基于Python的图书馆管理系统的开发

开发工具：python3.10

数据库：Python内置的SQLite3数据库，SQLite是一种嵌入式数据库，体积很小，它的数据库就是一个文件。本文建立了Library数据库，存储系统内的管理员、图书、读者、借阅相关信息。

1  绪论

        传统人工方式管理文件档案存在着许多缺点，如：效率低、保密性差等，而且随着时间的积累，将产生大量的文件和数据，这对于查找、更新和维护都带来了不便。随着科学技术的不断提高，互联网与计算机技术的日渐成熟，为我们共享数据提供了前所未有的方便。作为计算机应用的一部分，使用计算机对图书馆进行管理具有手工管理无法比拟的优点，如：检索迅速、查找方便、可靠性高，存储量大、保密性好、寿命长、成本低等，这些优点能够极大的提高图书信息、读者信息管理的效率，也是科学化、正规化的体现。

        本次开发的图书馆管理系统主要包括以下四大模块：(1)个人信息管理，包括查看个人信息以及修改个人信息，可对登录密码等个人信息进行修改。(2)图书信息管理，可对图书信息进行增、删、改、查、浏览操作。(3)读者信息管理，涉及读者信息的增、删、改、查、浏览操作。(4)查看借阅信息，可查看借阅时间、借阅读者借书证号等信息。

2  需求分析

2.1  功能分析

根据用户调查，系统应有以下功能需求：

（1）管理员使用工作证号进行注册，完成注册后可根据工作证号和密码登录系统。

（2）管理员查看、修改个人信息，包括手机号、家庭住址、登录密码等。

（3）图书的信息管理：包括添加、删除、信息修改、浏览、查询等。

（4）读者的信息管理：包括添加、删除、信息修改、浏览、查询等。

（5）查看借阅信息，并可分别依据图书ID、借书证号、借阅时间、归还时间进行查询；也可以依据图书ID和借书证号的组合查询相关纪录。

2.2  技术分析

        系统采用Python语言设计实现，使用python3.10为开发工具，利用Python内置的SQLite3数据库建立了Library数据库。使用了Python自带的tkinter模块，tkinter模块是一种流行的面向对象的GUI工具包 TK 的Python编程接口，提供了快速便利地创建GUI应用程序的方法。使用了os模块，os模块提供了各种 Python 程序与操作系统进行交互的接口，通过os模块，一方面可以方便地与操作系统进行交互，另一方面页可以极大增强代码的可移植性。如果该模块中相关功能出错，会抛出OSError异常或其子类异常。

3  总体设计

3.1  功能设计

3.2  数据库设计

4  详细设计

4.1  注册模块程序流程图

4.2  登录模块程序流程图

5  系统实现

5.1  登录、注册功能

（1）注册测试：

（2）登录测试：

（3）相关代码如下：

1. path = os.getenv('temp')
2. filename = os.path.join(path, 'info.txt')
4. # 在窗口上创建标签组件
6. labelname = tkinter.Label(self.window, text='账号', font=('华文中宋', 16))
7. labelname.place(x=200, y=120, width=80, height=30)
9. # 创建字符串变量和文本框组件，同时设置关联的变量
11. global varname
12. varname = tkinter.StringVar(self.window, value='')
13. self.account = tkinter.Entry(self.window, width=30, font=tkinter.font.Font(size=16), bg='Ivory',
14. textvariable=varname)
15. self.account.place(x=300, y=120, width=160, height=30)
17. labelpwd = tkinter.Label(self.window, text='密码', font=('华文中宋', 16))
18. labelpwd.place(x=200, y=180, width=80, height=30)
20. # 创建密码文本框
21. global varpwd
22. varpwd = tkinter.StringVar(self.window, value='')
23. self.password = tkinter.Entry(self.window, width=30, font=tkinter.font.Font(size=16), bg='Ivory', show='*',
24. textvariable=varpwd)
25. self.password.place(x=300, y=180, width=160, height=30)
27. # 尝试自动填写用户名和密码
28. try:
29. with open(filename) as fp:
30. n, p = fp.read().strip().split(',')
31. varname.set(n)
32. varpwd.set(p)
33. except:
34. pass
36. # 记住我，复选框
37. global rememberme
38. rememberme = tkinter.IntVar(self.window, value=1)
39. # 选中时变量值为1，未选中时变量值为0，默认选中
40. checkremember = tkinter.Checkbutton(self.window,
41. text='自动保存',
42. font=tkinter.font.Font(size=12),
43. variable=rememberme,
44. onvalue=1, offvalue=0)
45. checkremember.place(x=200, y=240, width=100, height=20)
47. # 登录按钮
48. Button(self.window, text='登录', width=8, font=tkinter.font.Font(size=12), command=self.login).place(x=200, y=300)
50. # 登录按钮事件处理函数
52. def login(self):
53. # _password = None
54. # 获取账号和密码
55. global account
56. account = self.account.get()
57. pwd = self.password.get()
59. # 数据库操作 查询管理员信息表
60. with sqlite3.connect("Library.db") as conn: # 创建连接
61. cursor = conn.cursor() # 获取游标对象
62. cursor.execute('SELECT * FROM Administrator')
63. li = cursor.fetchall()
65. p = 0
66. for i in li:
67. if account == i[0] and pwd == i[2]:
68. tkinter.messagebox.showinfo(title='恭喜',
69. message='登录成功！')
70. ActionSelectionInterface(self.window) # 进入操作选择页面
71. if rememberme.get() == 1:
72. # 把登录成功的信息写入临时文件
73. with open(filename, 'w') as fp:
74. fp.write(','.join((account, pwd)))
75. else:
76. try:
77. os.remove(filename)
78. except:
79. pass
80. p = 1
81. break
82. # else:
84. if p == 0:
85. tkinter.messagebox.showerror('警告', message='用户名或密码错误')
88. # 注册按钮
89. Button(self.window, text='注册', width=8, font=tkinter.font.Font(size=12), command=self.regi).place(x=400, y=300)
92. # 注册按钮事件处理函数
94. def regi(self):
95. # 获取账号和密码
96. global account
97. account = self.account.get()
98. pwd = self.password.get()
100. # 将数据插入数据库
101. with sqlite3.connect("Library.db") as conn:
102. cur = conn.cursor()
103. cur.execute('SELECT * FROM Administrator')
104. li = cur.fetchall()
105. flag = 0
106. for i in li:
107. if account == i[0]:
108. tkinter.messagebox.showerror('警告', message='该账号已存在！')
109. flag = 1
110. break
112. if flag == 0:
113. cur.execute("insert into Administrator(A_ID, Apassword) values (?, ?)", (account, pwd))
114. tkinter.messagebox.showinfo(title='恭喜',
115. message='注册成功！')

5.2  添加功能

该功能主要完成图书信息、读者信息的添加。

（1）添加图书信息功能测试：

（2）添加读者信息功能测试：

（3）相关代码如下（以添加读者信息为例）：

1. # 添加读者信息按钮事件
3. def buttonAddClick():
4. # 检查ID
5. global rid
6. rid = entryId.get().strip()
7. if rid == '':
8. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='必须输入ID')
9. return
11. # ID不能重复
12. with sqlite3.connect("Library.db") as conn:
13. cur = conn.cursor()
14. cur.execute('SELECT COUNT(R_ID) from Reader where R_ID="' + rid + '"')
15. c = cur.fetchone()[0]
17. if c != 0:
18. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='ID不能重复')
19. return
21. # 检查姓名
22. name = entryName.get().strip()
23. if name == '':
24. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='必须输入姓名')
25. return
27. # 检查性别
28. sex = entrySex.get()
29. if sex not in ('男', '女'):
30. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='性别不合法')
31. return
33. # 检查出生日期
34. birth = entryBirth.get().strip()
35. if birth == '':
36. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='必须输入出生日期')
37. return
39. # 检查电话号码
40. telephone = entryTelephone.get().strip()
41. if telephone == '' or (not telephone.isdigit()):
42. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='电话号码必须是数字')
43. return
45. # 检查家庭住址
46. address = entryAddress.get().strip()
47. if address == '':
48. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='必须输入家庭住址')
49. return
51. # 所有输入都通过检查，插入数据库
52. # print(rid, name, sex, birth, telephone, address)
53. sql = 'INSERT INTO Reader(R_ID, Rname, "Rsex", Rbirth, Rtelephone, Raddress) VALUES("' \
54. + rid + '","' + name + '","' + sex + '","' + birth + '","' \
55. + telephone + '","' + address + '")'
56. doSql(sql)
57. tkinter.messagebox.showinfo('恭喜', '添加成功')
59. # 添加记录后，更新表格中的数据
60. bindData()
62. buttonAdd = tkinter.Button(self.window, text='添加', command=buttonAddClick)
63. buttonAdd.place(x=50, y=130, width=80, height=20)

5.3  删除功能

该功能主要完成图书信息删除、读者信息删除。

（1）删除功能测试（以删除一条读者信息为例）：

（2）相关代码如下（以删除读者信息为例）：

1. def doSql(sql):
2. # 用来执行SQL语句，尤其是INSERT和DELETE语句
3. with sqlite3.connect("Library.db") as conn:
4. cur = conn.cursor()
5. cur.execute(sql)
6. conn.commit()
8. # 定义Treeview组件的左键单击事件，并绑定到Treeview组件上
9. # 单击鼠标左键，设置变量nameToDelete的值，然后可以使用“删除”按钮来删除
10. idToDelete = tkinter.StringVar() #
12. def treeviewClick(event):
13. if not treeAddressList.selection():
14. return
15. item = treeAddressList.selection()[0]
16. idToDelete.set(treeAddressList.item(item, 'values')[0])
18. treeAddressList.bind('', treeviewClick)
20. # 删除读者信息按钮事件
22. def buttonDeleteClick():
23. rid = idToDelete.get()
24. if rid == '':
25. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='请选择一条记录')
26. return
28. # 如果已经选择了一条信息，执行SQL语句将其删除
29. sql = 'DELETE FROM Reader WHERE R_ID="' + rid + '"'
30. doSql(sql)
31. tkinter.messagebox.showinfo('恭喜', '删除成功')
33. # 重新设置变量为空字符串
34. idToDelete.set('')
36. # 更新表格中的数据
37. bindData()
39. buttonDelete = tkinter.Button(self.window, text='删除', command=buttonDeleteClick)
40. buttonDelete.place(x=170, y=130, width=80, height=20)

5.4  修改功能

该功能主要完成管理员、图书、读者信息的修改。

（1）修改信息测试（以修改读者信息为例：）

        选中待修改信息，点击“修改”按钮；

        获取到待修改信息后，即可在输入框进行修改，修改完成点击“保存修改”按钮（此次测试修改了性别、出生日期）；

（2）相关代码如下(以修改读者信息为例)：

1. # 修改读者信息
3. def buttonEditClick():
4. ide = idToDelete.get()
5. if ide == '':
6. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='请选择一条要修改的记录')
7. return
9. with sqlite3.connect("Library.db") as conn: # 创建连接
10. cursor = conn.cursor() # 获取游标对象
11. sql = 'SELECT * FROM Reader where R_ID ="' + ide + '"'
12. cursor.execute(sql)
13. lli = cursor.fetchall()
14. name = lli[0][1]
15. sex = lli[0][2]
16. birth = lli[0][3]
17. telephone = lli[0][4]
18. address = lli[0][5]
20. varRid.set(ide)
21. varName.set(name)
22. varSex.set(sex)
23. varBirth.set(birth)
24. varTelephone.set(telephone)
25. varAddress.set(address)
27. tkinter.messagebox.showinfo('恭喜', '获取成功')
29. buttonEdit = tkinter.Button(self.window, text='修改', command=buttonEditClick)
30. buttonEdit.place(x=410, y=130, width=80, height=20)
32. # 保存修改
34. def buttonSaveClick():
36. rde = entryId.get().strip()
37. name = entryName.get().strip()
38. sex = entrySex.get().strip()
39. birth = entryBirth.get().strip()
40. telephone = entryTelephone.get().strip()
41. address = entryAddress.get().strip()
43. sql = "update Reader set Rname = '%s', Rsex = '%s', Rbirth = '%s', Rtelephone = '%s', Raddress = '%s' WHERE R_ID = '%s'" % (
44. name, sex, birth, telephone, address, rde)
45. doSql(sql)
46. tkinter.messagebox.showinfo('恭喜', '修改保存成功')
47. # 修改记录后，更新表格中的数据
48. bindData()
50. buttonEdit = tkinter.Button(self.window, text='保存修改', command=buttonSaveClick)
51. buttonEdit.place(x=530, y=130, width=80, height=20)

5.5  查询功能

（1）查询功能测试如下：

        按性别查询读者信息：

        按书名作者查询图书信息：

        按书名作者查询图书信息：

（2）查询相关代码（以查询图书为例）：

1. # 查询
3. def buttonSeekClick():
4. # 获取
5. bid = entryId.get()
6. name = entryName.get()
7. author = entryAuthor.get()
8. publish = entryPublish.get()
9. state = entryState.get()
11. # 数据库操作 查询图书信息表
12. with sqlite3.connect("Library.db") as conn: # 创建连接
13. cursor = conn.cursor() # 获取游标对象
14. cursor.execute('SELECT * FROM Books')
15. results = cursor.fetchall()
16. flag = 0
17. if bid == "" and name == "" and author == "" and publish == "" and state == "":
18. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='请至少输入一条查询信息')
19. else:
20. for row in results:
21. if bid == row[0] and name == row[1] and author == row[2] and publish == row[3] and state == row[6]:
22. sql = "SELECT * FROM Books where (B_ID = '%s') and (Bname = '%s') and (Bauthor = '%s') and (Bpublish = '%s' and (Bstate == '%s'))" % (
23. bid, name, author, publish, state)
24. bindDatas(sql)
25. flag = 1
26. break
27. elif bid == row[0] and name == row[1] and author == row[2] and publish == row[3]:
28. sql = "SELECT * FROM Books where (B_ID = '%s') and (Bname = '%s') and (Bauthor = '%s') and (Bpublish = '%s')" % (
29. bid, name, author, publish)
30. bindDatas(sql)
31. flag = 1
32. break
33. elif bid == row[0] and name == row[1] and author == row[2]:
34. sql = "SELECT * FROM Books where (B_ID = '%s') and (Bname = '%s') and (Bauthor = '%s')" % (
35. bid, name, author)
36. bindDatas(sql)
37. flag = 1
38. break
39. elif bid == row[0] and name == row[1]:
40. sql = "SELECT * FROM Books where (B_ID = '%s') and (Bname = '%s')" % (bid, name)
41. bindDatas(sql)
42. flag = 1
43. break
44. elif bid == row[0]:
45. sql = "SELECT * FROM Books where B_ID = '%s'" % (bid)
46. bindDatas(sql)
47. flag = 1
48. break
49. elif name == row[1]:
50. sql = "SELECT * FROM Books where Bname = '%s'" % (name)
51. bindDatas(sql)
52. flag = 1
53. break
54. elif author == row[2]:
55. sql = "SELECT * FROM Books where Bauthor = '%s'" % (author)
56. bindDatas(sql)
57. flag = 1
58. break
59. elif publish == row[3]:
60. sql = "SELECT * FROM Books where Bpublish = '%s'" % (publish)
61. bindDatas(sql)
62. flag = 1
63. break
64. elif state == row[6]:
65. sql = "SELECT * FROM Books where Bstate = '%s'" % (state)
66. bindDatas(sql)
67. flag = 1
68. break
70. if flag == 0:
71. tkinter.messagebox.showerror(title='很抱歉', message='未找到符合条件的图书！')
73. buttonSeek = tkinter.Button(self.window, text='查询', command=buttonSeekClick)
74. buttonSeek.place(x=520, y=130, width=80, height=20)

6  总结

        在本次基于Python的图书馆管理系统开发中，经过系统需求分析、功能需求分析、数据库物理结构设计、系统功能设计和数据库初始装载、python程序代码设计，最终编译并运行成功。实现了管理员的注册、登录，个人信息的查看与修改、图书与读者信息的管理以及查看借阅信息的功能，提高了图书馆管理员的管理效率。

        对于界面的设计，在设计方面采取的是简约原则，并未过度追求设计感，但是充分考虑了用户的使用体验，最终所实现的界面虽然简单，但是功能齐全。开发过程中我不断完善本系统功能，将知识学以致用，取得了很大的收获，也对Python程序开发有了更多的兴趣。

ps：任何建议和想法欢迎评论交流~