试采用面向对象方法对图书管理系统及相关的数据库系统进行分析和设计。图书管理系统应实现(1)借书:(2)还书:(3)图书资料和借阅信息查询:(4)系统维护.试完成下列工作: (1)建立系统的用例图和类图

### 图书管理系统的面向对象设计 #### 用例图分析 图书管理系统的核心参与者包括 **读者** 和 **图书管理员**，其主要功能围绕着借书、还书、查询和系统维护展开。以下是针对这些核心功能的用例图描述： - **读者** 的主要活动包括： - 登录系统并验证身份[^2]。 - 查询个人借阅记录或个人信息。 - 浏览可用图书列表并发起借书请求。 - **图书管理员** 的职责范围更广，具体如下： - 维护图书信息（录入新书、更新现有书籍状态）。 - 处理读者的借书与还书事务，并记录相关信息至数据库中。 - 执行系统级别的数据管理和维护工作。 通过以上需求可构建出初步的用例图框架，其中涉及的主要角色有 `读者` 和 `图书管理员`，它们分别对应不同的业务流程节点[^4]。 --- #### 类图设计 为了支持上述功能模块，需定义若干关键类及其相互间的关系。下面列举几个重要实体类别及其实现逻辑： 1. **Book (图书)** 表达一本书的基本属性，例如编号 (`bookID`)、名称 (`title`) 及当前状态 (`state`) 等字段。此外还包括一些辅助函数用于更改书籍的状态或者获取特定元数据。 ```cpp class Book { private: string bookID; string title; State state; // 枚举类型 {ON_SHELF, IN_LIBRARY, WITH_READER} public: void setState(State newState); bool isAvailable() const; }; ``` 2. **Reader (读者)** 描述一位注册用户的资料详情，比如唯一标识符 (`PIN`) 和已借数量统计等功能接口。此部分还需考虑权限控制机制以保护敏感隐私不被非法访问。 3. **Librarian (图书管理员)** 提供高级别的操作能力给授权人员使用，像新增用户账号或是调整库存配置之类的任务都属于此类范畴内的专属权利。 4. **Database (数据库适配层)** 负责持久化存储所有动态变化的数据集合体，采用 STL 容器 map 来高效索引每本书籍或每位顾客的相关联键值对组合形式保存起来以便快速检索调取所需资源项[^3]。 5. **TransactionRecord (交易记录)** 或者叫作 Item 记录单据样式文件夹结构用来存档每次成功的借贷行为留底备查之用途[^4]。 --- #### 关系建模 在实际开发过程中还需要进一步细化各个组件间的协作模式，这里给出几种典型关联方式的例子作为参考依据之一： - **Aggregation (聚集关系):** 如果我们将 TransactionRecords 当做 Library System 下的一个子部件看待的话，则两者之间存在着一种弱依赖性的整体—局部联系形态即所谓的“has-a”型态表现出来——也就是说LibrarySystem拥有多个Transactions Records实例存在但彼此独立互不影响各自生命周期长短程度差异不大所以选用aggregating表示法较为合适些而已并非完全嵌套式的composition情形下才适用stronger binding强度更高的containment语义表达效果更好一点罢了。 - **Association (普通关联):** Reader 对象可以通过 Librarian 创建新的 Account 实例；同样地，当某个具体的 Borrowing Action 发生时也会涉及到三方共同参与进来完成整个过程链条闭环运作机理原理阐述清楚明白易懂便于理解接受认可度高很多倍数增长幅度惊人啊！ --- ### 示例代码片段展示如何初始化一个简单的 Book List 并打印基本信息: ```python from enum import Enum class State(Enum): ON_SHELF = 1 IN_LIBRARY = 2 WITH_READER = 3 class Book(): def __init__(self, id_, name_): self.id = id_ self.name = name_ self.state = State.ON_SHELF def set_state(self,newState): if isinstance(newState,State)==False:return False self.state=newState return True books=[Book('B001','Python Programming'),Book('B002','Java Fundamentals')] for b in books: print(f'Book ID:{b.id}, Name:{b.name}, Current Status:{str(b.state)}') ``` ---