        model.addAttribute("list", list);
        return "user_booklist";
    }

    @GetMapping(value = "/{ISBN}/booklist")
    public String listBookListById(
            Model model,
            HttpServletRequest request,
            @PathVariable(value = "ISBN") String ISBN,
            HttpServletResponse response) {
        User user = (User) request.getSession().getAttribute("user");
        model.addAttribute("user", user);
        response.setContentType("text/html;charset=utf8");
        ReservationResult rr;
        PrintWriter pw = null;
        Reservation r = null;
        try {
            pw = response.getWriter();
            bookService.processRes(ISBN, user);
            rr = new ReservationResult<>(true, r);
        } catch (Exception e) {
            rr = new ReservationResult<>(false, "预约失败");
        }
        if (rr.isSuccess()) {
            pw.print("");
        } else {
            pw.print("");
        }
        List list = bookService.getlist();
        model.addAttribute("list", list);
        return "user_booklist";
    }

3.2 发布订阅模式

        定义：也称作观察者模式，定义了对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发 生改变时，所有依赖于它的对象都将得到通知。
        核心：取代对象之间硬编码的通知机制，一个对象不用再显式地调用另外一个对象的某个接口。
        与传统的发布-订阅模式实现方式（将订阅者自身当成引用传入发布者）不同，通常使用注册回调函数的形式来订阅。

        实现：Java中的事件就是经典的发布-订阅模式的实现
        主要用该设计模式实现了事件机制，用户通过界面对图书馆的各种数据进行操作，并使得信息的改变能够反映到具体界面。

var observer = {
    // 订阅集合
    subscribes: [],

    // 订阅
    subscribe: function(type, fn) {
        if (!this.subscribes[type]) {
            this.subscribes[type] = [];
        }
        
        // 收集订阅者的处理
        typeof fn === 'function' && this.subscribes[type].push(fn);
    },

    // 发布  可能会携带一些信息发布出去
    publish: function() {
        var type = [].shift.call(arguments),
            fns = this.subscribes[type];
        
        // 不存在的订阅类型，以及订阅时未传入处理回调的
        if (!fns || !fns.length) {
            return;
        }
        
        // 挨个处理调用
        for (var i = 0; i < fns.length; ++i) {
            fns[i].apply(this, arguments);
        }
    },
    
    // 删除订阅
    remove: function(type, fn) {
        // 删除全部
        if (typeof type === 'undefined') {
            this.subscribes = [];
            return;
        }

        var fns = this.subscribes[type];

        // 不存在的订阅类型，以及订阅时未传入处理回调的
        if (!fns || !fns.length) {
            return;
        }

        if (typeof fn === 'undefined') {
            fns.length = 0;
            return;
        }

        // 挨个处理删除
        for (var i = 0; i < fns.length; ++i) {
            if (fns[i] === fn) {
                fns.splice(i, 1);
            }
        }
    }
};

// 订阅岗位列表
function jobListForA(jobs) {
    console.log('A', jobs);
}

function jobListForB(jobs) {
    console.log('B', jobs);
}

四  Web服务功能演示

本实验中，我们采用Restful架构实现了图书馆管理系统的一些基本功能。

（1）用户登录：读者、管理员登录后可进行不同操作控制。

（2）主界面

（3）图书管理：添加、删除

（4）借阅管理：批准是否同意、查看借阅情况

（5）预约图书

（6）读者查看借阅记录：

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(35条消息) 软件设计与体系结构实验二设计模式（代码与文档）.zip-教育文档类资源-CSDN文库

(57条消息) 软件设计与体系结构第三次实验Web服务开发.zip-Java文档类资源-CSDN文库