C++ 实现图书管理系统（文件操作与类）

背景

现在很多图书馆、书店、个人的藏书、电子图书馆等都需要一个可以管理图书的系统，对于这样的需求，我们可以使用 C++ 语言来实现。

本文将会介绍如何使用 C++ 实现一个图书管理系统，并使用文件操作和面向对象的方式来进行数据保存和管理。

思路

我们需要实现一个图书管理系统，这个系统应该包含以下功能：

• 添加图书
• 删除图书
• 修改图书信息
• 查询图书
• 显示图书信息

我们可以使用一个名为 Book 的类来表示书籍，类中包含以下属性：

• 书籍编号
• 书籍名称
• 作者
• 出版社
• 出版日期
• 价格

图书管理系统可以使用一个 BookRepository 类来管理 Book 类的对象，这个类应该包含以下功能：

• 添加书籍
• 删除书籍
• 修改书籍信息
• 查询书籍
• 显示所有书籍信息

同时，我们需要使用文件操作来保存和读取数据，这样可以保证数据的持久化和随时可用。

文件操作

在 C++ 中，我们可以使用 fstream 来进行文件操作，其中 fstream 包括 ifstream 和 ofstream，分别表示读和写操作。

我们可以使用 ofstream 来创建并打开一个输出文件流，然后使用 << 操作符将数据写入文件中。例如：

#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

int main() {
    // 创建一个输出文件流
    ofstream fout("books.txt");

    // 写入数据
    fout << "book1\n";
    fout << "book2\n";

    // 关闭文件流
    fout.close();

    return 0;
}

我们也可以使用 ifstream 来创建并打开一个输入文件流，然后使用 >> 操作符从文件中读取数据。例如：

#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

int main() {
    // 创建一个输入文件流
    ifstream fin("books.txt");

    // 读取数据
    string firstBook, secondBook;
    fin >> firstBook >> secondBook;

    // 关闭文件流
    fin.close();

    return 0;
}

类定义

在这个系统中，我们可以定义 Book 类来表示书籍，该类包含以下属性：

class Book {
public:
    // 构造函数
    Book(int id, string name, string author, string press, string date, double price);

    // 获取属性值
    int getId() const;
    string getName() const;
    string getAuthor() const;
    string getPress() const;
    string getDate() const;
    double getPrice() const;

    // 设置属性值
    void setId(int id);
    void setName(string name);
    void setAuthor(string author);
    void setPress(string press);
    void setDate(string date);
    void setPrice(double price);

    // 输出书籍信息
    void printBook() const;

private:
    // 书籍属性
    int id_;
    string name_;
    string author_;
    string press_;
    string date_;
    double price_;
};

该类的实现如下：

Book::Book(int id, string name, string author, string press, string date, double price) {
    this->id_ = id;
    this->name_ = name;
    this->author_ = author;
    this->press_ = press;
    this->date_ = date;
    this->price_ = price;
}

int Book::getId() const {
    return this->id_;
}

string Book::getName() const {
    return this->name_;
}

string Book::getAuthor() const {
    return this->author_;
}

string Book::getPress() const {
    return this->press_;
}

string Book::getDate() const {
    return this->date_;
}

double Book::getPrice() const {
    return this->price_;
}

void Book::setId(int id) {
    this->id_ = id;
}

void Book::setName(string name) {
    this->name_ = name;
}

void Book::setAuthor(string author) {
    this->author_ = author;
}

void Book::setPress(string press) {
    this->press_ = press;
}

void Book::setDate(string date) {
    this->date_ = date;
}

void Book::setPrice(double price) {
    this->price_ = price;
}

void Book::printBook() const {
    cout << "***************************************" << endl;
    cout << "编号： " << this->id_ << endl;
    cout << "名称： " << this->name_ << endl;
    cout << "作者： " << this->author_ << endl;
    cout << "出版社：" << this->press_ << endl;
    cout << "出版日期：" << this->date_ << endl;
    cout << "价格： " << this->price_ << endl;
    cout << "***************************************" << endl;
}

我们也可以定义一个 BookRepository 类来管理 Book 对象，该类包含以下方法：

class BookRepository {
public:
    // 构造函数
    BookRepository(string filePath);

    // 添加书籍
    void add(const Book& book);

    // 删除书籍
    bool remove(int id);

    // 修改书籍信息
    bool modify(const Book& book);

    // 查询书籍
    Book* find(int id);

    // 显示所有书籍信息
    void listAllBooks() const;

private:
    // 文件路径
    string filePath_;

    // 图书列表
    vector<Book> books_;

    // 从文件中读取数据到图书列表
    void loadBooksFromFile();

    // 将图书列表保存到文件中
    void saveBooksToFile() const;
};

该类的实现如下：

BookRepository::BookRepository(string filePath) {
    this->filePath_ = filePath;
    this->loadBooksFromFile();
}

void BookRepository::add(const Book& book) {
    this->books_.push_back(book);
    this->saveBooksToFile();
}

bool BookRepository::remove(int id) {
    for (auto it = this->books_.begin(); it != this->books_.end(); ++it) {
        if (it->getId() == id) {
            this->books_.erase(it);
            this->saveBooksToFile();
            return true;
        }
    }
    return false;
}

bool BookRepository::modify(const Book& book) {
    for (auto& it : this->books_) {
        if (it.getId() == book.getId()) {
            it.setName(book.getName());
            it.setAuthor(book.getAuthor());
            it.setPress(book.getPress());
            it.setDate(book.getDate());
            it.setPrice(book.getPrice());
            this->saveBooksToFile();
            return true;
        }
    }
    return false;
}

Book* BookRepository::find(int id) {
    for (auto& it : this->books_) {
        if (it.getId() == id) {
            return ⁢
        }
    }
    return nullptr;
}

void BookRepository::listAllBooks() const {
    for (auto& it : this->books_) {
        it.printBook();
    }
}

void BookRepository::loadBooksFromFile() {
    ifstream fin(this->filePath_);
    if (!fin) {
        return;
    }

    int id;
    string name, author, press, date;
    double price;
    while (fin >> id >> name >> author >> press >> date >> price) {
        Book book(id, name, author, press, date, price);
        this->books_.push_back(book);
    }

    fin.close();
}

void BookRepository::saveBooksToFile() const {
    ofstream fout(this->filePath_);
    for (auto& it : this->books_) {
        fout << it.getId() << " " << it.getName() << " "
             << it.getAuthor() << " " << it.getPress() << " "
             << it.getDate() << " " << it.getPrice() << endl;
    }
    fout.close();
}

示例

在实现完上述类后，我们可以创建一个 main 函数来使用图书管理系统。

以下是添加一本图书的示例：

int main() {
    Book book1(1, "C++ primer", "Lippman", "China Machine Press", "2022-01-01", 59.9);
    BookRepository repository("books.txt");
    repository.add(book1);
    return 0;
}

以下是删除一本图书的示例：

int main() {
    int bookId = 1;
    BookRepository repository("books.txt");
    repository.remove(bookId);
    return 0;
}

以下是更新一本图书信息的示例：

int main() {
    Book book1(1, "C++ primer", "Lippman", "China Machine Press", "2022-01-01", 59.9);
    BookRepository repository("books.txt");
    repository.modify(book1);
    return 0;
}

以下是查询一本图书的示例：

int main() {
    int bookId = 1;
    BookRepository repository("books.txt");
    Book* book = repository.find(bookId);
    if (book != nullptr) {
        book->printBook();
    }
    return 0;
}

以下是显示所有图书信息的示例：

int main() {
    BookRepository repository("books.txt");
    repository.listAllBooks();
    return 0;
}

总结

本文中，我们介绍了如何使用 C++ 和文件操作来实现一个图书管理系统。通过定义一个 Book 类和 BookRepository 类，我们可以实现图书的添加、删除、修改和查询、查看所有图书信息等操作，同时保证数据的持久化和随时可用。