面向对象程序设计

课程设计报告

题    目 门禁系统的设计与实现   

系 （院）    计算机科学技术系     

专    业       软件技术          

班    级    20##  级   3   班    

学生姓名        

学    号      

指导教师         

二〇##年六月十二日

团队介绍

（一）第六小组成员构成

组长：

  组员：

（二）成员的不同分工及任务

1.前期工作

王丽珍负责：编写“管理员、 雇员、 访客”三个类

v  李晗雨和许亚男负责：编写“门禁系统、电子门、计算 机、输入设备"四个类 

把门禁系统电子门作为一类，运用选择，循环结构，实现电子门的开闭，身份  验证等方法，把计算机作为一类，编写进入电子门的请求方式及计算机是否同

意电子门的开启。加以接口，实现进入电子门需要通过的三种方式：密码，刷

卡和指纹          

v  我负责：编写“验证接口、验证实现”

        包含属性：系统已有的信息和需要验证的信息

        包含方法：

        （1）验证接口定义验证方法

        （2）编写默认的实现类：GenericValidate

        （3）具体的验证类继承默认的实现类

v  小组所有成员负责:编写测试类

2.后期工作

v  李晗雨负责：整合各类代码

v  许亚男负责：优化代码，改善程序

v  我负责：编写ppt实验报告

v  王丽珍负责：讲解ppt，进行答辩

                        目    录

1课程设计目的与要求................................................... 1

1.1 课程设计目的...................................................... 1

1.2课程设计要求....................................................... 1

2问题描述与分析....................................................... 2

2.1问题描述........................................................... 2

2.2问题分析........................................................... 2

3总体设计............................................................. 3

3.1开发环境........................................................... 3

3.2功能设计........................................................... 3

3.3界面设计........................................................... 3

3.4类的设计........................................................... 4

4详细设计............................................................. 5

4.1 主要类的说明...................................................... 5

4.2 主要方法说明..................................................... 10

4.3 程序流程图....................................................... 15

5程序测试分析........................................................ 15

5.1 程序运行情况..................................................... 16

5.2 程序异常处理..................................................... 17

6总结与体会.......................................................... 19

参考资料............................................................. 19

1课程设计目的与要求

1.1 课程设计目的

培养学生综合运用所学课程知识解决实际问题的能力，促进学生动手实践能力的提高，很好地调动学生学习的积极性和主动性。同时使学生 熟练应用面向对象的特性：封装、继承、多态；掌握常量的定义和使用（必需的关键字 -- final）；熟练应用接口解决实际问题；能使用异常处理处理程序中的异常情况；会使用log4j工具输出保存日志信息。

1.2课程设计要求

能够应用OO思想设计并实现门禁系统的功能要求，并要求系统具备良好的可扩展性、可维护性和健壮性。鼓励在原功能需求上根据实际情况进行功能的完善和创新。

2问题描述与分析

2.1问题描述

某公司安装了电子门，要设计门禁系统：

l  公司的雇员可以凭借密码、胸卡或指纹进入公司

l  计算机根据雇员的验证方式对其身份进行验证

l  管理员在监控室可以通过按钮直接开启电子门,管理员可以为新职员设置密码

l  访客可以按门铃请求进入，由管理员为其放行

2.2问题分析

（1）根据需求分析对象

  门禁系统、电子门、计算机、输入设备

  管理员、 雇员、 访客

  验证接口、验证实现

（2）对象关系

3总体设计

3.1开发环境

   Pc机 与 eclipse软件

3.2功能设计

   本系统至少要具备以下功能：

    1、公司的雇员可以凭借密码、胸卡或指纹进入公司；

    2、计算机根据雇员的验证方式对其身份进行验证；

    3、管理员在监控室可以通过按钮直接开启电子门，管理员可以为新职员设置密码；

    4、访客可以按门铃请求进入，由管理员为其放行。

3.3界面设计

  在此次的设计中，除了在控制台输出外，我组还添加了对话框形式，如：

 

 3.4类的设计

4详细设计

4.1 主要类的说明

(一)电子门类

  包含属性：电子门的开启和关闭状态

    public final static String OPEN  = "门已开启";

    public final static String CLOSE = "门已关闭";

    private String state   = CLOSE; // 电子门状态

   包含方法：开启电子门   关闭电子门

    public void open(){

        this.setState(OPEN);}

 public void open(){

        this.setState(close);}

(二)输入设备类

   包含属性：用户输入的认证信息，密码、胸卡信息、指纹信息等

   private String input = null;

    包含方法：输入设备接受认证信息

     public void input(){}

     public String getInput() {

        return input;}

     public void setInput(String input) {

        this.input = input;}

（三）计算机类

    包含属性：计算机存储的雇员密码，胸卡号，指纹

    private String[] passWord   = new String[100];

    private String[] card       = new String[100]; 

    private String[] fingerMark = new String[100];

     包含方法：

  （1）无参构造方法，创建一组测试用密码、指纹、卡号

      public Computer(){}

  （2）验证密码，胸卡号，指纹

       public boolean validate(String passStr){}

  （3）增加新的密码，胸卡号，指纹

      public void addPassWord(int passWord) {}

       public void addCard(String card) {}

       public void addFingerMark(String fingerMark) {}

（四）门禁系统类

包含属性：电子门对象、计算机对象、输入设备对象、门铃、开门信号、日志  对象

      private Door           door;      // 门禁系统的电子门

      private Computer   computer;     // 门禁系统的计算机

      private InputEquip inputEquip;  // 门禁系统的输入设备

      private int               ring; 

        private int               openSign; 

    private Logger       logger;      

包含方法：工作

     public void work()

（五）访客  雇员  管理员类

   包含属性：人员姓名，日志对象

   包含方法：

   （1）访客：初始化    访客按铃

     public Guest(String name){}

     public void pressRing(ControlSys controlSys){}

   （2）雇员：继承Guest类    输入验证信息

     public Employee(String name) {super(name);}

     public void input(ControlSys controSys) {}

   （3）管理员：继承Employee类    工作方法

        public Admin(String name) {super(name);}

        管理员的工作方法1，通过控制室的按钮开启电子门

        public void work(ControlSys controlSys) {}

        管理员的工作方法2，监控门铃

        public void work(ControlSys controlSys, Guest guest) {}

        管理员的工作方法3，录入验证信息

         public void work(ControlSys controlSys, String valType, String               valStr) {}

(六)验证接口类

   包含属性：系统已有的信息和需要验证的信息

   private Object[] inner; 

    private Object input;

    包含方法：

（1）验证接口定义验证方法

      public boolean check();    // 定义验证方法

（2）编写默认的实现类：GenericValidate

      private Object[] inner;   // 系统保存的身份信息

      private Object input;     // 需要验证的身份信息

（3）具体的验证类继承默认的实现类

   public class PassWordVld extends GenericValidate{}

   public class FingerMarkVld extends GenericValidate{}

   public class CardVld extends GenericValidate {}

（七）测试类

（1）测试雇员通过电子门

  public class EmployeeTest {

    public static void main(String[] args){

        Employee   employee   = new Employee("雇员a");   // 管理员

        ControlSys controlSys = new ControlSys();        // 门禁系统

        System.out.println("门禁系统---雇员测试");

        System.out.println("***************************************************");

   while(true){

            employee.input(controlSys);

            controlSys.work();

        }

    }

}

（2）综合测试类-通过运用switch语句选择进入不同的系统

（1）访客测试

     while(true){

         guest.pressRing(controlSys2);

         admin1.work(controlSys2, guest);

         controlSys2.work();

     break;}break;}

（2）管理员测试

    while(true){

               admin.work(controlSys);

               controlSys.work();

               admin.work(controlSys);

             break;  }break;}

（3）雇员测试

    switch(num2){

           case 1:

              JOptionPane.showMessageDialog(null,"你选择以密码的形式                进入？","title",JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);

              Break；} 

//此处省略代码

4.2 主要方法说明

（一）接口-Validate

public interface Validate {

    public boolean check();}

（二）接口- GenericValidata

      public GenericValidate(Object[] inner, Object input){

           this.inner = inner;

           this.input = input;

         }

       public boolean check() {

         for(int i=0;i

              if(this.getInput()!=null&&this.getInput().equals(this.getInner()[i])){

                return true;

            }}

        return false;

    }

（三）接口-CardVld

     public CardVld(Object[] inner, Object input) {

        super(inner, input); }

      public boolean check() {

        Logger logger  = Logger.getLogger(Admin.class.getName());

        String inputStr = null;

        if(this.getInput()!=null && this.getInner()!=null){

            try{

                inputStr = ((String) this.getInput()).substring(2);

            }catch(Exception e){

      logger.debug("胸卡信息采集失败："+e.getMessage());

                return false;}//代码省略 

（四）接口-FingerMarkVld

    public FingerMarkVld(Object[] inner, Object input) {

        super(inner, input); }

      public boolean check() {

        Logger logger  = Logger.getLogger(Admin.class.getName());

        String inputStr = null;

        if(this.getInput()!=null && this.getInner()!=null){

            try{

                inputStr = ((String) this.getInput()).substring(2);

            }catch(Exception e){ logger.debug("指纹信息采集失败：  "+e.getMessage());  //代码省略

（五）接口- PassWordVld

     public PassWordVld(Object[] inner, Object input) {

        super(inner, input);}

    public boolean check() {

        Logger logger  = Logger.getLogger(Admin.class.getName());

        for(int i=0;i

            int inputInt = 0;

            int innerInt = 0;

      //代码省略

(六) 验证人员信息

 public boolean validate(String passStr){

        Validate validate = null;

        String prefix = passStr.substring(0, 2);

        if(prefix.equals("pa")){

            validate = new PassWordVld(passWord,passStr);

            return validate.check();

        }

        else if(prefix.equals("ca")){

            validate = new CardVld(card,passStr);

            return validate.check();

        }

        else if(prefix.equals("fi")) {

            validate = new FingerMarkVld(fingerMark,passStr);

            return validate.check();

        } else {

            return false;

        }}

（七）门禁系统工作

 public void work(){

    if(inputEquip.getInput()!=null){

            if(inputEquip.getInput().equals("exit")){

                logger.info("门禁系统关闭");

                System.exit(0);

            }

            if(computer.validate(inputEquip.getInput())){

                door.open();                    

                logger.info("＜身份验证成功，"+"雇员小伟"+" 通过电子门＞");

                inputEquip.setInput(null);   

            }    //省略代码

（八）管理员工作方法

public void work(ControlSys controlSys) {

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("管理员(" + this.getName() + ")按开门按钮？[y/n]:");

        String btn = scanner.nextLine();

        if (btn.equals("y")) {

           JOptionPane.showMessageDialog(null,"你管理员确定开门吗？","title",JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);

            controlSys.setOpenSign(1);

            controlSys.getLogger().debug("管理员(" + this.getName() + ")按下开门按钮");

        } //省略代码   

4.3 程序流程图

                      5程序测试分析

5.1 程序运行情况

(运行时首先出现对话框形式)

（点击“确定”，由控制台输出程序结果）

5.2 程序异常处理

以下几处都采用了异常处理的方法，保证程序可正常运行

（1）验证胸卡：

            try{

                inputStr = ((String) this.getInput()).substring(2);

            }catch(Exception e){

                logger.debug("胸卡信息采集失败："+e.getMessage());

                return false;

            }

            for(int i=0;i

                if( inputStr.equals(this.getInner()[i]) ){

                    return true;

                }} }

        return false;

（2）验证指纹：

                 try{

                inputStr = ((String) this.getInput()).substring(2);

                }catch(Exception e){

                logger.debug("指纹信息采集失败："+e.getMessage());

                return false;

               }   

            for(int i=0;i

                if( inputStr.equals(this.getInner()[i]) ){

                   return true;       }    }

      }

       return false;   

(3)验证密码：

            try{

                inputInt=   Integer.parseInt( ((String)this.getInput()).substring(2) );             } catch(NumberFormatException e){

                logger.debug("密码不合格："+e.getMessage());

                return false;

            }

            if(this.getInner()[i]!=null){

                innerInt = Integer.parseInt( (String)(this.getInner()[i]) );            // 取得已有的密码

            }

            if(innerInt!=0&&inputInt*2==innerInt){ 

                return true;

            }

        }

        return false;

}

（4）综合测试类：

        try {

        Thread.sleep(5000);             // 让电子门开启状态维持5秒

    } catch (InterruptedException e) {  

        System.out.println("**********欢迎使用门禁系统**********");

}

6总结与体会

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了java方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露了前期我在这方面知识的欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断进取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。课程设计是一门专业课，给了我很多专业知识以及专业技能上的提高，给了我很多的思考空间，让我感触很多。是我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我熟练应用面向对象的特性：封装、继承、多态；掌握常量的定义和使用（必需的关键字 -- final）；熟练应用接口解决实际问题；能使用异常处理处理程序中的异常情况；会使用log4j工具输出保存日志信息的知识。

另外，在实践过程中，我们学到了很多东西，不及巩固了以前学过的知识，还学到了好多的课外的知识。经过课程设计，我明白了理论和实践相结合的重要性。实践过程中，也对团队精神进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。团结就是力量，只有相互之间的默契配合才能换来最完美的结果。

参考资料

[1] 张利国.java实用教程案例 北京：清华大学出版社,2004.2

[2] 李尊朝.java语言程序设计 北京：中国铁道出版社，2003.10

[3] http://cai.ecjtu.jx.cn