基于Python的图书馆管理系统的开发

开发工具：python3.10

数据库：Python内置的SQLite3数据库，SQLite是一种嵌入式数据库，体积很小，它的数据库就是一个文件。本文建立了Library数据库，存储系统内的管理员、图书、读者、借阅相关信息。

1  绪论

        传统人工方式管理文件档案存在着许多缺点，如：效率低、保密性差等，而且随着时间的积累，将产生大量的文件和数据，这对于查找、更新和维护都带来了不便。随着科学技术的不断提高，互联网与计算机技术的日渐成熟，为我们共享数据提供了前所未有的方便。作为计算机应用的一部分，使用计算机对图书馆进行管理具有手工管理无法比拟的优点，如：检索迅速、查找方便、可靠性高，存储量大、保密性好、寿命长、成本低等，这些优点能够极大的提高图书信息、读者信息管理的效率，也是科学化、正规化的体现。

        本次开发的图书馆管理系统主要包括以下四大模块：(1)个人信息管理，包括查看个人信息以及修改个人信息，可对登录密码等个人信息进行修改。(2)图书信息管理，可对图书信息进行增、删、改、查、浏览操作。(3)读者信息管理，涉及读者信息的增、删、改、查、浏览操作。(4)查看借阅信息，可查看借阅时间、借阅读者借书证号等信息。

2  需求分析

2.1  功能分析

根据用户调查，系统应有以下功能需求：

（1）管理员使用工作证号进行注册，完成注册后可根据工作证号和密码登录系统。

（2）管理员查看、修改个人信息，包括手机号、家庭住址、登录密码等。

（3）图书的信息管理：包括添加、删除、信息修改、浏览、查询等。

（4）读者的信息管理：包括添加、删除、信息修改、浏览、查询等。

（5）查看借阅信息，并可分别依据图书ID、借书证号、借阅时间、归还时间进行查询；也可以依据图书ID和借书证号的组合查询相关纪录。

2.2  技术分析

        系统采用Python语言设计实现，使用python3.10为开发工具，利用Python内置的SQLite3数据库建立了Library数据库。使用了Python自带的tkinter模块，tkinter模块是一种流行的面向对象的GUI工具包 TK 的Python编程接口，提供了快速便利地创建GUI应用程序的方法。使用了os模块，os模块提供了各种 Python 程序与操作系统进行交互的接口，通过os模块，一方面可以方便地与操作系统进行交互，另一方面页可以极大增强代码的可移植性。如果该模块中相关功能出错，会抛出OSError异常或其子类异常。

3  总体设计

3.1  功能设计

3.2  数据库设计

4  详细设计

4.1  注册模块程序流程图

4.2  登录模块程序流程图

5  系统实现

5.1  登录、注册功能

（1）注册测试：

（2）登录测试：

（3）相关代码如下：

path = os.getenv('temp')
filename = os.path.join(path, 'info.txt')
# 在窗口上创建标签组件
labelname = tkinter.Label(self.window, text='账号', font=('华文中宋', 16))
labelname.place(x=200, y=120, width=80, height=30)
# 创建字符串变量和文本框组件，同时设置关联的变量
global varname
varname = tkinter.StringVar(self.window, value='')
self.account = tkinter.Entry(self.window, width=30, font=tkinter.font.Font(size=16), bg='Ivory',
                             textvariable=varname)
self.account.place(x=300, y=120, width=160, height=30)
labelpwd = tkinter.Label(self.window, text='密码', font=('华文中宋', 16))
labelpwd.place(x=200, y=180, width=80, height=30)
# 创建密码文本框
global varpwd
varpwd = tkinter.StringVar(self.window, value='')
self.password = tkinter.Entry(self.window, width=30, font=tkinter.font.Font(size=16), bg='Ivory', show='*',
                              textvariable=varpwd)
self.password.place(x=300, y=180, width=160, height=30)
# 尝试自动填写用户名和密码
try:
    with open(filename) as fp:
        n, p = fp.read().strip().split(',')
        varname.set(n)
        varpwd.set(p)
except:
    pass
# 记住我，复选框
global rememberme
rememberme = tkinter.IntVar(self.window, value=1)
# 选中时变量值为1，未选中时变量值为0，默认选中
checkremember = tkinter.Checkbutton(self.window,
                                    text='自动保存',
                                    font=tkinter.font.Font(size=12),
                                    variable=rememberme,
                                    onvalue=1, offvalue=0)
checkremember.place(x=200, y=240, width=100, height=20)
# 登录按钮
Button(self.window, text='登录', width=8, font=tkinter.font.Font(size=12), command=self.login).place(x=200, y=300)                                            
                          
# 登录按钮事件处理函数
def login(self):
    # _password = None
    # 获取账号和密码
    global account
    account = self.account.get()
    pwd = self.password.get()
    # 数据库操作 查询管理员信息表
    with sqlite3.connect("Library.db") as conn:  # 创建连接
        cursor = conn.cursor()  # 获取游标对象
        cursor.execute('SELECT * FROM Administrator')
        li = cursor.fetchall()
    p = 0
    for i in li:
        if account == i[0] and pwd == i[2]:
            tkinter.messagebox.showinfo(title='恭喜',
                                        message='登录成功！')
            ActionSelectionInterface(self.window)  # 进入操作选择页面
            if rememberme.get() == 1:
                # 把登录成功的信息写入临时文件
                with open(filename, 'w') as fp:
                    fp.write(','.join((account, pwd)))
            else:
                try:
                    os.remove(filename)
                except:
                    pass
            p = 1
            break
        # else:
    if p == 0:
        tkinter.messagebox.showerror('警告', message='用户名或密码错误')
# 注册按钮
Button(self.window, text='注册', width=8, font=tkinter.font.Font(size=12), command=self.regi).place(x=400, y=300)
# 注册按钮事件处理函数
def regi(self):
    # 获取账号和密码
    global account
    account = self.account.get()
    pwd = self.password.get()
    # 将数据插入数据库
    with sqlite3.connect("Library.db") as conn:
        cur = conn.cursor()
        cur.execute('SELECT * FROM Administrator')
        li = cur.fetchall()
        flag = 0
        for i in li:
            if account == i[0]:
                tkinter.messagebox.showerror('警告', message='该账号已存在！')
                flag = 1
                break
        if flag == 0:
            cur.execute("insert into Administrator(A_ID, Apassword) values (?, ?)", (account, pwd))
            tkinter.messagebox.showinfo(title='恭喜',
                                        message='注册成功！')

5.2  添加功能

该功能主要完成图书信息、读者信息的添加。

（1）添加图书信息功能测试：

（2）添加读者信息功能测试：

（3）相关代码如下（以添加读者信息为例）：

# 添加读者信息按钮事件
def buttonAddClick():
    # 检查ID
    global rid
    rid = entryId.get().strip()
    if rid == '':
        tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='必须输入ID')
        return
    # ID不能重复
    with sqlite3.connect("Library.db") as conn:
        cur = conn.cursor()
        cur.execute('SELECT COUNT(R_ID) from Reader where R_ID="' + rid + '"')
        c = cur.fetchone()[0]
    if c != 0:
        tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='ID不能重复')
        return
    # 检查姓名
    name = entryName.get().strip()
    if name == '':
        tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='必须输入姓名')
        return
    # 检查性别
    sex = entrySex.get()
    if sex not in ('男', '女'):
        tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='性别不合法')
        return
    # 检查出生日期
    birth = entryBirth.get().strip()
    if birth == '':
        tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='必须输入出生日期')
        return
    # 检查电话号码
    telephone = entryTelephone.get().strip()
    if telephone == '' or (not telephone.isdigit()):
        tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='电话号码必须是数字')
        return
    # 检查家庭住址
    address = entryAddress.get().strip()
    if address == '':
        tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='必须输入家庭住址')
        return
    # 所有输入都通过检查，插入数据库
    # print(rid, name, sex, birth, telephone, address)
    sql = 'INSERT INTO Reader(R_ID, Rname, "Rsex", Rbirth, Rtelephone, Raddress) VALUES("' \
          + rid + '","' + name + '","' + sex + '","' + birth + '","' \
          + telephone + '","' + address + '")'
    doSql(sql)
    tkinter.messagebox.showinfo('恭喜', '添加成功')
    # 添加记录后，更新表格中的数据
    bindData()
buttonAdd = tkinter.Button(self.window, text='添加', command=buttonAddClick)
buttonAdd.place(x=50, y=130, width=80, height=20)

5.3  删除功能

该功能主要完成图书信息删除、读者信息删除。

（1）删除功能测试（以删除一条读者信息为例）：

（2）相关代码如下（以删除读者信息为例）：

def doSql(sql):
    # 用来执行SQL语句，尤其是INSERT和DELETE语句
    with sqlite3.connect("Library.db") as conn:
        cur = conn.cursor()
        cur.execute(sql)
        conn.commit()
# 定义Treeview组件的左键单击事件，并绑定到Treeview组件上
# 单击鼠标左键，设置变量nameToDelete的值，然后可以使用“删除”按钮来删除
idToDelete = tkinter.StringVar()  #
def treeviewClick(event):
    if not treeAddressList.selection():
        return
    item = treeAddressList.selection()[0]
    idToDelete.set(treeAddressList.item(item, 'values')[0])
treeAddressList.bind('', treeviewClick)
# 删除读者信息按钮事件
def buttonDeleteClick():
    rid = idToDelete.get()
    if rid == '':
        tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='请选择一条记录')
        return
    # 如果已经选择了一条信息，执行SQL语句将其删除
    sql = 'DELETE FROM Reader WHERE R_ID="' + rid + '"'
    doSql(sql)
    tkinter.messagebox.showinfo('恭喜', '删除成功')
    # 重新设置变量为空字符串
    idToDelete.set('')
    # 更新表格中的数据
    bindData()
buttonDelete = tkinter.Button(self.window, text='删除', command=buttonDeleteClick)
buttonDelete.place(x=170, y=130, width=80, height=20)

5.4  修改功能

该功能主要完成管理员、图书、读者信息的修改。

（1）修改信息测试（以修改读者信息为例：）

        选中待修改信息，点击“修改”按钮；

        获取到待修改信息后，即可在输入框进行修改，修改完成点击“保存修改”按钮（此次测试修改了性别、出生日期）；

（2）相关代码如下(以修改读者信息为例)：

# 修改读者信息
def buttonEditClick():
    ide = idToDelete.get()
    if ide == '':
        tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='请选择一条要修改的记录')
        return
    with sqlite3.connect("Library.db") as conn:  # 创建连接
        cursor = conn.cursor()  # 获取游标对象
        sql = 'SELECT * FROM Reader where R_ID ="' + ide + '"'
        cursor.execute(sql)
        lli = cursor.fetchall()
        name = lli[0][1]
        sex = lli[0][2]
        birth = lli[0][3]
        telephone = lli[0][4]
        address = lli[0][5]
    varRid.set(ide)
    varName.set(name)
    varSex.set(sex)
    varBirth.set(birth)
    varTelephone.set(telephone)
    varAddress.set(address)
    tkinter.messagebox.showinfo('恭喜', '获取成功')
buttonEdit = tkinter.Button(self.window, text='修改', command=buttonEditClick)
buttonEdit.place(x=410, y=130, width=80, height=20)
# 保存修改
def buttonSaveClick():
    rde = entryId.get().strip()
    name = entryName.get().strip()
    sex = entrySex.get().strip()
    birth = entryBirth.get().strip()
    telephone = entryTelephone.get().strip()
    address = entryAddress.get().strip()
    sql = "update Reader set Rname = '%s', Rsex = '%s', Rbirth = '%s', Rtelephone = '%s', Raddress = '%s' WHERE R_ID = '%s'" % (
    name, sex, birth, telephone, address, rde)
    doSql(sql)
    tkinter.messagebox.showinfo('恭喜', '修改保存成功')
    # 修改记录后，更新表格中的数据
    bindData()
buttonEdit = tkinter.Button(self.window, text='保存修改', command=buttonSaveClick)
buttonEdit.place(x=530, y=130, width=80, height=20)

5.5  查询功能

（1）查询功能测试如下：

        按性别查询读者信息：

        按书名作者查询图书信息：

        按书名作者查询图书信息：

（2）查询相关代码（以查询图书为例）：

# 查询
def buttonSeekClick():
    # 获取
    bid = entryId.get()
    name = entryName.get()
    author = entryAuthor.get()
    publish = entryPublish.get()
    state = entryState.get()
    # 数据库操作 查询图书信息表
    with sqlite3.connect("Library.db") as conn:  # 创建连接
        cursor = conn.cursor()  # 获取游标对象
        cursor.execute('SELECT * FROM Books')
        results = cursor.fetchall()
        flag = 0
        if bid == "" and name == "" and author == "" and publish == "" and state == "":
            tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='请至少输入一条查询信息')
        else:
            for row in results:
                if bid == row[0] and name == row[1] and author == row[2] and publish == row[3] and state == row[6]:
                    sql = "SELECT * FROM Books where (B_ID = '%s') and (Bname = '%s') and (Bauthor = '%s') and (Bpublish = '%s' and (Bstate == '%s'))" % (
                    bid, name, author, publish, state)
                    bindDatas(sql)
                    flag = 1
                    break
                elif bid == row[0] and name == row[1] and author == row[2] and publish == row[3]:
                    sql = "SELECT * FROM Books where (B_ID = '%s') and (Bname = '%s') and (Bauthor = '%s') and (Bpublish = '%s')" % (
                    bid, name, author, publish)
                    bindDatas(sql)
                    flag = 1
                    break
                elif bid == row[0] and name == row[1] and author == row[2]:
                    sql = "SELECT * FROM Books where (B_ID = '%s') and (Bname = '%s') and (Bauthor = '%s')" % (
                    bid, name, author)
                    bindDatas(sql)
                    flag = 1
                    break
                elif bid == row[0] and name == row[1]:
                    sql = "SELECT * FROM Books where (B_ID = '%s') and (Bname = '%s')" % (bid, name)
                    bindDatas(sql)
                    flag = 1
                    break
                elif bid == row[0]:
                    sql = "SELECT * FROM Books where B_ID = '%s'" % (bid)
                    bindDatas(sql)
                    flag = 1
                    break
                elif name == row[1]:
                    sql = "SELECT * FROM Books where Bname = '%s'" % (name)
                    bindDatas(sql)
                    flag = 1
                    break
                elif author == row[2]:
                    sql = "SELECT * FROM Books where Bauthor = '%s'" % (author)
                    bindDatas(sql)
                    flag = 1
                    break
                elif publish == row[3]:
                    sql = "SELECT * FROM Books where Bpublish = '%s'" % (publish)
                    bindDatas(sql)
                    flag = 1
                    break
                elif state == row[6]:
                    sql = "SELECT * FROM Books where Bstate = '%s'" % (state)
                    bindDatas(sql)
                    flag = 1
                    break
            if flag == 0:
                tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='未找到符合条件的图书！')
buttonSeek = tkinter.Button(self.window, text='查询', command=buttonSeekClick)
buttonSeek.place(x=520, y=130, width=80, height=20)

6  总结

        在本次基于Python的图书馆管理系统开发中，经过系统需求分析、功能需求分析、数据库物理结构设计、系统功能设计和数据库初始装载、python程序代码设计，最终编译并运行成功。实现了管理员的注册、登录，个人信息的查看与修改、图书与读者信息的管理以及查看借阅信息的功能，提高了图书馆管理员的管理效率。

        对于界面的设计，在设计方面采取的是简约原则，并未过度追求设计感，但是充分考虑了用户的使用体验，最终所实现的界面虽然简单，但是功能齐全。开发过程中我不断完善本系统功能，将知识学以致用，取得了很大的收获，也对Python程序开发有了更多的兴趣。

ps：任何建议和想法欢迎评论交流~