ordering-system

吉林大学软件学院 2023 级《企业实训》 Qt 组项目自助点餐系统。

设计目标

本概要设计书面向"Qt 自助点餐系统"项目，目标是将需求落实到可实施的模块结构与关键实现点：

1. 给出客户端、服务端与数据库的整体架构与模块边界
2. 明确主要业务流程（浏览菜品、加入购物车、提交订单、服务请求、后厨/前台处理等）的时序与接口
3. 给出核心数据结构与主要类的职责划分，确保后续详细设计与编码可直接落地
4. 说明异常处理与资源利用策略，为系统稳定运行与交付验收提供依据

总体说明

Qt 自助点餐系统面向餐厅自助点餐场景，采用"客户端点餐 + 服务端管理 + 数据库持久化"的三端协作方式：

• 客户端（Client）：负责用户登录、菜品展示与筛选、购物车管理、提交订单以及呼叫服务等交互
• 服务端（Server）：提供管理端界面，负责订单管理、服务请求处理与业务状态展示，并通过数据库完成数据查询与落库
• 数据库（Database）：系统通过 Qt SQL 模块建立数据库连接（由 DbManager 统一初始化并向各页面注入连接），在订单管理页面中通过 SQL 联表查询加载订单列表，并在订单详情对订单菜品明细进行二次查询，完成可追溯的订单闭环

模块实现点设计

实现点清单

1. 客户端：登录/注册与桌号绑定、菜品浏览与分类检索、购物车增删改、订单提交与备注、订单历史查看、呼叫服务/催单等
2. 服务端：订单列表展示与刷新、订单详情弹窗、服务请求页面（用户登录分配桌号、接收呼叫、接收订单并生成上菜队列）、后台状态提示与消息弹窗
3. 数据库：用户、菜品、订单、订单明细等表结构设计；提供订单列表联表查询与订单明细查询；对异常查询给出错误提示与回滚策略

系统整体结构设计

系统总体架构设计

总体架构采用分层思想：

• 表现层：UI
• 业务层：流程控制
• 数据访问层：SQL
• 持久层：MySQL

各端的设计如下：

• Client：Qt Widgets 交互界面，封装 NetworkManager 负责与服务器通信
• Server：Qt Widgets 管理端界面 + Server 单例组件（接收客户端消息并发出 login、submitOrder、callWaiter 等信号）
• DB：通过 db::DbManager::instance().db() 初始化 QSqlDatabase，并注入到各业务页面使用 QSqlQuery 完成 CRUD 操作

系统总体时序设计

关键业务时序如下：

1. 用户登录：Client → Server（login 请求）→ Server 发出 login(userId) 信号 → ServiceRequest_Page::onUserLogin 分配桌号
2. 提交订单：Client → Server（submitOrder 请求）→ Server 发出 submitOrder(orderId, userId) 信号 → ServiceRequest_Page::onSubmitOrder 将菜品加入上菜队列
3. 订单管理：Server 端 OrderInfo_Page 通过 QSqlDatabase 执行联表查询加载订单列表；点击订单进入 OrderDetailDialog，再查询订单明细 以上信号连接关系与槽函数命名已在服务端主窗口中完成绑定。

系统流程设计

系统整体流程设计

系统整体业务流程：用户进入客户端 → 登录/注册 → 浏览菜品 → 加入购物车 → 确认订单（备注/数量）→ 提交订单 → 服务端接收并写入数据库 → 服务端订单管理页面可查询/刷新 → 后厨/服务人员依据上菜队列处理 → 用户可发起呼叫服务。

基本功能流程设计

点餐与购物车基本功能流程设计

客户端从服务端请求菜品列表并展示（支持按分类/关键词筛选）。用户点击菜品后加入购物车，购物车支持数量增减与删除。在购物车界面实时计算总价（$\sum \text{单价} \times \text{数量}$），并允许填写备注（如口味、忌口）。

提交订单与订单历史流程设计

用户在购物车确认后提交订单。服务端接收订单请求后生成订单号并写入 t_order，随后将每个菜品明细写入订单明细表。服务端同时触发 submitOrder 信号，将订单加入上菜队列。客户端可进入"订单历史/订单详情"查询订单状态与明细。

服务请求（呼叫服务/催单）流程设计

客户端在用餐过程中可发起服务请求（如呼叫服务员、催单）。服务端接收后在 ServiceRequest_Page 中提示对应桌号/用户，并记录处理状态。用户登录时服务端为其分配桌号（assignTable 返回桌号，-1 表示无空闲桌号）。

服务端订单管理流程设计

服务端订单管理页面启动或切换到"订单管理"节点时，调用 loadOrdersFromDatabase() 从数据库加载订单列表。该查询对订单表与用户表进行 LEFT JOIN，并按创建时间倒序显示。点击订单可打开订单详情对话框加载菜品明细。

订单详情与菜品明细查询流程设计

在订单详情对话框中，若数据库连接可用则执行 loadOrderDetailFromDatabase() 查询订单菜品明细。查询结果组装为 OrderDish 列表；当 rating 为空时按 0.0 处理，保证界面展示稳定。

系统主要类和算法设计

系统主要类的设计

类/组件	所在端	核心职责	关键协作
ClientMainWindow	Client	客户端主窗口，组织点餐、购物车、历史订单等页面	NetworkManager、各页面组件
NetworkManager	Client	封装客户端到服务端的通信（登录、请求菜品、提交订单、呼叫服务）	Server（服务端）、消息协议
MainWindow	Server	服务端主窗口，组装订单管理/服务请求等管理页面并绑定信号槽	Server、OrderInfo_Page、ServiceRequest_Page
Server	Server	服务器单例：接收客户端消息并发出 login、submitOrder、callWaiter 等信号	MainWindow、ServiceRequest_Page
ServiceRequest_Page	Server	服务请求页面：onUserLogin 分配桌号，onSubmitOrder 加入上菜队列，onCallWaiter 处理呼叫	Server、数据库（可选）
OrderInfo_Page	Server	订单列表页面：loadOrdersFromDatabase 联表查询订单并展示	QSqlDatabase、OrderDetailDialog
OrderDetailDialog	Server	订单详情弹窗：loadOrderDetailFromDatabase 查询菜品明细并展示	QSqlDatabase、Order/OrderDish
db::DbManager	Server	数据库连接管理：初始化并提供 QSqlDatabase 实例	QSqlDatabase、各页面
Order / Dish / OrderDish	共用模型	领域模型：承载订单、菜品与数量/评分等数据	UI 页面、SQL 查询结果

系统主要算法设计

桌号分配与会话映射算法（assignTable / onUserLogin）

目标：为登录成功的用户分配可用桌号，并维护 userId → tableId 的映射，供订单与服务请求使用。

输入：userId

输出：tableId（无空闲桌号返回 -1）

算法步骤

1. 维护桌位状态集合 $T = {1..N}$，以及占用集合 UsedTables（可放内存，也可由数据库表维护）
2. 用户登录触发 onUserLogin(userId) 后，遍历桌号从小到大寻找首个空闲桌号 $t$
3. 若找到：
   • 标记 $t$ 为占用（加入 UsedTables）
   • 写入映射表 UserTableMap[userId] = t
   • 返回 $t$
4. 若未找到：返回 -1，提示"无空闲桌号"

异常/边界处理

• 同一用户重复登录：若已存在映射，直接返回已分配桌号（避免重复占用）
• 用户退出/结账：释放桌号（从占用集合移除），否则长期运行会造成"桌号耗尽"

复杂度：$O(N)$（$N$ 为桌位数；通常很小）

购物车总价实时计算算法（$\sum \text{单价} \times \text{数量}$）

目标：在购物车界面实时更新总价，保证 UI 展示与提交订单金额一致。

输入：购物车条目列表 CartItems = {(dishId, price, qty)}

输出：totalPrice

算法步骤

1. 每次用户执行"加/减数量、删除条目、清空购物车"事件时触发重算
2. 初始化 total = 0
3. 遍历购物车条目：total += price * qty
4. UI 更新：展示 total，同时刷新每行小计

异常/边界处理

• qty <= 0：直接移除条目或强制修正为 1
• price 精度：统一用 decimal(10,2) 或整型分（分为单位）避免浮点误差（概要设计可注明"金额用分存储"）

复杂度：$O(M)$（$M$ 为购物车条目数）

下单落库事务算法（t_order + 订单明细表）

目标：保证订单主表与明细表一致写入；任何一步失败都不产生"半条订单"。

输入：订单主信息、购物车明细列表

输出：成功（orderId）/失败（错误信息）

算法步骤（事务）

1. BEGIN TRANSACTION
2. 插入 t_order（主表）：订单号、用户、桌号、总价、创建时间、初始状态
3. 遍历购物车条目，批量插入订单明细表（dishId、qty、unitPrice、subtotal 等）
4. 若所有 SQL 成功：COMMIT
5. 任意一步失败：ROLLBACK，返回失败

异常/边界处理

• 空购物车：直接拒绝创建订单
• 字段缺失：参数校验前置
• 插入明细失败：必须回滚主表插入

复杂度：$O(M)$（$M$ 为明细条目数）

订单列表联表查询与排序算法（LEFT JOIN + create_time DESC）

输入：可选筛选条件（状态/时间范围/用户）

输出：订单列表记录集

算法步骤

1. 构造 SQL：订单表 LEFT JOIN 用户表
2. 添加排序：ORDER BY create_time DESC
3. 执行查询并映射为 UI 列表项
4. 点击列表项进入详情对话框

异常处理

• db.isOpen()==false：提示"数据库未连接"并禁止刷新
• SQL 执行失败：弹窗显示错误原因（便于调试与验收）

复杂度：取决于索引；建议对 create_time、user_id 建索引提升查询

6.2.5 服务请求工单处理算法（呼叫服务/催单）

服务请求工单处理算法（呼叫服务/催单）

目标：服务端能接收呼叫并记录处理状态，避免重复提醒与遗漏。

输入：userId/tableId/type

输出：服务请求状态（已收到/处理中/已处理）

算法步骤

1. 服务端接收 callWaiter() 请求，生成工单 ticketId（可用时间戳/自增）
2. 在 ServiceRequest_Page 列表新增一条记录：桌号、类型、时间、状态=NEW
3. 处理人员点击"处理"后状态置为 PROCESSING / DONE
4. 可选：将状态变更回传客户端提示用户

异常处理

• 找不到桌号：提示"桌号未知"并记录日志（通常是登录映射丢失）
• 重复请求：可按"桌号+类型+时间窗口"做去重（如 30 秒内合并）

系统容错设计

范围异常容错

• 数据库未连接或连接失效：各页面在执行查询前检查 db.isOpen()；失败时提示并阻断后续流程。
• 输入非法：数量必须为正整数；备注长度限制；对空购物车禁止提交订单。
• 空闲桌号不足：assignTable 返回 -1，并提示前台人工处理。

时序异常容错

• 网络消息乱序/重复：服务端以订单号与用户会话为幂等键进行去重；重复提交返回上次结果。
• 界面刷新冲突：订单列表刷新采用互斥或禁用按钮的方式避免并发查询

通信与协议容错

• 消息格式校验：服务端对每个请求做字段完整性校验（必填字段缺失直接返回错误码），避免解析异常导致崩溃
• 统一响应结构：定义统一响应为 code / message / data，客户端只依据 code 决策 UI 提示与重试，避免"字符串匹配"

系统设计满足度设计

ROM 资源利用方法

客户端与服务端界面所需图标、菜品图片等资源通过 Qt Resource（.qrc）打包；发布版本中静态资源随可执行文件分发，减少运行期文件依赖。

RAM 资源利用方法

界面列表采用按需加载与复用控件的方式降低峰值内存；数据库查询结果以轻量模型（Order/Dish/OrderDish）承载，展示后及时释放临时对象。

附件

相关需求说明书

1. GitHub 仓库：包含 client、server、database、docs 等目录
2. 数据库脚本/说明：位于 database 目录（含连接管理 DbManager 与表结构/初始化脚本）

相关用户手册

客户端用户手册（点餐端）

启动与登录/注册

1. 双击运行客户端程序 client
2. 进入登录界面后：
   • 已有账号：输入账号与密码，点击"登录"
   • 新用户：点击"注册"，按提示填写信息完成注册后返回登录
3. 登录成功后系统将显示点餐主页；如系统启用桌号绑定，登录成功后会自动分配/绑定桌号（无空闲桌号时会提示联系前台）。

浏览菜品与筛选

1. 在菜品页面可查看全部菜品列表
2. 可通过"分类"切换不同类别菜品；也可在搜索框输入关键词筛选菜品
3. 点击菜品可查看详情（如图片、价格、评分等信息）

加入购物车与修改数量

1. 在菜品列表/详情页点击"加入购物车"
2. 进入购物车页面后可：
   • 点击 "+" / "-" 调整数量
   • 点击"删除"移除某一条目
   • 系统会实时计算总价（$\sum \text{单价} \times \text{数量}$）

确认订单与备注

1. 在购物车页面点击"去结算/确认订单"
2. 可填写备注（如口味、忌口等）
3. 检查订单金额与菜品明细无误后点击"提交订单"

提交订单与查看历史订单

1. 提交后若成功，会返回订单号并显示订单初始状态
2. 在"订单历史/订单详情"页面可查询：
   • 历史订单列表（按时间排序）
   • 指定订单的菜品明细与状态

呼叫服务/催单

1. 用餐过程中可点击“呼叫服务/催单”。
2. 系统将向服务端发送服务请求，服务端处理后客户端会收到提示（已收到/处理中/已处理）。

服务端用户手册（管理端）

启动与数据库连接检查

1. 启动服务端程序 server。
2. 启动后确认数据库连接状态：
   • 若连接成功：可正常进入订单管理与服务请求页面；
   • 若连接失败：会提示错误信息，请先检查数据库配置与驱动。

订单管理

1. 进入“订单管理”页面，系统会自动加载订单列表。
2. 订单列表显示订单号、用户/桌号、创建时间、金额、状态等信息。
3. 点击“刷新”可重新从数据库加载最新订单。
4. 点击某条订单可打开订单详情对话框。

订单详情查看

1. 在订单详情中查看订单主信息与菜品明细。
2. 若评分等字段为空，系统会按默认值展示，避免界面异常。
3. 若查询失败（数据库不可用或 SQL 错误），服务端会提示错误并停止加载。

服务请求处理（呼叫服务/催单）

1. 进入 ServiceRequest 页面查看服务请求列表/提示。
2. 收到请求后可查看对应桌号/用户与请求类型。
3. 处理完成后将请求标记为“已处理”，避免重复提醒。

部署与运行说明（补充）

环境依赖

• 操作系统：Windows。
• Qt：Qt 5。
• 数据库：MySQL。
• Qt SQL 驱动：需确保 Qt 能加载 MySQL/ODBC 驱动（例如 QODBC 或 QMYSQL）。
• Qt 前端组件库：ElaWidgetTools。

数据库与驱动配置

1. 安装并启动 MySQL，创建数据库与表结构（用户表、菜品表、订单表、订单明细表等）。
2. 若使用 ODBC：
   • 在系统中配置 ODBC 数据源（DSN），填写服务器地址、端口、数据库名、账号密码。
3. 在项目配置文件或代码中填写连接信息（或读取 DSN 连接）。

启动顺序（推荐）

1. 先启动 MySQL 数据库服务。
2. 启动服务端 server，确认“数据库连接成功”。
3. 启动客户端 client，登录后开始点餐流程。