XDU数据库上机实验四——简单的旅行预订系统

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分类专栏：数据库复习文章标签：数据库

于 2024-11-13 22:15:52 首次发布

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上机要求

上机实验4

第4、5次****上机完成

实验要求：

基于MySQL，设计并实现一个简单的旅行预订系统。该系统涉及的信息有航班、大巴班车、宾馆房间和客户数据等信息。
其关系模式如下：

航班: FLIGHTS (String flightNum, int price, int numSeats, int numAvail, String FromCity, String ArivCity);
宾馆: HOTELS(String location, int price, int numRooms, int numAvail);
大巴: BUS(String location, int price, int numBus, int numAvail);
客户: CUSTOMERS(String custName, int custID);
预定信息: RESERVATIONS(String custName, int resvType, String resvKey);

为简单起见，对所实现的应用系统作下列假设：

在给定的一个班机上，所有的座位价格也一样；flightNum是表FLIGHTS的一个主码。

在同一个地方的所有的宾馆房间价格也一样；location是表HOTELS的一个主码。

在同一个地方的所有大巴车价格一样；location是表 BUS的一个主码。

custName是表CUSTOMERS的一个主码。

表RESERVATIONS包含着那些和客户预订的航班、大巴车或宾馆房间相应的条目，具体的说，resvType指出预订的类型（1为预订航班，2为预订宾馆房间，3为预订大巴车），而resvKey是表RESERVATIONS的一个主码。

在表FLIGHTS中，numAvail表示指定航班上的还可以被预订的座位数。对于一个给定的航班（flightNum）,数据库一致性的条件之一是，表RESERVATIONS中所有预订该航班的条目数加上该航班的剩余座位数必须等于该航班上总的座位数。这个条件对于表BUS和表HOTELS同样适用。

应用系统应完成如下基本功能：

1．航班，大巴车，宾馆房间和客户基础数据的入库，更新（表中的属性也可以根据你的需要添加）。
2．预定航班，大巴车，宾馆房间。
3．查询航班，大巴车，宾馆房间，客户和预订信息。
4．查询某个客户的旅行线路。
5．检查预定线路的完整性。
6．其他任意你愿意加上的功能。
7． 通过高级程序语言（C/C++、Java，无限定）访问数据库，提供基本界面

作业检查：

1．提交源程序，可执行程序，以及程序运行说明。

2．系统分析、设计与实现报告。

原文连接，观看更清晰丝滑：《XDU数据库上机实验四——简单的旅行预订系统》

思路

完成一个较大的系统时，需要按照开发步骤来思考：

首先对需求进行分析，可以用UML图来分析需求（各个对象的联系关系与具有的操作，从用户交互角度来思考）
数据库设计，使用ER图进行分析
具体开发设计——类设计，用UML图来绘制需要的类以及类的属性、方法等。
最后一步才是编码环节。

系统分析

系统的主要功能是进行航班、大巴车、宾馆房间和客户信息的管理，同时实现客户的预定功能，并确保数据一致性。系统中的关键点包括：

航班、宾馆、大巴车的库存管理：每个航班、大巴车、宾馆房间都有数量限制，并且需要跟踪每个实体的预订情况，确保库存和预定的匹配。
客户和预订信息管理：客户可以对航班、大巴车、宾馆进行预定，并生成相应的预订记录。
数据一致性和完整性检查：例如，航班、大巴车、宾馆的剩余座位数和已预订座位数必须保持一致。

根据题目提供的关系模式画出UML图，可以直观地分析这个系统。

航班: FLIGHTS (String flightNum, int price, int numSeats, int numAvail, String FromCity, String ArivCity);
宾馆: HOTELS(String location, int price, int numRooms, int numAvail);
大巴: BUS(String location, int price, int numBus, int numAvail);
客户: CUSTOMERS(String custName,custID);
预定信息: RESERVATIONS(String custName, int resvType, String resvKey);

数据库设计

E-R图

数据库设计SQL

航班FLIGHTS

CREATE TABLE IF NOT EXISTS FLIGHTS (
    flightNum VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
    price INT NOT NULL,
    numSeats INT NOT NULL,
    numAvail INT NOT NULL,
    FromCity VARCHAR(100) NOT NULL,
    ArivCity VARCHAR(100) NOT NULL
)

宾馆HOTELS

CREATE TABLE IF NOT EXISTS HOTELS (
    location VARCHAR(100) PRIMARY KEY,
    price INT NOT NULL,
    numRooms INT NOT NULL,
    numAvail INT NOT NULL
)

大巴BUS

CREATE TABLE IF NOT EXISTS BUS (
    location VARCHAR(100) PRIMARY KEY,
    price INT NOT NULL,
    numBus INT NOT NULL,
    numAvail INT NOT NULL
)

客户CUSOMER

CREATE TABLE IF NOT EXISTS CUSTOMER (
    custName VARCHAR(100) PRIMARY KEY,
    custID INT NOT NULL
)

预定表RESERVATION

CREATE TABLE IF NOT EXISTS RESERVATION (
    resvKey INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    custName VARCHAR(100) NOT NULL,
    resvType INT NOT NULL,
    flightNum VARCHAR(10) NOT NULL,
    location VARCHAR(100) NOT NULL,
    FOREIGN KEY (custName) REFERENCES CUSTOMER(custName),
    FOREIGN KEY (flightNum) REFERENCES FLIGHTS(flightNum) ON DELETE CASCADE,
    CHECK (resvType IN (1, 2, 3))
)

具体开发设计

UML类图

具体编码实现

系统结构

项目结构如下：

EXP4/
├── database/
│   ├── __init__.py
│   ├── connection.py         # 数据库连接模块
│   └── schema.py             # 数据库表结构模块
├── models/
│   ├── __init__.py
│   ├── flight.py             # 航班相关模型和功能
│   ├── hotel.py              # 宾馆相关模型和功能
│   ├── bus.py                # 大巴车相关模型和功能
│   ├── customer.py           # 客户相关模型和功能
│   └── reservation.py        # 预订相关模型和功能
├── main.py                   # 主程序入口

代码实现

database/connection.py：数据库连接模块
1. 连接数据库：
  - 使用 pymysql 库的 connect 方法连接到数据库。连接信息（包括主机、用户名、密码和数据库名）通过参数传入。
  - 如果连接成功，就创建一个游标（self.cursor），用于后续执行 SQL 查询。
2. 异常处理：
  - 在连接过程中，如果发生错误（例如用户名或密码错误），会捕获异常并打印错误信息。此时，self.connection 和 self.cursor 会被设为 None，表示连接失败。
3. 关闭连接：
  - close 方法用于关闭数据库连接和游标，确保不浪费系统资源。调用 close 方法后，连接和游标会被安全释放。

import pymysql as mysql


# 数据库连接类
class DatabaseConnection:
    # 初始化数据库连接
    def __init__(self, host, user, password, database):
        try:
            print("Connecting to database...")
            self.connection = mysql.connect(
                host=host,
                user=user,
                password=password,
                database=database
            )
            self.cursor = self.connection.cursor()
            print("Database connection successful.")

        except mysql.Error as err:
            print(f"MySQL Error: {err}")
            self.connection = None
            self.cursor = None
        except Exception as e:
            print(f"General Error: {e}")
            self.connection = None
            self.cursor = None

    # 关闭数据库连接
    def close(self):
        if self.cursor:
            self.cursor.close()
        if self.connection:
            self.connection.close()

database/schema.py：数据库表结构模块
1. 初始化数据库架构：
  - DatabaseSchema 类的初始化方法 __init__ 接收一个数据库连接对象 db_connection，并将其存储为 self.db，用于后续的数据库操作。
2. 判断表是否存在：
  - table_exists 方法用于检查指定的表是否已经存在。
  - 它使用 SHOW TABLES LIKE 'table_name' 语句来查询数据库中是否有指定名称的表，并通过 fetchone() 判断查询结果是否为空。如果结果不为空，则表存在，返回 True；否则，返回 False。
3. 创建表：
  - 各表的详细结构在上面2.2. 数据库设计SQL已经分析过了。

class DatabaseSchema:
    def __init__(self, db_connection):
        self.db = db_connection

    def table_exists(self, table_name):
        self.db.cursor.execute(f"SHOW TABLES LIKE '{table_name}'")
        return self.db.cursor.fetchone() is not None
        
    def create_tables(self):
        print("Creating tables...")
        
        # 创建FLIGHTS表
        self.db.cursor.execute("""
            CREATE TABLE IF NOT EXISTS FLIGHTS (
                flightNum VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
                price INT NOT NULL,
                numSeats INT NOT NULL,
                numAvail INT NOT NULL,
                FromCity VARCHAR(100) NOT NULL,
                ArivCity VARCHAR(100) NOT NULL
            )
        """)

        # 创建HOTELS表
        self.db.cursor.execute("""
            CREATE TABLE IF NOT EXISTS HOTELS (
                location VARCHAR(100) PRIMARY KEY,
                price INT NOT NULL,
                numRooms INT NOT NULL,
                numAvail INT NOT NULL
            )
        """)

        # 创建BUS表
        self.db.cursor.execute("""
            CREATE TABLE IF NOT EXISTS BUS (
                location VARCHAR(100) PRIMARY KEY,
                price INT NOT NULL,
                numBus INT NOT NULL,
                numAvail INT NOT NULL
            )
        """)
        
        # 创建CUSTOMER表
        self.db.cursor.execute("""
            CREATE TABLE IF NOT EXISTS CUSTOMER (
                custName VARCHAR(100) PRIMARY KEY,
                custID INT NOT NULL
            )
        """)

        # 创建RESERVATION表
        self.db.cursor.execute("""
            CREATE TABLE IF NOT EXISTS RESERVATION (
                resvKey INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
                custName VARCHAR(100) NOT NULL,
                resvType INT NOT NULL,
                flightNum VARCHAR(10) NOT NULL,
                location VARCHAR(100) NOT NULL,
                FOREIGN KEY (custName) REFERENCES CUSTOMER(custName),
                FOREIGN KEY (flightNum) REFERENCES FLIGHTS(flightNum) ON DELETE CASCADE,
                CHECK (resvType IN (1, 2, 3))
            )
        """)

models/flight.py：航班相关功能

class FlightModel:
    # 航班模型类，用于管理航班信息
    def __init__(self, db_connection):
        # 初始化，设置数据库连接
        self.db = db_connection

    # 添加航班信息的方法
    def add_flight(self, flightNum, price, numSeats, fromCity, arivCity):
        numAvail = numSeats
        sql = "INSERT INTO FLIGHTS (flightNum, price, numSeats, numAvail, FromCity, ArivCity)VALUES (%s, %s, %s, %s, %s, %s)"
        values = (flightNum, price, numSeats, numAvail, fromCity, arivCity)
        self.db.cursor.execute(sql, values)
        self.db.connection.commit()

    # 获取航班信息的方法
    def get_flight_info(self, flightNum):
        self.db.cursor.execute("SELECT * FROM FLIGHTS WHERE flightNum = %s", (flightNum,))
        rows = self.db.cursor.fetchall()

        # 获取字段名称
        field_names = [i[0] for i in self.db.cursor.description]
        flight_info = [dict(zip(field_names, row)) for row in rows]
        return flight_info

    # 更新航班信息的方法
    def update_flight(self, flightNum, price, numSeats, fromCity, arivCity):
        updates = []
        values = []
        if price:
            updates.append("price = %s")
            values.append(price)
        if numSeats:
            updates.append("numSeats = %s")
            values.append(numSeats)
        if fromCity:
            updates.append("FromCity = %s")
            values.append(fromCity)
        if arivCity:
            updates.append("ArivCity = %s")
            values.append(arivCity)
        if not updates:
            return
        sql = "UPDATE FLIGHTS SET " + ", ".join(updates) + " WHERE flightNum = %s"
        values.append(flightNum)
        self.db.cursor.execute(sql, values)
        self.db.connection.commit()

models/bus.py：大巴相关功能

# 该类表示公共汽车模型，负责与数据库的交互
class BusModel:
    # 初始化方法，设置数据库连接
    def __init__(self, db_connection):
        self.db = db_connection

    # 添加公共汽车信息的方法
    def add_bus(self, location, price, numBus):
        numAvail = numBus
        sql = "INSERT INTO BUS (location, price, numBus, numAvail) VALUES (%s, %s, %s, %s)"
        values = (location, price, numBus, numAvail)
        self.db.cursor.execute(sql, values)
        self.db.connection.commit()

    # 获取特定地点公共汽车信息的方法
    def get_bus_info(self, location):
        self.db.cursor.execute("SELECT * FROM BUS WHERE location = %s", (location,))
        return self.db.cursor.fetchall()

models/customer.py：顾客相关功能

class CustomerModel:
    # 客户模型类，用于处理客户相关操作，如添加客户信息.

    def __init__(self, db_connection):
        # 初始化 CustomerModel 类，接收数据库连接的参数.
        self.db = db_connection

    def add_customer(self, custName, custID):
        # 添加客户信息到数据库中的 CUSTOMERS 表.
        sql = "INSERT INTO CUSTOMERS (custName, custID) VALUES (%s, %s)"
        values = (custName, custID)
        self.db.cursor.execute(sql, values)
        self.db.connection.commit()

models/hotel.py：宾馆相关功能

# 酒店模型类，用于处理酒店信息的数据库操作
class HotelModel:
    # 初始化方法，接受数据库连接作为参数
    def __init__(self, db_connection):
        self.db = db_connection

    # 添加酒店信息的方法
    def add_hotel(self, location, price, numRooms):
        numAvail = numRooms
        sql = "INSERT INTO HOTELS (location, price, numRooms, numAvail) VALUES (%s, %s, %s, %s)"
        values = (location, price, numRooms, numAvail)
        self.db.cursor.execute(sql, values)
        self.db.connection.commit()

    # 获取指定位置酒店信息的方法
    def get_hotel_info(self, location):
        self.db.cursor.execute("SELECT * FROM HOTELS WHERE location = %s", (location,))
        return self.db.cursor.fetchall()

models/reservation.py：预订功能

class ReservationModel:
    """预订模型类，用于处理航班、酒店和公交车的预订操作."""

    def __init__(self, db_connection):
        """初始化预订模型，传入数据库连接."""
        self.db = db_connection

    def reserve_flight(self, custName, flightNum):
        """预订航班的方法，检查航班可用性并更新数据库."""
        self.db.cursor.execute("SELECT arivCity FROM FLIGHTS WHERE flightNum = %s", (flightNum,))
        arivCity = self.db.cursor.fetchone()[0]
        self.db.cursor.execute("SELECT numAvail FROM FLIGHTS WHERE flightNum = %s", (flightNum,))
        result = self.db.cursor.fetchone()
        if result and result[0] > 0:
            self.db.cursor.execute("UPDATE FLIGHTS SET numAvail = numAvail - 1 WHERE flightNum = %s", (flightNum,))
            sql = "INSERT INTO RESERVATION (custName, resvType, flightNum, location) VALUES (%s, %s, %s, %s)"
            values = (custName, 1, flightNum, arivCity)
            self.db.cursor.execute(sql, values)
            self.db.connection.commit()
            print("航班预订成功。")
        else:
            print("No available seats for this flight.")

    def reserve_hotel(self, custName, location):
        """预订酒店的方法，检查酒店可用性并更新数据库."""
        self.db.cursor.execute("SELECT flightNum FROM RESERVATION WHERE custName = %s", (custName,))
        flightNum = self.db.cursor.fetchone()[0]
        self.db.cursor.execute("SELECT numAvail FROM HOTELS WHERE location = %s", (location,))
        result = self.db.cursor.fetchone()
        if result and result[0] > 0:
            self.db.cursor.execute("UPDATE HOTELS SET numAvail = numAvail - 1 WHERE location = %s", (location,))
            sql = "INSERT INTO RESERVATION (custName, resvType, flightNum, location) VALUES (%s, %s, %s, %s)"
            values = (custName, 2, flightNum, location)
            self.db.cursor.execute(sql, values)
            self.db.connection.commit()
            print("酒店预订成功。")
        else:
            print("No available rooms for this hotel.")

    def reserve_bus(self, custName, location):
        """预订公交车的方法，检查公交车可用性并更新数据库."""
        self.db.cursor.execute("SELECT flightNum FROM RESERVATION WHERE custName = %s", (custName,))
        flightNum = self.db.cursor.fetchone()[0]
        self.db.cursor.execute("SELECT numAvail FROM BUS WHERE location = %s", (location,))
        result = self.db.cursor.fetchone()
        if result and result[0] > 0:
            self.db.cursor.execute("UPDATE BUS SET numAvail = numAvail - 1 WHERE location = %s", (location,))
            sql = "INSERT INTO RESERVATION (custName, resvType, flightNum, location) VALUES (%s, %s, %s, %s)"
            values = (custName, 3, flightNum, location)
            self.db.cursor.execute(sql, values)
            self.db.connection.commit()
            print("大巴预订成功。")
        else:
            print("No available seats for this bus.")

    def update_reservation(self, resvKey, resvType=None, flightNum=None, location=None):
        """更新预订信息的方法，可以修改预订类型、航班号或位置."""
        updates = []
        values = []
        if resvType is not None:
            updates.append("resvType = %s")
            values.append(resvType)
        if flightNum is not None:
            updates.append("flightNum = %s")
            values.append(flightNum)
        if location is not None:
            updates.append("location = %s")
            values.append(location)
        if not updates:
            return
        sql = "UPDATE RESERVATION SET " + ", ".join(updates) + " WHERE resvKey = %s"
        values.append(resvKey)
        self.db.cursor.execute(sql, values)
        self.db.connection.commit()
        print("预订信息已更新。")

    def get_customer_route(self, custName):
        """获取客户的预订信息的方法，返回一个字典，包含航班、酒店和公交车的预订信息."""
        self.db.cursor.execute("SELECT custName, resvType, flightNum, location FROM RESERVATION WHERE custName = %s", (custName,))
        results = self.db.cursor.fetchall()  # 预订信息列表
        return results

init_db.py：初始化数据库

from database import *


def initialize_database():
    print("Initializing the database...")
    # 建立数据库连接
    db_connection = DatabaseConnection(host="localhost", user="root", password="003620", database="travel_booking")
    db_schema = DatabaseSchema(db_connection)
    db_schema.create_tables()  # 创建表结构（如果不存在）
    db_connection.close()


if __name__ == "__main__":
    initialize_database()
    print("Database initialized successfully.")

main.py：主程序入口

主程序实现了基础的交互菜单，以便用户可以通过命令行执行各个功能。

from database.connection import DatabaseConnection
from models import *


def main():
    # 建立数据库连接
    db_connection = DatabaseConnection(host="localhost", user="root", password="003620", database="travel_booking")

    # 初始化模型
    flight_model = FlightModel(db_connection)
    hotel_model = HotelModel(db_connection)
    bus_model = BusModel(db_connection)
    customer_model = CustomerModel(db_connection)
    reservation_model = ReservationModel(db_connection)

    # 程序交互菜单
    while True:
        print("\n旅行预订系统")
        print("1. 添加航班")
        print("2. 更新航班信息")
        print("3. 添加大巴车")
        print("4. 更新大巴车信息")
        print("5. 添加酒店")
        print("6. 更新酒店信息")
        print("7. 添加客户")
        print("8. 更新客户信息")
        print("9. 预订航班")
        print("10. 预订酒店")
        print("11. 预订大巴车")
        print("12. 更新预订信息")
        print("13. 查询航班信息")
        print("14. 查询客户旅行线路")
        print("15. 退出")

        choice = input("请选择操作: ")

        if choice == "1":
            flightNum = input("航班号: ")
            price = int(input("价格: "))
            numSeats = int(input("座位数: "))
            fromCity = input("出发城市: ")
            arivCity = input("到达城市: ")
            flight_model.add_flight(flightNum, price, numSeats, fromCity, arivCity)
            print("航班已添加。")

        elif choice == "2":
            flightNum = input("航班号: ")
            price = input("新价格（留空则不修改）: ")
            numSeats = input("新座位数（留空则不修改）: ")
            fromCity = input("新出发城市（留空则不修改）: ")
            arivCity = input("新到达城市（留空则不修改）: ")
            flight_model.update_flight(
                flightNum,
                price=int(price) if price else None,
                numSeats=int(numSeats) if numSeats else None,
                fromCity=fromCity if fromCity else None,
                arivCity=arivCity if arivCity else None
            )
            print("航班信息已更新。")

        elif choice == "3":
            location = input("大巴地点: ")
            price = int(input("价格: "))
            numBus = int(input("车辆数: "))
            bus_model.add_bus(location, price, numBus)
            print("大巴车信息已添加。")

        elif choice == "4":
            location = input("大巴地点: ")
            price = input("新价格（留空则不修改）: ")
            numBus = input("新车辆数（留空则不修改）: ")
            bus_model.update_bus(location, price=int(price) if price else None, numBus=int(numBus) if numBus else None)
            print("大巴车信息已更新。")

        elif choice == "5":
            location = input("酒店位置: ")
            price = int(input("价格: "))
            numRooms = int(input("房间数: "))
            hotel_model.add_hotel(location, price, numRooms)
            print("酒店信息已添加。")

        elif choice == "6":
            location = input("酒店位置: ")
            price = input("新价格（留空则不修改）: ")
            numRooms = input("新房间数（留空则不修改）: ")
            hotel_model.update_hotel(location, price=int(price) if price else None,
                                     numRooms=int(numRooms) if numRooms else None)
            print("酒店信息已更新。")

        elif choice == "7":
            custName = input("客户姓名: ")
            custID = int(input("客户ID: "))
            customer_model.add_customer(custName, custID)
            print("客户信息已添加。")

        elif choice == "8":
            custName = input("客户姓名: ")
            custID = input("新客户ID（留空则不修改）: ")
            customer_model.update_customer(custName, custID=int(custID) if custID else None)
            print("客户信息已更新。")

        elif choice == "9":
            custName = input("客户姓名: ")
            flightNum = input("航班号: ")
            reservation_model.reserve_flight(custName, flightNum)
            print("航班预订成功。")

        elif choice == "10":
            custName = input("客户姓名: ")
            location = input("酒店位置: ")
            reservation_model.reserve_hotel(custName, location)

        elif choice == "11":
            custName = input("客户姓名: ")
            location = input("大巴车地点: ")
            reservation_model.reserve_bus(custName, location)

        elif choice == "12":
            resvKey = int(input("预订编号: "))
            resvType = input("新预订类型 (1:航班, 2:酒店, 3:大巴车，留空则不修改): ")
            flightNum = input("新航班号（留空则不修改）: ")
            location = input("新位置（留空则不修改）: ")
            reservation_model.update_reservation(
                resvKey,
                resvType=int(resvType) if resvType else None,
                flightNum=flightNum if flightNum else None,
                location=location if location else None
            )

        elif choice == "13":
            flightNum = input("航班号: ")
            flight_info = flight_model.get_flight_info(flightNum)
            if flight_info:
                print("航班信息:")
                for record in flight_info:
                    for field, value in record.items():
                        print(f"{field}: {value}")
                    print()  # 每条记录之后换行
            else:
                print("未找到该航班的信息。")

        elif choice == "14":
            custName = input("客户姓名: ")
            route = reservation_model.get_customer_route(custName)
            print(f"{custName} 的旅行线路: {route}")

        elif choice == "15":
            print("退出系统。")
            break

    db_connection.close()


if __name__ == "__main__":
    main()