Java 書店系統畢業設計：整體架構設計與核心框架實作 (第一部分)

專案概述

本系列記錄一個基於 Java Swing 的桌面版書店管理系統畢業設計，採用**分層架構**、**檔案儲存** (XML/序列化) 而非資料庫，適合教學示範 MVC 分層、DAO 模式、工廠模式等核心設計模式應用。

一、功能需求分析

二、系統架構設計

1. 分層架構 (四層)

┌─────────────────────────────────────┐
│      Presentation Layer (UI)        │  Swing 視圖: JFrame, JPanel, JTable
│  listPanel, AddPanel, QueryPanel... │
├─────────────────────────────────────┤
│      Business Logic Layer (EBI/EBO) │  介面/實作: UserEbi, UserEbo
│  事務控制、權限檢查、業務規則        │
├─────────────────────────────────────┤
│      Data Access Layer (DAO)        │  介面/實作: UserDAO, UserDAOFileImpl
│  CRUD、檔案 IO、序列化/反序列化      │
├─────────────────────────────────────┤
│      Common / Utility Layer         │  VO, Enum, UUID生成, 檔案工具, 日期工具
│  跨層共用類別                        │
└─────────────────────────────────────┘

2. 模組劃分與套件結構

cn.hncu.bookStore
├── bookStoreApp.java          // 主視窗啟動類
├── common/                    // 共用常數、工具
│   ├── uuidModelConstance.java  // 實體類型枚舉
│   ├── uuid/                  // UUID 生成機制 (DAO+EBO+Factory)
│   └── utils/                 // DateUtils, FileIOUtil (序列化工具)
├── user/                      // 用戶模組 (完整 MVC)
│   ├── vo/                    // UserModel, UserQueryModel
│   ├── common/                // UserTypeEnum (權限枚舉)
│   ├── dao/                   // UserDAO, UserDAOFileImpl, Factory
│   ├── business/              // UserEbi, UserEbo, Factory
│   └── ui/                    // listPanel, AddPanel, UpdatePanel...
├── book/                      // 圖書模組 (結構同 user)
├── in/                        // 進貨模組
├── out/                       // 銷售模組
└── store/                     // 庫存模組

三、核心基礎設施實作

1. 主視窗框架 (bookStoreApp.java) - 卡片佈局切換面板

public class bookStoreApp extends JFrame {
    private JMenuItem menuItemUser, menuItemBook, menuItemInMain, 
                      menuItemOutMain, menuItemStock, menuItemLogin;

    public bookStoreApp() {
        initComponents(); // 初始化選單欄 (NetBeans GUI Builder 產生)
        // 預設顯示登入面板
        this.setContentPane(new Login(this)); 
        this.validate();
    }

    // 選單項事件：切換 ContentPane 實現面板切換
    void menuItemUserActionPerformed(ActionEvent evt) {
        this.setContentPane(new cn.hncu.bookStore.user.ui.listPanel(this));
        this.validate();
        enableMenus(true); // 登入後啟用功能選單
    }
    
    // 登出/切回登入面板
    private void menuItemLoginActionPerformed(ActionEvent evt) {
        disableAllMenus();
        this.setContentPane(new Login(this));
        this.validate();
    }
    // ... 其他選單事件類似
}

2. 通用序列化檔案工具 (FileIOUtil) - DAO 層儲存引擎

public class FileIOUtil {
    private FileIOUtil() {} // 工具類私有構造

    /** 從檔案讀取物件列表 (泛型) */
    public static  List readFromFile(String fileName) {
        File file = new File(fileName);
        if (!file.exists()) return new ArrayList();
        
        try (ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file))) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            List list = (List) in.readObject();
            return list;
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("讀取檔案失敗: " + fileName, e);
        }
    }

    /** 寫入物件列表到檔案 */
    public static  boolean writeToFile(List list, String fileName) {
        try (ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(fileName))) {
            out.writeObject(list);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("寫入檔案失敗: " + fileName, e);
        }
    }
}

3. UUID 自動生成機制 (跨實體唯一編號)

// 介面
public interface UUIDDAO {
    String getNextNum(UUIDModelConstance umc);
}

// 實作: 以檔案儲存各類型計數器
public class UUIDEbo implements UUIDDAO {
    private static final String FILE_NAME = "uuid.txt";
    
    @Override
    public String getNextNum(UUIDModelConstance umc) {
        String modelName = umc.getName(); // 如 "UserModel"
        List list = FileIOUtil.readFromFile(FILE_NAME);
        
        for (UUIDModel um : list) {
            if (um.getModelName().equals(modelName)) {
                int next = um.getCurrentNum();
                um.setCurrentNum(next + 1);
                FileIOUtil.writeToFile(list, FILE_NAME);
                return String.valueOf(next);
            }
        }
        // 首次使用，建立計數器從 1 開始
        UUIDModel um = new UUIDModel();
        um.setModelName(modelName);
        um.setCurrentNum(2);
        list.add(um);
        FileIOUtil.writeToFile(list, FILE_NAME);
        return "1";
    }
}

4. 日期工具類 (DateUtils)

public class DateUtils {
    private static final SimpleDateFormat FMT = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日HH:mm:ss");
    
    public static String longToString(long time) {
        return FMT.format(new Date(time));
    }
    
    public static long stringToLong(String str) throws ParseException {
        return FMT.parse(str).getTime();
    }
}

5. 用戶權限枚舉 (UserTypeEnum) - 類型安全

public enum UserTypeEnum {
    ADMIN(1, "超級管理員"),
    BOOK(2, "圖書管理員"),
    IN(3, "進貨管理員"),
    OUT(4, "銷售管理員"),
    STOCK(5, "庫存管理員");
    
    private final int type;
    private final String name;
    
    UserTypeEnum(int type, String name) { this.type = type; this.name = name; }
    
    public static int getTypeByName(String name) { ... }
    public static String getNameByType(int type) { ... }
}

四、設計模式應用總結

五、下一步預告

第二部分將詳細展示**用戶模組**完整實作：VO、DAO、EBI/EBO、UI 面板 (列表、新增、修改、刪除、查詢) 及事件處理邏輯。