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【C语言】图书管理系统（文件存储版）丨源码+详解

news 来源：原创 2025/6/15 20:22:38

一、系统介绍

这是一个基于C语言开发的终端图书管理系统，采用链表数据结构​+​二进制文件存储技术实现。系统具有以下特点：

  1. ​双角色系统​：管理员（管理图书）和读者（借阅/归还）
  2. ​完整功能​：图书添加、搜索、借阅、归还、显示等功能
  3. ​数据持久化​：所有图书信息保存在文件中，重启不丢失
  4. ​健壮性设计​：完善的输入验证和错误处理

二、系统完整代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>/* 宏定义 */
#define MAX_NAME 50   // 名称最大长度
#define MAX_ID 20     // ID最大长度
#if defined(_WIN32)#define CLEAR_SCREEN system("cls")  // Windows清屏
#else#define CLEAR_SCREEN system("clear") // Linux/Mac清屏
#endif/* 数据结构 */
// 图书结构
typedef struct Book {char isbn[MAX_ID];           // ISBN号char title[MAX_NAME];        // 书名char author[MAX_NAME];       // 作者int total_count;             // 总数量int available_count;         // 可借数量struct Book *next;           // 链表指针
} Book;// 借阅记录
typedef struct BorrowRecord {char user_id[MAX_ID];        // 借阅者IDchar book_isbn[MAX_ID];      // 图书ISBNtime_t borrow_date;          // 借书日期（时间戳）time_t return_date;          // 还书日期struct BorrowRecord *next;   // 链表指针
} BorrowRecord;/* 全局变量 */
Book *book_list = NULL;             // 图书链表头指针
BorrowRecord *borrow_list = NULL;   // 借阅记录链表头指针/************************************* 工具函数：清空输入缓冲区************************************/
void clear_input_buffer() {int c;while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF);
}/************************************* 数据加载：从文件读取图书数据************************************/
void load_books() {FILE *fp = fopen("books.dat", "rb");if (fp == NULL) return;Book book_temp;while (fread(&book_temp, sizeof(Book), 1, fp) == 1) {Book *new_book = (Book*)malloc(sizeof(Book));*new_book = book_temp;new_book->next = book_list;book_list = new_book;}fclose(fp);
}/************************************* 数据保存：将当前图书数据写入文件************************************/
void save_books() {FILE *fp = fopen("books.dat", "wb");if (fp == NULL) {printf("错误：无法保存数据！\n");return;}Book *current = book_list;while (current != NULL) {fwrite(current, sizeof(Book), 1, fp);current = current->next;}fclose(fp);
}/************************************* 功能：添加新书（管理员权限）************************************/
void add_book() {CLEAR_SCREEN;printf("\n======== 添加新书 ========\n");Book *new_book = (Book*)malloc(sizeof(Book));// 输入ISBN并查重printf("ISBN: ");scanf("%19s", new_book->isbn);clear_input_buffer();Book *current = book_list;while (current != NULL) {if (strcmp(current->isbn, new_book->isbn) == 0) {printf("错误：ISBN已存在！\n");free(new_book);return;}current = current->next;}// 输入其他信息printf("书名: ");fgets(new_book->title, MAX_NAME, stdin);new_book->title[strcspn(new_book->title, "\n")] = '\0'; // 去掉换行符printf("作者: ");fgets(new_book->author, MAX_NAME, stdin);new_book->author[strcspn(new_book->author, "\n")] = '\0';printf("总数量: ");scanf("%d", &new_book->total_count);new_book->available_count = new_book->total_count;clear_input_buffer();// 插入链表new_book->next = book_list;book_list = new_book;printf("\n图书《%s》添加成功！\n", new_book->title);save_books();  // 保存到文件
}/************************************* 功能：按关键字搜索图书（支持模糊搜索）************************************/
void search_book() {CLEAR_SCREEN;printf("\n======== 图书搜索 ========\n");char keyword[MAX_NAME];printf("输入ISBN/书名/作者关键字: ");fgets(keyword, MAX_NAME, stdin);keyword[strcspn(keyword, "\n")] = '\0';  // 去掉换行符if (strlen(keyword) == 0) {printf("搜索内容不能为空！\n");return;}Book *current = book_list;int found = 0;while (current != NULL) {// 检查ISBN、书名、作者是否匹配if (strstr(current->isbn, keyword) != NULL || strstr(current->title, keyword) != NULL || strstr(current->author, keyword) != NULL) {printf("\n--------------------");printf("\nISBN: %s\n书名: %s\n作者: %s\n数量: %d/%d\n",current->isbn, current->title, current->author,current->available_count, current->total_count);found = 1;}current = current->next;}if (!found) {printf("未找到匹配的图书！\n");}
}/************************************* 功能：借阅图书（读者权限）************************************/
void borrow_book(char *user_id) {CLEAR_SCREEN;printf("\n======== 借阅图书 ========\n");char isbn[MAX_ID];printf("输入要借阅的图书ISBN: ");scanf("%19s", isbn);clear_input_buffer();// 查找图书Book *book = book_list;while (book != NULL) {if (strcmp(book->isbn, isbn) == 0) break;book = book->next;}// 检查图书状态if (book == NULL) {printf("错误：找不到该图书！\n");return;} else if (book->available_count <= 0) {printf("错误：该书已全部借出！\n");return;}// 创建借阅记录BorrowRecord *record = (BorrowRecord*)malloc(sizeof(BorrowRecord));strcpy(record->user_id, user_id);strcpy(record->book_isbn, isbn);record->borrow_date = time(NULL);  // 当前时间record->return_date = 0;           // 0表示未归还// 更新图书库存book->available_count--;// 添加记录到链表record->next = borrow_list;borrow_list = record;printf("\n借阅成功！\n");printf("归还期限: 30天内\n");printf("借阅时间: %s", ctime(&record->borrow_date));save_books();  // 保存库存变更
}/************************************* 功能：归还图书（读者权限）************************************/
void return_book(char *user_id) {CLEAR_SCREEN;printf("\n======== 归还图书 ========\n");char isbn[MAX_ID];printf("输入要归还的图书ISBN: ");scanf("%19s", isbn);clear_input_buffer();// 查找借阅记录（未归还状态）BorrowRecord *prev = NULL;BorrowRecord *current = borrow_list;int found = 0;while (current != NULL) {if (strcmp(current->user_id, user_id) == 0 && strcmp(current->book_isbn, isbn) == 0 && current->return_date == 0) {found = 1;// 更新图书库存Book *book = book_list;while (book != NULL) {if (strcmp(book->isbn, isbn) == 0) {book->available_count++;break;}book = book->next;}// 更新归还日期current->return_date = time(NULL);printf("\n归还成功！\n");printf("归还时间: %s", ctime(&current->return_date));save_books();return;}prev = current;current = current->next;}if (!found) {printf("错误：未找到借阅记录或已归还！\n");}
}/************************************* 功能：显示所有图书信息************************************/
void display_all_books() {CLEAR_SCREEN;printf("\n======== 所有图书 ========\n");printf("%-15s %-25s %-20s %-10s\n", "ISBN", "书名", "作者", "库存(可借/总数)");Book *current = book_list;while (current != NULL) {printf("%-15s %-25s %-20s %d/%d\n", current->isbn, current->title, current->author, current->available_count, current->total_count);current = current->next;}
}/************************************* 管理员菜单************************************/
void admin_menu() {int choice;while (1) {CLEAR_SCREEN;printf("\n======= 管理员菜单 =======\n");printf("1. 添加图书\n");printf("2. 搜索图书\n");printf("3. 查看所有图书\n");printf("0. 退出\n");printf("请选择操作: ");scanf("%d", &choice);clear_input_buffer();switch (choice) {case 1: add_book(); break;case 2: search_book(); break;case 3: display_all_books(); break;case 0: return;default: printf("无效选择！\n");}printf("\n按回车键继续...");getchar();}
}/************************************* 读者菜单************************************/
void reader_menu(char *user_id) {int choice;while (1) {CLEAR_SCREEN;printf("\n======= 读者菜单 =======\n");printf("读者ID: %s\n", user_id);printf("1. 借阅图书\n");printf("2. 归还图书\n");printf("3. 搜索图书\n");printf("4. 查看所有图书\n");printf("0. 退出\n");printf("请选择操作: ");scanf("%d", &choice);clear_input_buffer();switch (choice) {case 1: borrow_book(user_id); break;case 2: return_book(user_id); break;case 3: search_book(); break;case 4: display_all_books(); break;case 0: return;default: printf("无效选择！\n");}printf("\n按回车键继续...");getchar();}
}/************************************* 主函数************************************/
int main() {load_books();  // 启动时加载图书数据while (1) {CLEAR_SCREEN;printf("======= 图书管理系统 =======\n");printf("1. 管理员登录\n");printf("2. 读者登录\n");printf("0. 退出系统\n");printf("请选择: ");int option;if (scanf("%d", &option) != 1) {clear_input_buffer();continue;}clear_input_buffer();switch (option) {case 1: admin_menu(); break;case 2: {char user_id[MAX_ID];printf("请输入读者ID: ");fgets(user_id, MAX_ID, stdin);user_id[strcspn(user_id, "\n")] = '\0';reader_menu(user_id);break;}case 0: {// 程序退出前保存数据save_books();printf("感谢使用，再见！\n");return 0;}default: printf("无效选择！\n");}}
}

三、系统功能详解

1. 主要功能模块

功能模块描述访问权限
图书添加添加新书到系统，包含ISBN、书名、作者等信息管理员
图书搜索通过ISBN、书名或作者关键字查找图书所有用户
借阅管理借阅图书并自动记录借阅时间和读者ID读者
归还管理归还已借阅图书并更新库存读者
图书显示以表格形式展示所有图书信息所有用户

2. 数据结构设计

 

3. 文件存储机制

系统使用二进制文件books.dat保存所有图书数据，采用以下技术：

  1. ​序列化存储​：直接将内存中的结构体写入文件
  2. ​链表遍历​：通过fwrite逐个节点写入文件
  3. ​读取加载​：启动时重新构建链表结构
  4. ​自动保存​：每次数据变更后自动更新文件

四、使用说明

1. 编译运行

​Windows系统：​

gcc library.c -o library
library.exe

​Linux/Mac系统：​​

gcc library.c -o library
./library

2. 操作流程示例

​管理员操作：​​

  1. 选择"管理员登录"
  2. 添加图书：
  3. 搜索图书：输入"C程序"

读者操作：​​

  1. 选择"读者登录"，输入任意ID（如：2023001）
  2. 借阅图书：输入ISBN号
  3. 查看图书：选择"查看所有图书"
  4. 归还图书：选择归还并输入ISBN号

3. 系统界面示例

======= 图书管理系统 =======
1. 管理员登录
2. 读者登录
0. 退出系统
请选择: 1======= 管理员菜单 =======
1. 添加图书
2. 搜索图书
3. 查看所有图书
0. 退出
请选择操作: 1======== 添加新书 ========
ISBN: 1234567890
书名: C程序设计语言
作者: XXXX
总数量: 10图书《C程序设计语言》添加成功！

五、扩展与优化建议

1. 可扩展功能

  1. ​借阅记录持久化​：添加borrow.dat保存借阅记录
  2. ​逾期计算​：根据借阅时间自动计算逾期费用
  3. ​管理员密码​：增加管理员登录验证
  4. ​批量导入​：支持从CSV文件批量导入图书

2. 性能优化

// 示例：优化查找函数（哈希表实现）
#define HASH_SIZE 100typedef struct HashTable {Book *table[HASH_SIZE];
} HashTable;// ISBN哈希函数
unsigned int hash_function(char *isbn) {unsigned int hash = 0;for (int i = 0; i < strlen(isbn); i++) {hash = 31 * hash + isbn[i];}return hash % HASH_SIZE;
}// 添加图书到哈希表
void add_to_hash(Book *book, HashTable *hash_table) {unsigned int index = hash_function(book->isbn);book->next = hash_table->table[index];hash_table->table[index] = book;
}

3. 增强安全性

  1. ​输入验证​：添加更严格的ISBN格式检查
  2. ​密码加密​：管理员密码使用MD5/SHA加密存储
  3. ​访问控制​：不同读者只能查看自己的借阅记录

六、总结

这个C语言图书管理系统具有完整的功能实现、清晰的代码结构和良好的扩展性，适合用作课程设计或学习项目。系统特点包括：

  1. 采用链表数据结构动态管理数据
  2. 文件存储实现数据持久化
  3. 模块化设计便于功能扩展
  4. 完整的输入验证和错误处理
  5. 跨平台兼容性（Windows/Linux/Mac）

将整个代码复制到library.c文件中即可编译运行，无需任何外部依赖库。

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