基于Python的图书管理系统（可执行源码+详细报告+详细注释+运行步骤）

[1. 项目概述](#1. 项目概述)

[1.1 项目背景](#1.1 项目背景)

[1.2 项目目标](#1.2 项目目标)

[1.3 项目意义](#1.3 项目意义)

[2. 系统分析](#2. 系统分析)

[2.1 需求分析](#2.1 需求分析)

[2.1.1 功能需求](#2.1.1 功能需求)

[2.1.2 非功能需求](#2.1.2 非功能需求)

[2.2 系统架构](#2.2 系统架构)

[2.2.1 技术栈](#2.2.1 技术栈)

[2.2.2 系统层次结构](#2.2.2 系统层次结构)

[2.3 数据库设计](#2.3 数据库设计)

[2.3.1 数据库表结构](#2.3.1 数据库表结构)

[3. 系统设计](#3. 系统设计)

[3.1 系统功能模块设计](#3.1 系统功能模块设计)

[3.1.1 用户登录模块](#3.1.1 用户登录模块)

[3.1.2 读者注册模块](#3.1.2 读者注册模块)

[3.1.3 图书管理模块](#3.1.3 图书管理模块)

[3.1.4 用户管理模块](#3.1.4 用户管理模块)

[3.1.5 借阅管理模块](#3.1.5 借阅管理模块)

[3.1.6 查询模块](#3.1.6 查询模块)

[3.1.7 个人中心模块](#3.1.7 个人中心模块)

[3.2 系统界面设计](#3.2 系统界面设计)

[3.2.1 设计原则](#3.2.1 设计原则)

[3.2.2 主要界面](#3.2.2 主要界面)

[4. 系统实现](#4. 系统实现)

[4.1 开发环境搭建](#4.1 开发环境搭建)

[4.2 项目目录结构](#4.2 项目目录结构)

[4.3 核心功能实现](#4.3 核心功能实现)

[4.3.1 数据库连接管理](#4.3.1 数据库连接管理)

[4.3.2 用户登录功能](#4.3.2 用户登录功能)

[4.3.3 图书借阅功能](#4.3.3 图书借阅功能)

[5. 系统测试](#5. 系统测试)

[5.1 测试目标](#5.1 测试目标)

[5.2 测试方法](#5.2 测试方法)

[5.3 测试用例](#5.3 测试用例)

[5.3.1 用户登录测试](#5.3.1 用户登录测试)

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支持定制开发✍️

1. 项目概述

1.1 项目背景

随着信息技术的快速发展，传统的手工图书管理方式已无法满足现代图书馆的需求。手工管理存在效率低下、容易出错、数据查询困难等问题。为了提高图书管理的效率和准确性，开发一套基于计算机的图书管理系统变得尤为重要。

1.2 项目目标

本项目旨在开发一套功能完善、操作简便的图书管理系统，实现图书信息的电子化管理，包括图书的添加、查询、借阅、归还等功能，同时支持管理员和读者两种角色，满足不同用户的需求。

1.3 项目意义

提高图书管理的效率和准确性
实现图书信息的集中管理和快速查询
方便读者借阅和归还图书
便于管理员统计和分析图书借阅情况
降低图书管理的成本和人力投入

2. 系统分析

2.1 需求分析

2.1.1 功能需求

用户管理：支持读者注册、登录、信息修改等功能
图书管理：支持图书的添加、修改、删除、查询等功能
借阅管理：支持图书的借阅、归还、续借等功能
权限管理：区分管理员和读者两种角色，不同角色拥有不同的操作权限
查询功能：支持按书名、作者等条件查询图书
借阅历史：记录读者的借阅历史，方便查询

2.1.2 非功能需求

易用性：界面简洁明了，操作简便
可靠性：系统稳定，数据安全
性能：响应速度快，查询效率高
可扩展性：便于后续功能扩展和维护

2.2 系统架构

本系统采用B/S（浏览器/服务器）架构，前端使用HTML、CSS和JavaScript实现，后端使用Python Flask框架开发，数据库采用SQLite。

2.2.1 技术栈

前端技术：HTML5、CSS3、JavaScript
后端技术：Python 3.x、Flask框架
数据库：SQLite
开发环境：PyCharm、VS Code

2.2.2 系统层次结构

表示层：负责与用户交互，显示系统界面和接收用户输入
业务逻辑层：处理业务逻辑，实现系统的核心功能
数据访问层：负责与数据库交互，实现数据的增删改查
数据层：存储系统数据，包括用户信息、图书信息、借阅信息等

2.3 数据库设计

2.3.1 数据库表结构

用户表（users）

|-----------|---------|---------------------------|-------|
| 字段名 | 数据类型 | 约束 | 描述 |
| user_id | integer | primary key autoincrement | 用户ID |
| user_name | text | not null | 用户名 |
| pwd | text | not null | 密码哈希 |
| college | text | | 学院 |
| num | text | | 学号/工号 |
| email | text | | 邮箱 |

图书表（books）

|--------------|------|-------------|-----------|
| 字段名 | 数据类型 | 约束 | 描述 |
| book_id | text | primary key | 图书ID/ISBN |
| book_name | text | not null | 书名 |
| author | text | not null | 作者 |
| publish_com | text | not null | 出版社 |
| publish_date | text | not null | 出版日期 |

借阅表（borrows）

|-------------|------|----------------------|--------|
| 字段名 | 数据类型 | 约束 | 描述 |
| user_name | text | not null | 借阅人用户名 |
| book_id | text | not null | 图书ID |
| date_borrow | text | not null | 借阅日期 |
| date_return | text | not null | 应归还日期 |
| primary key | | (user_name, book_id) | 复合主键 |

借阅历史表（histroys）

|-------------|---------|-------------------------------|--------|
| 字段名 | 数据类型 | 约束 | 描述 |
| histroy_id | integer | primary key autoincrement | 历史记录ID |
| book_id | text | not null | 图书ID |
| user_name | text | not null | 借阅人用户名 |
| date_borrow | text | not null | 借阅日期 |
| date_return | text | | 实际归还日期 |
| status | text | not null default 'not return' | 借阅状态 |

3. 系统设计

3.1 系统功能模块设计

3.1.1 用户登录模块

功能：实现管理员和读者的登录功能
流程：用户输入用户名和密码，系统验证身份，验证通过后跳转到相应的首页
界面：登录表单，包含用户名、密码输入框和登录按钮

3.1.2 读者注册模块

功能：实现新读者的注册功能
流程：用户填写注册信息，系统验证信息的合法性，验证通过后创建新用户
界面：注册表单，包含用户名、密码、学院、学号、邮箱等输入项

3.1.3 图书管理模块

功能：实现图书的添加、修改、删除、查询等功能
流程：管理员登录后，可进入图书管理页面，进行相关操作
界面：图书列表、添加图书表单、修改图书表单、查询表单等

3.1.4 用户管理模块

功能：实现读者信息的查看、修改、删除等功能
流程：管理员登录后，可进入用户管理页面，进行相关操作
界面：用户列表、用户详情、修改用户表单等

3.1.5 借阅管理模块

功能：实现图书的借阅、归还等功能
流程：
借阅：读者查询到图书后，点击借阅按钮，系统检查借阅条件，符合条件则完成借阅
归还：读者或管理员进入图书详情页，点击归还按钮，系统更新借阅状态和历史记录
界面：图书详情页、借阅按钮、归还按钮等

3.1.6 查询模块

功能：实现图书的查询功能，支持按书名、作者等条件查询
流程：用户进入查询页面，选择查询条件，输入查询关键词，系统返回查询结果
界面：查询表单、查询结果列表等

3.1.7 个人中心模块

功能：实现读者查看个人信息、修改密码、查看借阅历史等功能
流程：读者登录后，可进入个人中心，进行相关操作
界面：个人信息页、修改密码表单、借阅历史列表等

3.2 系统界面设计

3.2.1 设计原则

简洁明了：界面布局清晰，操作流程简单
美观大方：采用和谐的配色方案，视觉效果良好
易用性：操作按钮位置合理，提示信息明确
一致性：各页面风格统一，操作方式一致

3.2.2 主要界面

首页：系统介绍、登录入口、注册入口
登录页：用户名、密码输入框，登录按钮
注册页：注册表单，包含各项注册信息
管理员首页：功能导航菜单，包含图书管理、用户管理等
图书列表页：显示所有图书信息，包含查询、添加、修改、删除功能
图书详情页：显示图书详细信息，包含借阅、归还功能
读者首页：功能导航菜单，包含查询图书、个人中心等
查询页：查询表单，支持按书名、作者查询
个人中心页：显示个人信息、借阅历史等

4. 系统实现

4.1 开发环境搭建

安装Python：下载并安装Python 3.x
安装Flask：使用pip install flask命令安装Flask框架
安装SQLite：SQLite已内置在Python中，无需额外安装
创建项目目录：创建项目的根目录，并建立相应的子目录结构

4.2 项目目录结构

python 复制代码

BookLibrary/

├── static/          # 静态资源目录
│   └── style.css    # 样式表文件
├── templates/       # 模板文件目录
│   ├── index.html   # 首页模板
│   ├── layout.html  # 布局模板
│   ├── manager_*.html # 管理员相关模板
│   └── reader_*.html  # 读者相关模板
├── book.py          # 主程序文件
├── book.sql         # 数据库脚本
├── book.db          # 数据库文件
└── README.md        # 项目说明文档

4.3 核心功能实现

4.3.1 数据库连接管理

python 复制代码

def get_db():

    if not hasattr(g, "_sqlite_db"):
        g._sqlite_db = sqlite3.connect(app.config["DATABASE"])
        g._sqlite_db.row_factory = sqlite3.Row
    return g._sqlite_db

@app.teardown_request

def close_database(exception):
    if hasattr(g, "_sqlite_db"):
        g._sqlite_db.close()

4.3.2 用户登录功能

python 复制代码

@app.route("/manager_login", methods=["GET", "POST"])

def manager_login():
    error = None
    if request.method == "POST":
        if request.form["username"] != app.config["MANAGER_NAME"]:
            error = "Invalid username"
        elif request.form["password"] != app.config["MANAGER_PWD"]:
            error = "Invalid password"

        else:
            session["user_id"] = app.config["MANAGER_NAME"]
            return redirect(url_for("manager"))
    return render_template("manager_login.html", error = error)

4.3.3 图书借阅功能

python 复制代码

@app.route("/reader/book/<id>", methods=["GET", "POST"])

def reader_book(id):
    result = reader_judge()
    if result:
        return result
    error = None
    book = query_db("select * from books where book_id = ?", [id], one=True)
    reader = query_db("select * from borrows where book_id = ?", [id], one=True)
    count  = query_db("select count(book_id) from borrows where user_name = ? ",
              [g.user], one = True)

    current_time = time.strftime("%Y-%m-%d",time.localtime(time.time()))
    return_time = time.strftime("%Y-%m-%d",time.localtime(time.time() + 2600000))
    if request.method == "POST":
        if reader:
            error = "The book has already borrowed."
        else:
            if count[0] == 3:
                error = "You can't borrow more than three books."
            else:
                db = get_db()
                db.execute("insert into borrows (user_name, book_id, date_borrow, ")
                    date_return) values (?, ?, ?, ?) ", [g.user, id,
                               current_time, return_time])

                db.execute("insert into histroys (user_name, book_id, date_borrow, ")
                    status) values (?, ?, ?, ?) ", [g.user, id,
                               current_time, "not return"])
                db.commit()
                return redirect(url_for("reader_book", id = id))
    return render_template("reader_book.html", book = book, reader = reader, error = error)

5. 系统测试

5.1 测试目标

验证系统功能是否符合需求
检查系统的稳定性和可靠性
测试系统的性能和响应速度
发现并修复系统中的bug

5.2 测试方法

功能测试：测试系统的各项功能是否正常工作
界面测试：测试界面的布局、样式、交互是否符合要求
性能测试：测试系统的响应速度和处理能力
兼容性测试：测试系统在不同浏览器中的表现
安全性测试：测试系统的安全性，如密码加密、权限控制等

5.3 测试用例

5.3.1 用户登录测试

|--------|-------|---------------------|---------------|---------------------------|------|
| 测试用例ID | 测试功能 | 输入数据 | 预期结果 | 实际结果 | 测试状态 |
| TC001 | 管理员登录 | 用户名：admin，密码：123456 | 登录成功，跳转到管理员首页 | 登录成功，跳转到管理员首页 | 通过 |
| TC002 | 管理员登录 | 用户名：admin，密码：错误 | 登录失败，显示错误信息 | 登录失败，显示"Invalid password" | 通过 |
| TC003 | 读者登录 | 用户名：test，密码：test123 | 登录成功，跳转到读者首页 | 登录成功，跳转到读者首页 | 通过 |
| TC004 | 读者登录 | 用户名：不存在，密码：任意 | 登录失败，显示错误信息 | 登录失败，显示"Invalid username" | 通过 |

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