Java小例子：图书馆课程设计

Java小例子：图书馆课程设计2011-04-05用 Java 模拟一个图书馆。包括创建图书、创建读者、借书、还书、列出所有图书、列出所有读者、列出已借出的图书、列出过期未还的图书等功能。每个读者最多只能借 3 本书，每个书最多只能借 3 个星期，超过就算过期。
下面是一个命令行下的实现。这个例子的主要目的是向初学者展示内部类的好处。 Command 及其子类都是 LibrarySimulator 的内部类。它们可以无阻碍的访问 LibrarySimulator 的成员。使用内部类，而不是大量的 if-else，让程序更容易扩展。
01.import java.io.BufferedReader;02.import java.io.IOException;03.import java.io.InputStreamReader;04.import java.text.SimpleDateFormat;05.import java.util.*;06.07./**08. * 一个图书馆的课程设计。主要功能：09. * 1. 创建图书10. * 2. 创建读者11. * 3. 借书12. * 4. 还书13. * 5. 列出所有书14. * 6. 列出已借书15. * 7. 列出超过日期未还的书16. */17.public class LibrarySimulator {18.19.// 主菜单20.private static final String MAIN_MENU = "1. 列出所有的书
" +21."2. 列出已借出的书
" +22."3. 列出过期未还的书
" +23."4. 列出所有读者
" +24."5. 创建图书
" +25."6. 创建读者
" +26."7. 借书
" +27."8. 还书
" +28."9. 退出
" +29."请输入序号：";30.31.// 选择图书类型的菜单。在借书和添加图书的时候都会用到32.private static final String TYPE_MENU;33.34.// 表示一个数字的正则表达式35.private static final String DIGIT_CHOICE_PATTERN = "^\d$";36.37.// 表示非空字符串38.private static final String NOT_EMPTY_PATTERN = "\S.*";39.40.// 日期格式41.static final String DATE_PATTERN = "yyyy/MM/dd";42.43.// 验证用户输入日期的正则表达式44.static final String DATE_FORMAT_PATTERN = "^\d{4}/\d{2}/\d{2}$";45.46.// 预定义的图书类型47.static HashMap<String, String> TYPES = new LinkedHashMap<String, String>（）;48.49.static {50.TYPES.put（"1", "科学类"）;51.TYPES.put（"2", "文学类"）;// 新的类别可以继续在后面添加52.TYPE_MENU = createTypeMenu（）;53.}54.55.// 生成选择类别的菜单56.private static String createTypeMenu（） {57.String str = "";58.for （String index : TYPES.keySet（）） {59.str += index + ". " + TYPES.get（index） + "
";60.}61.return str + "请选择书的类型：";62.}63.64.65.private HashMap<Integer, Command> commands = new HashMap<Integer, Command>（）;66.67.private ArrayList<Book> books = new ArrayList<Book>（）;68.69.private ArrayList<Reader> readers = new ArrayList<Reader>（）;70.71.// 程序入口。这里创建一个 LibrarySimulator 用于模拟界面。72.public static void main（String[] args） {73.new LibrarySimulator（）.start（）;74.}75.76./**77. * 构造函数78. */79.public LibrarySimulator（） {80.commands.put（1, new Command1（））;81.commands.put（2, new Command2（））;82.commands.put（3, new Command3（））;83.commands.put（4, new Command4（））;84.commands.put（5, new Command5（））;85.commands.put（6, new Command6（））;86.commands.put（7, new Command7（））;87.commands.put（8, new Command8（））;88.}89.90./**91. * 这里接受用户输入，执行操作，然后再等待用户输入，这样不停的循环。92. */93.private void start（） {94.String index = prompt（MAIN_MENU, DIGIT_CHOICE_PATTERN）;95.96.while （！index.equals（"9"）） {97.executeCommand（index）;98.index = prompt（MAIN_MENU, DIGIT_CHOICE_PATTERN）;99.}100.}101.102.// 根据序号执行命令103.private void executeCommand（String index） {104.Command command = commands.get（Integer.parseInt（index））;105.if （command ！= null） {106.String result = command.execute（）;107.System.out.println（result + "
"）;108.}109.}110.111.// 打印一条提示信息，然后读取并返回用户输入112.private String prompt（String message, String pattern） {113.System.out.print（message）;114.if （pattern == null） {115.return readInput（）;116.} else {117.String result = "";118.while （！result.matches（pattern）） {119.result = readInput（）;120.}121.return result;122.}123.}124.125.// 读取用户输入126.private String readInput（） {127.try {128.BufferedReader reader = new BufferedReader（new InputStreamReader（System.in））;129.return reader.readLine（）;130.} catch （IOException e） {131.e.printStackTrace（）;132.return "";133.}134.}135.136.// 根据名字查找读者。找不到则返回 null。137.private Reader getReaderByName（String readerName） {138.for （Reader reader : readers） {139.if （reader.getName（）.equals（readerName）） {140.return reader;141.}142.}143.return null;144.}145.146.// 根据名字查找图书。找不到则返回 null。147.private Book getBookByName（String bookName） {148.for （Book book : books） {149.if （book.getName（）.equals（bookName）） {150.return book;151.}152.}153.return null;154.}155.156. /*===================================================================*/157.158./**159. * 代表命令的抽象类160. */161.private abstract class Command {162.163.protected abstract String execute（）;164.}165.166./////////////////////////////////////////////////// 列出所有图书167.private class Command1 extends Command {168.169.protected String execute（） {170.for （Book book : getBooks（）） {171.System.out.println（book）; // 这里会自动调用 book.toString（）172.}173.return "命令完成。";174.}175.176.private ArrayList<Book> getBooks（） {177.ArrayList<Book> result = new ArrayList<Book>（）;178.179.for （Book book : books） {180.if （isValid（book）） {181.result.add（book）;182.}183.}184.return result;185.}186.187.// 考虑到第 1、2、3 条命令大体相同，这里提供了一个给子类覆写的方法188.protected boolean isValid（Book book） {189.return true;190.}191.}192.193.///////////////////////////////////////////////////// 列出已借出的书。194.// 注意它的父类不是 Command，而是 Command1。这样节省了很多重复代码195.private class Command2 extends Command1 {196.197.@Override198.protected boolean isValid（Book book） {199.return book.isBorrowed（）;200.}201.}202.203.//////////////////////////////////////////////////////// 列出过期未还的书204.private class Command3 extends Command1 {205.206.@Override207.protected boolean isValid（Book book） {208.// 判断一本书接触过期与否的方法最好在 Book 类中去实现。209.return book.isExpired（）;210.}211.}212.213./////////////////////////////////////////////// 创建图书214.private class Command5 extends Command {215.216.protected String execute（） {217.String type = getType（）;218.String name = getName（）;219.if （getBookByName（name） == null） {220.books.add（new Book（type, name））;221.return "图书添加成功。";222.} else {223.return "图书添加失败：名称已存在。";224.}225.}226.227.// 获得用户输入的书名228.private String getName（） {229.return prompt（"请输入书名：", NOT_EMPTY_PATTERN）;230.}231.232.// 获得用户选择的图书类型233.private String getType（） {234.return prompt（TYPE_MENU, DIGIT_CHOICE_PATTERN）;235.}236.}237.238./////////////////////////////////////////////////////// 列出所有读者239.private class Command4 extends Command {240.241.protected String execute（） {242.for （Reader reader : readers） {243.System.out.println（reader）;244.}245.return "命令完成。";246.}247.}248.249./////////////////////////////////////////////////////// 创建读者250.private class Command6 extends Command {251.252.protected String execute（） {253.String name = getName（）;254.if （getReaderByName（name） == null） {255.readers.add（new Reader（name））;256.return "读者创建成功。";257.} else {258.return "读者创建失败：名字已经存在。";259.}260.}261.262.public String getName（） {263.return prompt（"请输入读者名字：", NOT_EMPTY_PATTERN）;264.}265.}266.267./////////////////////////////////////////////////////// 借书268.private class Command7 extends Command {269.270.protected String execute（） {271.Reader reader = getReader（）;272.if （reader == null） {273.System.out.println（"命令取消。"）;274.return "";275.}276.277.Book book = getBook（）;278.if （book == null） {279.System.out.println（"命令取消。"）;280.return "";281.}282.283.String borrowDate = getBorrowDate（）;284.285.book.borrowBy（reader.getName（）, borrowDate）;286.reader.addBorrowCount（）;287.288.return "成功借出。";289.}290.291.private String getBorrowDate（） {292.String now = new SimpleDateFormat（LibrarySimulator.DATE_PATTERN）.format（new Date（））;293.String date = null;294.while （date == null || ！date.matches（DATE_FORMAT_PATTERN）） {295.date = prompt（"请输入结束日期（如" + now + "）", NOT_EMPTY_PATTERN）;296.}297.return date;298.}299.300.private Book getBook（） {301.Book book = null;302.while （book == null || book.isBorrowed（）） {303.String bookName = prompt（"请输入图书名字：", null）;304.if （bookName.equals（""）） {305.return null;306.}307.308.book = getBookByName（bookName）;309.if （book == null） {310.System.out.println（"图书不存在。"）;311.} else if （book.isBorrowed（）） {312.System.out.println（"图书已经被借出。"）;313.}314.}315.return book;316.}317.318.private Reader getReader（） {319.Reader reader = null;320.while （reader == null || ！reader.canBorrow（）） {321.String readerName = prompt（"请输入读者名字：", null）;322.if （readerName.equals（""）） {323.return null;324.}325.326.reader = getReaderByName（readerName）;327.if （reader == null） {328.System.out.println（"读者不存在。"）;329.} else if （！reader.canBorrow（）） {330.System.out.println（"该读者已经借了" + Reader.MAX_BORROW + " 本书，不能继续借了。"）;331.}332.}333.return reader;334.}335.}336.337.///////////////////////////////////////////// 还书338.private class Command8 extends Command {339.340.protected String execute（） {341.Reader reader = getReader（）;342.if （reader == null） {343.System.out.println（"命令取消。"）;344.return "";345.}346.347.Book book = getBook（reader）;348.if （book == null） {349.System.out.println（"命令取消。"）;350.return "";351.}352.353.reader.reduceBorrowCount（）;354.book.returned（）;355.return "操作成功。";356.}357.358.private Book getBook（Reader reader） {359.Book book = null;360.while （book == null || ！reader.getName（）.equals（book.getBorrower（））） {361.String bookName = prompt（"请输入图书名字：", null）;362.if （bookName.equals（""）） {363.return null;364.}365.366.book = getBookByName（bookName）;367.if （book == null） {368.System.out.println（"图书不存在。"）;369.} else if （！reader.getName（）.equals（book.getBorrower（））） {370.System.out.println（"该读者没有借出这本书。"）;371.}372.}373.return book;374.}375.376.private Reader getReader（） {377.Reader reader = null;378.while （reader == null） {379.String readerName = prompt（"请输入读者名字：", null）;380.if （readerName.equals（""）） {381.return null;382.}383.384.reader = getReaderByName（readerName）;385.if （reader == null） {386.System.out.println（"读者不存在。"）;387.}388.}389.return reader;390.}391.}392.}393.394.// 图书395.class Book {396.397.public static final int EXPIRE_DAYS = 21; // 可借出天数，超过就算过期398.399.private String type;400.401.private String name;402.403.private String borrowedBy = null;404.405.private String borrowDate = null;406.407.Book（String type, String name） {408.this.type = type;409.this.name = name;410.}411.412.@Override413.public String toString（） {414.String str = String.format（"类别：%s书名：%s", LibrarySimulator.TYPES.get（type）, name）;415.if （isBorrowed（）） {416.str += "借出人：" + borrowedBy + "借出时间：" + borrowDate;417.}418.return str;419.}420.421.public boolean isBorrowed（） {422.return borrowedBy ！= null;423.}424.425.public String getName（） {426.return name;427.}428.429.public String getBorrowDate（） {430.return borrowDate;431.}432.433./**434. * 图书借出435. *436. * @param name 读者名字437. * @param date 借出日期。格式：参见 {@link LibrarySimulator#DATE_PATTERN}438. */439.public void borrowBy（String name, String date） {440.this.borrowedBy = name;441.this.borrowDate = date;442.}443.444.public boolean isExpired（） {445.if （borrowDate == null） {446.return false; // 没有借出的书不出现在过期未还列表当中，所以这里返回 false。447.}448.449.// 从当前时间往前推 3 个星期，如果还在借书日期之后，说明借书已经超过 3 个星期了450.String threeWksAgo = get3WeeksAgo（）;451.return threeWksAgo.compareTo（borrowDate） > 0;452.}453.454.// 获得 3 个星期前的日期455.private String get3WeeksAgo（） {456.SimpleDateFormat f = new SimpleDateFormat（LibrarySimulator.DATE_PATTERN）;457.Calendar c = Calendar.getInstance（）;458.c.add（Calendar.DAY_OF_MONTH, -EXPIRE_DAYS）;459.return f.format（c.getTime（））;460.}461.462.public void returned（） {463.this.borrowBy（null, null）;464.}465.466.public String getBorrower（） {467.return borrowedBy;468.}469.}470.471.// 读者472.class Reader {473.474.// 每位读者最多可同时借出 3 本书475.public static final int MAX_BORROW = 3;476.477.private String name;478.479.private int borowCount = 0;480.481.public int getBorowCount（） {482.return borowCount;483.}484.485.Reader（String name） {486.this.name = name;487.}488.489.public String getName（） {490.return name;491.}492.493.public void addBorrowCount（） {494.borowCount++;495.}496.497.public void reduceBorrowCount（） {498.borowCount--;499.}500.501.public boolean canBorrow（） {502.return borowCount < MAX_BORROW;503.}504.505.@Override506.public String toString（） {507.return name;508.}509.}