学生成绩统计系统需求说明书

一、数据库层开发

1. 表结构设计与生成

   • JPA实体类生成（使用Lombok简化代码）

   @Entity
   @Data  // Lombok自动生成Getter/Setter
   @Table(name = "students")
   public class Student {@Idprivate String studentId;  // 学号private String name;@Enumerated(EnumType.STRING)private Gender gender;  // 枚举类型private LocalDate birthdate;
   }
   

   • Flyway数据库迁移脚本
     在src/main/resources/db/migration下提供V1__init_tables.sql

2. 关系映射

   • 成绩表通过@ManyToOne关联学生和教师实体

   @Entity
   public class Score {@Id@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)private Long id;@ManyToOne@JoinColumn(name = "student_id")private Student student;
   }
   

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二、后端服务开发

1. 数据访问层

   • Spring Data JPA Repository

   public interface ScoreRepository extends JpaRepository<Score, Long> {// 根据学号查询成绩（自动生成SQL）List<Score> findByStudent_StudentId(String studentId);
   }
   

2. 业务逻辑层

   • 统计服务接口（平均分/总分计算）

   @Service
   public class StatsService {public Double calculateAverage(String studentId) {return scoreRepository.findByStudentId(studentId).stream().mapToDouble(Score::getValue).average().orElse(0.0);}
   }
   

3. REST API层

   • Spring MVC Controller

   @RestController
   @RequestMapping("/api/scores")
   public class ScoreController {@GetMapping("/{studentId}/average")public ResponseEntity<Double> getAverageScore(@PathVariable String studentId) {return ResponseEntity.ok(statsService.calculateAverage(studentId));}
   }
   

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三、前端代码生成

1. 技术选型
   • Option 1: Thymeleaf服务端渲染（适合简单系统）

     <!-- 成绩列表模板 -->
     <table><tr th:each="score : ${scores}"><td th:text="${score.courseName}"></td><td th:text="${score.value}"></td></tr>
     </table>
     

   • Option 2: React + Spring Boot API（前后端分离）
     提供Swagger API文档供前端调用

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四、测试代码覆盖

1. 单元测试（JUnit 5 + Mockito）

   @ExtendWith(MockitoExtension.class)
   class StatsServiceTest {@Mockprivate ScoreRepository scoreRepository;@InjectMocksprivate StatsService statsService;@Testvoid whenNoScores_thenReturnZero() {when(scoreRepository.findByStudentId(any())).thenReturn(List.of());assertEquals(0.0, statsService.calculateAverage("S001"));}
   }
   

2. 集成测试

   @SpringBootTest
   class ScoreControllerIT {@Autowiredprivate MockMvc mockMvc;@Testvoid getAverageShouldReturn200() throws Exception {mockMvc.perform(get("/api/scores/S001/average")).andExpect(status().isOk());}
   }
   

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五、系统优化项

1. 数据库优化

   • 为高频查询字段添加JPA @Index注解

   @Table(indexes = @Index(name = "idx_student", columnList = "student_id"))
   

2. 缓存优化

   • 使用Spring Cache注解实现结果缓存

   @Cacheable(value = "scores", key = "#studentId")
   public Double calculateAverage(String studentId) { ... }
   

3. 批量处理

   • 使用JPA的@Query实现原生SQL批量插入

   @Modifying
   @Query(value = "INSERT INTO scores (...) VALUES (...)", nativeQuery = true)
   void batchInsert(List<Score> scores);
   

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技术选型建议

层级	技术方案	优势说明
数据库	H2（测试）/MySQL（生产）	快速启动+生产就绪
持久层	Spring Data JPA	快速CRUD开发
Web框架	Spring Boot 3.x	自动配置/嵌入式Tomcat
前端	Thymeleaf 或 React	根据项目复杂度选择
测试	JUnit 5 + Testcontainers	真实数据库环境测试

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扩展方向

1. 安全增强：集成Spring Security实现角色鉴权
2. 监控体系：通过Actuator+Prometheus实现指标监控
3. 异步处理：使用@Async实现成绩报表异步生成