基于UML的飲料自動售貨機系統(tǒng)設(shè)計

1、基于UML的飲料自動售貨機系統(tǒng)設(shè)計1 問題描述1.1 關(guān)于自動售貨機自動售貨機像磁卡電話、銀行柜員機一樣，以方便、新穎、文明、晝夜服務(wù)等特點，成為發(fā)達國家不可缺少的便民配套設(shè)施。如今的自動售貨機可以為顧客提供多種服務(wù)。顧客可以根據(jù)自己的需要選擇商品并投入錢幣，售貨機接收錢幣，售出商品。1.2 飲料自動售貨機的設(shè)計該設(shè)計模擬自動售貨機的工作原理和方式，完成出售商品、接收錢幣、找零錢等功能。與系統(tǒng)交涉的人有兩類：送貨員和顧客。送貨員在每周固定時間查看售貨機中的飲料數(shù)量和錢幣數(shù)量情況，并根據(jù)計劃適當添加飲料、錢幣或取走適當?shù)腻X幣。同時,送貨員也可以根據(jù)需要增加飲料的種類,或修改飲料的價格。顧客根據(jù)需

2、要選擇飲料，投入錢幣，并等待售貨機的響應。售貨機（所設(shè)計的系統(tǒng)）所做的響應：如果售貨機中沒有該種飲料，則退回顧客所投錢幣，交易失敗。否則，如果售貨機中有該種飲料，則判斷顧客所投錢幣是否足夠，如果不夠，則提示顧客交易失敗，并退回錢幣。如果顧客所投的錢幣剛好夠（不需要找零錢），則售出飲料，交易結(jié)束。如果需要找零錢，則判斷是否有適當?shù)牧沐X可以找，如果有，則售出飲料，找出零錢，交易結(jié)束。否則，退回錢幣，交易失敗。當然，實際生活中的售貨機可能有更加強大的功能和更完善的處理，這里只模擬一個售貨機系統(tǒng)，所以只實現(xiàn)其核心原理，并練習和提高分析問題能力和編程能力。2 用例模型及分析類圖的描述；2.1 系統(tǒng)功能模

3、塊劃分圖1：模塊劃分2.2 系統(tǒng)用例模型描述系統(tǒng)涉及的角色有：顧客和送貨員。系統(tǒng)用例模型如下圖：圖2：用例圖2.3 類分析系統(tǒng)中涉及的類有Person類,主要實現(xiàn)viewPrice這個功能.Customer和Sender繼承這個類,并且各自實現(xiàn)一定的功能,Drink類和Money類各有自己的屬性,并可以通過一些操作將自己的信息顯示出來.3 設(shè)計類圖、核心用例的順序圖與狀態(tài)圖、組件圖等的描述；3.1 類圖圖3：類圖3.2 核心用例的順序圖圖4：“注冊新的送貨員”時序圖時序圖分析：送貨員輸入新的用戶名和密碼，并確定。對話框控件接收輸入，并將信息傳到售貨機系統(tǒng)，請求生成新的數(shù)據(jù)記錄。系統(tǒng)檢查該用戶名

4、是否有效。如果無效，則拒絕生成新的送貨員。如果有效，則在數(shù)據(jù)庫中添加一條新的記錄，成功的生成一個送貨員的用戶名和密碼。圖5:“查看價格”時序圖 時序圖分析：顧客或送貨員請求查看飲料的價格。對話框控件接收輸入，并請求售貨機系統(tǒng)查詢該價格信息。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中瀏覽并通過飲料名稱查出該飲料的價格，返回給對話框界面。圖6:顧客”購買飲料”順序圖 時序圖分析：界面接收顧客的輸入（包括飲料名稱和錢幣類型數(shù)量），并傳遞給售貨機系統(tǒng)。系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)庫查看該種飲料是否已經(jīng)賣完，如果已賣完，則提示并退回錢幣。否則，在數(shù)據(jù)庫中查詢該種飲料的價格，并判斷顧客所投錢幣是否夠買該飲料。如果足夠，則計算需要找的零錢，并在數(shù)據(jù)庫

5、中查詢是否有足夠的零錢。如果沒有適合的零錢，則提示并退回顧客所投錢幣。如果有適合的零錢，則通知數(shù)據(jù)庫更新飲料和錢幣信息，并且售出飲料，找零。圖7：送貨員“登陸”時序圖時序圖分析：送貨員輸入用戶名和密碼登陸系統(tǒng)。UI界面將其傳遞給售貨機系統(tǒng)，系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)庫中的送貨員信息，并驗證該用戶名和密碼是否正確，如果錯誤，提示用戶。否則，將送貨員專區(qū)界面顯示給送貨員。圖8：“添加飲料”時序圖時序圖分析：UI界面接收送貨員輸入要添加的飲料類型和數(shù)量，并傳遞給售貨機系統(tǒng)，系統(tǒng)生成一條新的數(shù)據(jù)記錄，并通知數(shù)據(jù)庫修改該飲料的數(shù)量信息。修改成功之后，向界面返回現(xiàn)在的飲料信息。圖9：“查看飲料”時序圖時序圖分析：UI界

6、面接受送貨員點擊“查看飲料”按鈕，并將接收的消息傳遞給售貨機系統(tǒng)，系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)庫中的飲料信息，并將其顯示出來。圖10：“取走錢幣”時序圖時序圖分析：UI界面接收送貨員輸入的錢幣類型和數(shù)量，并傳遞給售貨機系統(tǒng)。系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)庫，查看是否可以取走該數(shù)量的該種錢幣，如果不可以，則拒絕取走錢幣，并通知UI界面提示送貨員。否則，通知數(shù)據(jù)庫修改錢幣信息，并返回給界面修改后的新信息。3.3 狀態(tài)圖圖11：狀態(tài)圖4 信息代碼設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、輸入設(shè)計、輸出設(shè)計的描述4.1 信息代碼設(shè)計（1）設(shè)計用Microsoft Visual C+ 基于對話框的App Wizard實現(xiàn)。（2）首先創(chuàng)建“歡迎”對話框，即初始界

7、面。再根據(jù)用戶身份分為顧客和送貨員，這樣分別創(chuàng)建兩個“專區(qū)”。（3）“顧客專區(qū)”為新建的對話框改造，所以需要創(chuàng)建一個類，稱為class CCustomer，并且添加相應的控件。顧客可以每次選擇一種飲料，所以用單選按鈕實現(xiàn)，而在投入錢幣時，這里模擬用輸入方式說明顧客投入的錢幣面值和數(shù)量。當顧客確定輸入以后，系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的信息判斷是否有顧客所選飲料，并計算顧客投入錢幣是否足夠，是否需要找零等問題。之后，系統(tǒng)會彈出一個提示框提示顧客現(xiàn)在的交易情況這里分3種情況：沒有該種飲料并提示選擇另一種、有該種飲料但沒有適合的零錢并退回錢幣、交易成功。（4）送貨員需要通過“登陸”對話框驗證身份后才能進入“送貨

8、員專區(qū)”。登陸的用戶名和密碼分別為wumei，0000.而“送貨員專區(qū)”也是新建的對話框，所以創(chuàng)建一個class CSell類，并添加控件。送貨員可以添加任意種飲料任意瓶，所以用復選框選擇所要添加飲料品種，并用編輯框輸入添加數(shù)量。確定之后，數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫中，通過“查看飲料”可以查看現(xiàn)在的飲料信息。同時，送貨員可以選擇“放置錢幣”或“取走錢幣”來放置或取走錢幣，這里也用復選框和編輯框來實現(xiàn)操作的錢幣面值和數(shù)量。確定并“查看錢幣”可以看到現(xiàn)在的錢幣狀況。4.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計圖12：E-R圖數(shù)據(jù)庫描述：錢幣有面值和數(shù)量兩種屬性，其中，面值是主屬性。送貨員有用戶名和密碼兩種屬性，其中用戶名是主屬性，當

9、添加新的送貨員時，如果用戶名已經(jīng)存在，則會出錯。飲料有類型、數(shù)量和價格三種屬性。其中類型是主屬性。數(shù)據(jù)庫中按名稱存儲各種飲料若干。送貨員可以放置或取走若干錢幣，也可以添加飲料。4.3 輸入、輸出設(shè)計（1）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫之后，先初始化，將錢幣和飲料的數(shù)量都置成0，并且設(shè)置默認的飲料價格。而送貨員信息表中，先注冊一個用戶名為wumei，密碼為0000的送貨員。（2）輸入設(shè)計。送貨員登陸時設(shè)計2種情況：輸入正確的登陸信息和錯誤的登陸信息。而在添加飲料輸入飲料數(shù)量時，設(shè)計輸入為正確的數(shù)字和錯誤的其他符號。在放置/取走錢幣時，設(shè)計取走小于已有數(shù)量的錢幣和大于已有數(shù)量的錢幣。在送貨員添加新的送貨員時，設(shè)計添加

10、的用戶名為與已有用戶名相同和相異兩種。對于顧客，在購買飲料時設(shè)計選擇一種已賣完的飲料和一種未完的飲料。投入錢幣時，設(shè)計投入小于飲料價格的、等于飲料價格的和大于飲料價格的錢幣。（3）預期的輸出。每種正確的輸入，系統(tǒng)都能正確響應，或能順利進入下一個界面，或能成功修改數(shù)據(jù)庫，或能顯示新的信息，或能提示操作成功。5 用戶界面設(shè)計和處理過程的設(shè)計的描述；5.1 用戶界面設(shè)計：圖13:系統(tǒng)的歡迎界面界面描述：用戶選擇任意一種身份，并確定，則會進入到相應的操作界面。圖14:送貨員登陸界面 界面描述：送貨員輸入自己的用戶名和密碼，登陸成功之后則進入到送貨員專區(qū)進行相應的操作。 圖15:送貨員功能區(qū)界面描述：第

11、一組中，送貨員可以選擇飲料，并可在右邊的編輯框中輸入飲料數(shù)量。第二組中，送貨員先要選擇對錢幣的具體操作類型，然后選中錢幣面值，輸入錢幣數(shù)量，則可以完成對錢幣的操作。而第三組和第四組主要用來響應“查看按鈕”和“查看錢幣”，顯示數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)存的飲料和錢幣信息。第五組中，送貨員可以輸入用戶名和密碼，進行添加新的送貨員。圖16:顧客功能區(qū)界面描述：顧客每次可以選中一種飲料，并投入錢幣。模擬投入錢幣是用編輯框讓顧客輸入投入該種錢幣的數(shù)量。5.2用戶界面設(shè)計說明（1）在“選擇身份”時當選擇“顧客”這個單選按鈕,并確定,則會進入到“顧客專區(qū)”,如果選擇“送貨員”,則會彈出一個登陸對話框.,讓送貨員輸入用戶名和

12、密碼,驗證信息,并作出相應的回應.（2）當送貨員要向系統(tǒng)添加飲料或放置、取走錢幣時，需要首先登陸。輸入用戶名和密碼，驗證通過才可以繼續(xù)下一步的操作。這里開始設(shè)置了一個送貨員，當他登陸成功之后可以在“添加送貨員”中再添加其他的送貨員。（3）送貨員可以添加飲料，用復選按鈕選擇要添加的飲料類型，并且可以在后面的編輯框中輸入添加飲料的數(shù)量。確定之后，首先驗證輸入是否合法。如果是合法的輸入，即可生效。同時，送貨員可以通過選擇放置錢幣或取走錢幣并設(shè)置數(shù)量來添加或減少售貨機中的錢幣。（4）當送貨員點擊“查看飲料”時，在上面的列表框中會顯示現(xiàn)有的飲料信息，包括名稱，數(shù)量和價格。而“查看錢幣”按鈕則能讓售貨機中

13、的錢幣類型和數(shù)目顯示在下面的列表框中。（5）顧客可以選擇一種飲料，并選擇投入的錢幣類型和數(shù)目，系統(tǒng)判斷是否有該種飲料，所投錢幣是否足夠，是否有適當?shù)牧沐X等，從而完成售貨。（6）由于顧客投錢幣有很多種方法，并且找零錢也有很多種組合，設(shè)計起來比較麻煩，所以這里只列舉了幾種投幣和找零的方法。（當然，如果現(xiàn)實中的售貨機沒有該種功能，則可以設(shè)計成只能投入1元或0.5元的硬幣若干，系統(tǒng)判斷所投錢幣是否等于飲料價格，若不相等，則拒絕售出飲料，并退回錢幣）假設(shè)顧客購買“百事可樂“，并投入10元，那么需要找零6.5元。所以如果有5元*1 + 1元*1 + 0.5元*1 這種組合，或者 1元*6 + 0.5元*1

14、 組合，則都是可以購買成功的。這里假設(shè)其他組合為“不適當”。同樣，如果投入5元，那么需要找零1.5元。如果有 1元*1 +0.5元*1這種組合或者 0.5元*3 組合，則都是可以購買成功的。購買其他品種飲料都是如此。（3）假設(shè)顧客在投入10元（或5元）之后，不會再投入其他面值的錢幣。（因為購買飲料的界面設(shè)計成單選，顧客每次只買一種飲料，所需投錢幣小于5元）6 軟件的測試方法和測試結(jié)果。6.1 初始化 先初始化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，設(shè)置飲料有四種類型，每種價格固定，并且數(shù)量都為0。設(shè)置錢幣的四種類型，并且每種數(shù)量也都為0.6.2 添加飲料、錢幣首先送貨員向售貨機中添加飲料和錢幣，假設(shè)添加的飲料數(shù)量分別

15、為：5，2，4，0.放置的錢幣數(shù)量分別為：0，2，5，8.圖17：添加飲料和錢幣6.3 購買飲料現(xiàn)在顧客可以購買飲料了。（1）假設(shè)顧客A購買“百事可樂”，并且投幣10元。圖18：購買成功購買成功。現(xiàn)在可以查看系統(tǒng)中的飲料和錢幣信息（當然是用送貨員的身份查看）：可以看到，“百事可樂”的數(shù)量已經(jīng)減少為4，而錢幣的數(shù)量也有相應的變化。圖19：查看飲料、錢幣信息（2）假設(shè)顧客B購買“可口可樂”，并投幣1元*2.可知，投入的錢幣不夠。系統(tǒng)彈出一個對話框提示顧客所投錢幣不夠。圖20：投幣不夠 這時可以查看現(xiàn)有飲料和現(xiàn)有錢幣，可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)并沒有被修改。（3）假設(shè)顧客C購買“雪碧”，并投幣5元。用送貨員的身

16、份可以看到，現(xiàn)在售貨機中沒有“雪碧”這種飲料了，所以會提示用戶選擇另外一種飲料。圖21：無飲料（4）送貨員注冊新的送貨員信息。用初始的用戶名和密碼登陸的送貨員向系統(tǒng)添加新的送貨員，用戶名為“software”，密碼為0504.則添加成功。以后即可用該用戶名和密碼登陸。圖22：添加送貨員（5）注冊新的送貨員信息時，仍然用software這個用戶名。可知添加不能成功。這里會出現(xiàn)提示：圖23：添加同名送貨員7 設(shè)計的特點、不足、收獲與體會。7.1 設(shè)計的特點與不足 將自動售貨機用程序模擬，完成了其基本功能，如添加飲料、放置錢幣、取走錢幣和購買飲料。而且設(shè)計中可以流通面值大于飲料價格的錢幣（如10元、

17、5元的錢幣），這樣設(shè)計比較適合以后售貨機的發(fā)展趨勢，即可以找零。送貨員可以查看已有飲料和錢幣信息，這樣可以知道一周之內(nèi)各種飲料的售出情況，從而可以適當調(diào)整各種飲料的供應量，以追求最大化的利潤。在需要找零時，系統(tǒng)自動瀏覽數(shù)據(jù)庫中的錢幣信息，計算各種可能的組合，判斷是否可以找零，并進行提示成功或失敗。在送貨員取走錢幣時，判斷是否可以有足夠的錢幣可以取。送貨員可以添加信息生成新的送貨員，以使其他人可以成為該售貨機的送貨員來操作。 不足之處在于設(shè)計有些簡單，飲料價格被設(shè)置為固定的，不能修改。當然，這在一定時期內(nèi)是可以的，如果飲料價格有變動，還需要修改數(shù)據(jù)庫，操作不太安全。這還需要改進。7.2 收獲與體會 通過對飲料自動售貨機系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，從最開始搜集需求、系統(tǒng)分析、詳細設(shè)計再到實現(xiàn)，對軟件開發(fā)的整個