【JAVA】Java项目实战—Java 数据库应用项目：学生信息管理系统

本项目将实现一个简单的学生信息管理系统，功能包括学生信息的录入、查询、修改和删除。通过本项目，读者将深入理解Java与数据库交互的基本原理，掌握JDBC（Java Database Connectivity）技术，以及如何构建一个简单的CRUD（创建、读取、更新、删除）应用。

1. 理论知识

1.1 Java与数据库的关系

Java通过JDBC与各种数据库进行交互。JDBC是Java提供的一个API，允许Java程序通过标准的方式连接到不同的数据库。通过JDBC，开发者可以执行SQL语句，获取结果集，并处理数据库中的数据。

1.2 数据库基本概念

数据库（Database）：一个有组织的数据集合，通常存储在计算机系统中。
表（Table）：数据库中的数据以表格的形式存储，每个表由行和列组成。
记录（Record）：表中的一行，表示一个具体的数据项。
字段（Field）：表中的一列，表示数据的某个属性。

1.3 JDBC的基本流程

加载数据库驱动 ：通过Class.forName()方法加载数据库驱动。
建立连接 ：使用DriverManager.getConnection()方法与数据库建立连接。
创建语句对象 ：使用Connection.createStatement()或Connection.prepareStatement()创建SQL语句对象。
执行SQL语句：通过语句对象执行SQL语句。
处理结果：对查询结果进行处理。
关闭连接：释放资源，关闭连接。

##2. 项目结构

我们的学生信息管理系统将包括以下几个主要部分：

Student类：表示学生信息的模型。
StudentDAO类：数据访问对象，负责与数据库交互。
Main类：程序入口，提供用户界面，处理用户输入。

3. 具体实现

3.1 创建数据库和表

首先，我们需要在数据库中创建一个表来存储学生信息。以下是一个简单的SQL语句，用于创建students表：

CREATE TABLE students (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(100),
    age INT,
    gender VARCHAR(10)
);

3.2 Student类

Student类用于表示学生的信息，包含学生的基本属性。

public class Student {
    private int id;
    private String name;
    private int age;
    private String gender;

    // 构造方法
    public Student(int id, String name, int age, String gender) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
    }

    // Getter和Setter方法
    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getGender() {
        return gender;
    }

    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", gender='" + gender + '\'' +
                '}';
    }
}

3.3 StudentDAO类

StudentDAO类负责与数据库进行交互，包含CRUD操作的方法。

import java.sql.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class StudentDAO {
    private Connection connection;

    // 构造方法，初始化数据库连接
    public StudentDAO() {
        try {
            // 加载数据库驱动
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            // 建立连接
            connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/school", "root", "password");
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 添加学生
    public void addStudent(Student student) {
        String sql = "INSERT INTO students (name, age, gender) VALUES (?, ?, ?)";
        try (PreparedStatement pstmt = connection.prepareStatement(sql)) {
            pstmt.setString(1, student.getName());
            pstmt.setInt(2, student.getAge());
            pstmt.setString(3, student.getGender());
            pstmt.executeUpdate();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 查询所有学生
    public List<Student> getAllStudents() {
        List<Student> students = new ArrayList<>();
        String sql = "SELECT * FROM students";
        try (Statement stmt = connection.createStatement();
             ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql)) {
            while (rs.next()) {
                Student student = new Student(rs.getInt("id"), rs.getString("name"), rs.getInt("age"), rs.getString("gender"));
                students.add(student);
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return students;
    }

    // 更新学生信息
    public void updateStudent(Student student) {
        String sql = "UPDATE students SET name = ?, age = ?, gender = ? WHERE id = ?";
        try (PreparedStatement pstmt = connection.prepareStatement(sql)) {
            pstmt.setString(1, student.getName());
            pstmt.setInt(2, student.getAge());
            pstmt.setString(3, student.getGender());
            pstmt.setInt(4, student.getId());
            pstmt.executeUpdate();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 删除学生
    public void deleteStudent(int id) {
        String sql = "DELETE FROM students WHERE id = ?";
        try (PreparedStatement pstmt = connection.prepareStatement(sql)) {
            pstmt.setInt(1, id);
            pstmt.executeUpdate();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 关闭连接
    public void close() {
        try {
            if (connection != null && !connection.isClosed()) {
                connection.close();
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.4 Main类

Main类是程序的入口，提供简单的用户界面，允许用户进行操作。

import java.util.List;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        StudentDAO studentDAO = new StudentDAO();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int choice;

        do {
            System.out.println("学生信息管理系统");
            System.out.println("1. 添加学生");
            System.out.println("2. 查询所有学生");
            System.out.println("3. 更新学生信息");
            System.out.println("4. 删除学生");
            System.out.println("5. 退出");
            System.out.print("请输入您的选择: ");
            choice = scanner.nextInt();
            scanner.nextLine(); // 消耗换行符

            switch (choice) {
                case 1:
                    // 添加学生
                    System.out.print("请输入学生姓名: ");
                    String name = scanner.nextLine();
                    System.out.print("请输入学生年龄: ");
                    int age = scanner.nextInt();
                    scanner.nextLine(); // 消耗换行符
                    System.out.print("请输入学生性别: ");
                    String gender = scanner.nextLine();
                    Student student = new Student(0, name, age, gender);
                    studentDAO.addStudent(student);
                    System.out.println("学生添加成功！");
                    break;

                case 2:
                    // 查询所有学生
                    List<Student> students = studentDAO.getAllStudents();
                    System.out.println("所有学生信息：");
                    for (Student s : students) {
                        System.out.println(s);
                    }
                    break;

                case 3:
                    // 更新学生信息
                    System.out.print("请输入要更新的学生ID: ");
                    int id = scanner.nextInt();
                    scanner.nextLine(); // 消耗换行符
                    System.out.print("请输入新的学生姓名: ");
                    String newName = scanner.nextLine();
                    System.out.print("请输入新的学生年龄: ");
                    int newAge = scanner.nextInt();
                    scanner.nextLine(); // 消耗换行符
                    System.out.print("请输入新的学生性别: ");
                    String newGender = scanner.nextLine();
                    Student updatedStudent = new Student(id, newName, newAge, newGender);
                    studentDAO.updateStudent(updatedStudent);
                    System.out.println("学生信息更新成功！");
                    break;

                case 4:
                    // 删除学生
                    System.out.print("请输入要删除的学生ID: ");
                    int deleteId = scanner.nextInt();
                    studentDAO.deleteStudent(deleteId);
                    System.out.println("学生删除成功！");
                    break;

                case 5:
                    // 退出
                    studentDAO.close();
                    System.out.println("退出系统。");
                    break;

                default:
                    System.out.println("无效的选择，请重新输入。");
            }
        } while (choice != 5);

        scanner.close();
    }
}

4. 代码注释和解释

4.1 Student类

属性：id, name, age, gender分别表示学生的ID、姓名、年龄和性别。
构造方法：用于初始化学生对象。
Getter和Setter：用于获取和设置学生的属性。
toString方法 ：重写了toString方法，方便打印学生信息。

4.2 StudentDAO类

构造方法：加载数据库驱动并建立连接。
addStudent ：使用PreparedStatement执行插入操作，防止SQL注入。
getAllStudents：查询所有学生，返回一个学生列表。
updateStudent ：更新学生信息，使用PreparedStatement执行更新操作。
deleteStudent：根据ID删除学生。
close：关闭数据库连接，释放资源。

4.3 Main类

用户界面：通过控制台输入，提供简单的菜单选项。
选择操作：根据用户的选择调用相应的DAO方法，执行CRUD操作。

5. 总结

通过本项目的实现，读者不仅掌握了Java与数据库交互的基本知识，还了解了如何构建一个简单的CRUD应用。这个学生信息管理系统是一个基础的项目，但它为进一步学习Java EE、Spring框架等更复杂的项目打下了良好的基础。

在实际应用中，数据库操作的性能和安全性至关重要，因此在开发中应考虑使用连接池、事务管理、数据验证等技术，以提高应用的健壮性和安全性。