pythonQT图书管理系统的进阶版本

忘忧记2026-02-22 13:16

图书管理系统开发教程（小白友好版）

适用对象 ：Python 初学者、刚接触面向对象和 GUI 编程的同学
目标：带你从零理解一个基于 PyQt5 的小型图书管理系统架构与实现细节

🧩 一、项目整体结构概览

我们这个系统由以下几个核心模块组成：

模块 功能
model/ 数据模型（User, Book, Role, Permission）
dao/ 数据访问层（Database）
controller/ 控制逻辑（用户、图书、权限控制）
view/ 用户界面（登录、注册、不同角色主窗口）
main.py 程序入口

📦 二、数据模型（Model）

1. 角色定义 ------ role.py

python 复制代码 
class Role:
    ADMIN = "admin"
    TEACHER = "teacher"
    STUDENT = "student"
  • 这里用类变量模拟"枚举"，避免魔法字符串。
  • 后续所有判断角色的地方都用 Role.ADMIN 而不是 "admin"，更安全、可读性高。

2. 权限定义 ------ permission.py

python 复制代码 
class Permission:
    ADD_BOOK = "add_book"
    DELETE_BOOK = "delete_book"
    IMPORT_BOOK = "import_book"
    EXPORT_BOOK = "export_book"
  • 同样是枚举思想，定义系统支持的所有操作权限。

3. 用户模型 ------ user.py

python 复制代码 
class User:
    def __init__(self, id, username, role):
        self.id = id
        self.username = username
        self.role = role
  • 封装用户基本信息，用于在程序中传递身份。

4. 图书模型 ------ book.py

python 复制代码 
class Book:
    def __init__(self, id, title, author, isbn, category):
        self.id = id
        self.title = title
        self.author = author
        self.isbn = isbn
        self.category = category
  • 虽然当前代码中没直接用到 Book 类（因为数据库返回的是字典），但保留它为未来扩展打基础。

💾 三、数据访问层（DAO）------ database.py

python 复制代码 
import sqlite3

class Database:
    def __init__(self, db_name="library.db"):
        self.conn = sqlite3.connect(db_name)
        self.conn.row_factory = sqlite3.Row  # ← 关键！让结果像字典一样访问
        self.init_tables()

    def init_tables(self):
        # 创建 users 表
        self.conn.execute("""
            CREATE TABLE IF NOT EXISTS users(
                id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
                username TEXT UNIQUE,
                password TEXT,
                role TEXT
            )
        """)
        # 创建 books 表
        self.conn.execute("""
            CREATE TABLE IF NOT EXISTS books(
                id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
                title TEXT NOT NULL,
                author TEXT,
                isbn TEXT,
                category TEXT
            )
        """)
        self.conn.commit()

    def execute(self, sql, params=()):
        cursor = self.conn.cursor()
        cursor.execute(sql, params)
        self.conn.commit()
        return cursor

✅ 重点说明：

  • 使用 SQLite 内嵌数据库，无需额外安装服务。
  • row_factory = sqlite3.Row 让查询结果可以通过 row["username"] 方式访问，而不是 row[1]，极大提升可读性。
  • execute 方法统一处理 SQL 执行 + 提交，避免忘记 commit。

🔐 四、用户控制器 ------ user_controller.py

python 复制代码 
import hashlib
from dao.database import Database
from model.user import User
from model.role import Role

class UserController:
    def __init__(self):
        self.db = Database()
        self.ensure_admin()  # 确保 admin 用户存在

    def hash_password(self, password):
        return hashlib.sha256(password.encode()).hexdigest()

    def ensure_admin(self):
        cursor = self.db.execute("SELECT * FROM users WHERE username=?", ("admin",))
        if cursor.fetchone() is None:
            self.register("admin", "123456", Role.ADMIN)

    def register(self, username, password, role):
        if not username or not password:
            raise Exception("用户名或密码不能为空")
        self.db.execute("""
            INSERT INTO users(username, password, role)
            VALUES (?, ?, ?)
        """, (username, self.hash_password(password), role))

    def login(self, username, password):
        cursor = self.db.execute("SELECT * FROM users WHERE username=?", (username,))
        user = cursor.fetchone()
        if user and user["password"] == self.hash_password(password):
            return User(user["id"], user["username"], user["role"])
        return None

✅ 关键点解析：

  1. 密码安全 ：使用 hashlib.sha256 对密码哈希，绝不存明文密码。
  2. 自动创建管理员 ：第一次运行时自动创建 admin / 123456 账号，方便测试。
  3. 登录验证 ：比对哈希后的密码，成功则返回 User 对象，失败返回 None。
  4. 异常处理：注册时空用户名/密码会抛出异常（后续 UI 会捕获并提示）。

⚠️ 注意：123456 是弱密码，实际项目应要求强密码或首次登录改密。

🛡️ 五、权限管理器 ------ permission_manager.py

python 复制代码 
from model.role import Role
from model.permission import Permission

class PermissionManager:
    ROLE_PERMISSIONS = {
        Role.ADMIN: [
            Permission.ADD_BOOK,
            Permission.DELETE_BOOK,
            Permission.IMPORT_BOOK,
            Permission.EXPORT_BOOK
        ],
        Role.TEACHER: [Permission.ADD_BOOK],
        Role.STUDENT: []
    }

    @classmethod
    def has_permission(cls, role, permission):
        return permission in cls.ROLE_PERMISSIONS.get(role, [])

✅ 设计亮点：

  • 权限配置集中在一个字典里，清晰直观。
  • 使用 @classmethod，无需实例化即可调用：PermissionManager.has_permission(...)
  • 学生没有任何权限，教师只能添加，管理员全有。

📚 六、图书控制器 ------ book_controller.py

python 复制代码 
from dao.database import Database
from controller.permission_manager import PermissionManager
from model.permission import Permission

class BookController:
    def __init__(self, user):
        self.db = Database()
        self.user = user

    def add_book(self, title, author, isbn, category):
        if not PermissionManager.has_permission(self.user.role, Permission.ADD_BOOK):
            raise Exception("没有权限")
        self.db.execute("""
            INSERT INTO books(title, author, isbn, category)
            VALUES (?, ?, ?, ?)
        """, (title, author, isbn, category))

    def delete_book(self, book_id):
        if not PermissionManager.has_permission(self.user.role, Permission.DELETE_BOOK):
            raise Exception("没有权限")
        self.db.execute("DELETE FROM books WHERE id=?", (book_id,))

    def list_books(self):
        cursor = self.db.execute("SELECT * FROM books")
        return cursor.fetchall()

✅ 权限控制集成：

  • 每个操作前先检查权限，无权限则抛出异常。
  • 异常会被 UI 捕获并弹窗提示（见后文）。

👤 七、用户界面（View）

1. 登录窗口 ------ login_window.py

python 复制代码 
from PyQt5.QtWidgets import *
from controller.user_controller import UserController
from view.register_window import RegisterWindow

class LoginWindow(QDialog):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setWindowTitle("登录")
        self.controller = UserController()
        # ... 布局代码 ...
        self.user = None

    def login(self):
        user = self.controller.login(self.edit_user.text(), self.edit_pass.text())
        if user:
            self.user = user
            self.accept()  # 关闭对话框并返回 True
        else:
            QMessageBox.warning(self, "错误", "登录失败")

    def open_register(self):
        RegisterWindow().exec_()  # 模态弹出注册窗口

✅ 要点：

  • 继承 QDialog，适合登录/注册这类临时窗口。
  • accept() 表示"成功关闭"，main.py 中通过 if login.exec_(): 判断是否登录成功。
  • 密码输入框设置为密文：self.edit_pass.setEchoMode(QLineEdit.Password)

2. 注册窗口 ------ register_window.py

python 复制代码 
class RegisterWindow(QDialog):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.combo_role.addItems([Role.TEACHER, Role.STUDENT])  # 只能选教师或学生

    def register(self):
        self.controller.register(
            self.edit_user.text(),
            self.edit_pass.text(),
            self.combo_role.currentText()
        )
        QMessageBox.information(self, "成功", "注册成功")
        self.accept()

✅ 限制：普通用户不能注册为管理员，防止权限提升。

3. 不同角色主窗口

✅ 学生窗口 ------ student_window.py
  • 只有 刷新按钮
  • 没有添加/删除按钮（UI 层就隐藏了）
  • 即使通过其他方式调用 add_book，也会因权限不足被 BookController 拦截
✅ 教师窗口 ------ teacher_window.py
  • 有 添加、删除、刷新 按钮
  • 但删除时会触发权限检查 → 教师无 DELETE_BOOK 权限 → 抛出异常 → 弹窗"没有权限"

💡 重要 ：这里存在一个 UI 与权限不一致 的问题！

教师界面上显示了"删除"按钮，但点击会报错。更好的做法是：根据权限动态显示按钮。

✅ 管理员窗口 ------ admin_window.py
  • 只实现了"添加测试书"功能（硬编码）
  • 实际应像教师窗口那样弹出输入框（当前是简化版）

🚀 八、程序入口 ------ main.py

python 复制代码 
import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication
from view.login_window import LoginWindow
# ... 导入各角色窗口 ...

if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    login = LoginWindow()
    if login.exec_():  # 如果登录成功
        user = login.user
        if user.role == Role.ADMIN:
            window = AdminWindow(user)
        elif user.role == Role.TEACHER:
            window = TeacherWindow(user)
        else:
            window = StudentWindow(user)
        window.show()
        sys.exit(app.exec_())

✅ 流程：

  1. 启动应用
  2. 弹出登录窗口
  3. 登录成功 → 根据角色打开对应主窗口
  4. 进入事件循环

🔍 九、潜在问题与改进建议

❗ 1. 教师界面显示了"删除"按钮但无权限

  • 原因：UI 未根据权限动态调整

  • 修复建议 ：

    python 复制代码 
    # 在 TeacherWindow.__init__ 中
if PermissionManager.has_permission(user.role, Permission.DELETE_BOOK):
    btn_layout.addWidget(self.btn_delete)

❗ 2. 管理员窗口功能简陋

  • 当前 add_book 是硬编码的，应改为弹窗输入。

❗ 3. 密码强度弱

  • admin 默认密码 123456 不安全，应首次登录强制修改。

✅ 4. 优点总结

  • 分层清晰（Model / DAO / Controller / View）
  • 权限控制集中、可扩展
  • 使用 SQLite，零配置运行
  • 代码简洁，适合教学

🧪 十、如何运行？

  1. 安装依赖：

    bash 复制代码 
    pip install PyQt5

  2. 将所有 .py 文件放在同一目录

  3. 运行：

    bash 复制代码 
    python main.py

  4. 首次运行会自动创建 library.db 和 admin 账号

📝 结语

这个小项目虽然简单，但涵盖了：

  • 面向对象编程（OOP）
  • MVC 架构思想
  • 数据库操作（SQLite）
  • GUI 开发（PyQt5）
  • 权限控制设计
  • 密码安全基础

非常适合 Python 初学者作为练手项目！你可以在此基础上：

  • 添加"借阅/归还"功能
  • 实现图书搜索
  • 支持 Excel 导入导出（利用已有 IMPORT_BOOK / EXPORT_BOOK 权限）

记住：好的代码 = 清晰的结构 + 明确的职责 + 安全的实践。

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