小明：最近我在研究学校的课程安排问题，听说“走班排课”是现在比较流行的一种教学方式。你能给我介绍一下这个概念吗？

小李：当然可以。走班排课是一种根据学生选课情况动态安排课程的教学模式，每个学生可能有不同的课程表，而不是统一的大课表。这种方式提高了资源利用率，也更灵活。

小明：听起来挺复杂的，那怎么实现呢？有没有现成的系统可以用？

小李：市面上有一些商业系统，但价格不菲。如果你想要一个免费的解决方案，我们可以自己开发一个简单的走班排课系统。

小明：太好了！那我们需要哪些技术来实现呢？

小李：主要用Java作为后端语言，结合Spring Boot框架，前端可以用HTML、CSS和JavaScript，或者使用Vue.js或React等现代框架。数据库方面，MySQL是一个不错的选择。

小明：明白了。那我们先从后端开始设计吧。你能不能给我一个基本的项目结构？

小李：好的。一个典型的Spring Boot项目结构如下：

    ├── src
    │   ├── main
    │   │   ├── java
    │   │   │   └── com.example.schedule
    │   │   │       ├── controller
    │   │   │       ├── service
    │   │   │       ├── repository
    │   │   │       └── ScheduleApplication.java
    │   │   └── resources
    │   │       ├── application.properties
    │   │       └── templates (如果使用Thymeleaf)
    │   └── test
    

小明：那数据库该怎么设计呢？

小李：我们可以设计几个核心表：学生表、课程表、教师表、班级表、排课记录表。

小明：能给我一个具体的SQL语句吗？

小李：当然可以。以下是一个简单的建表语句示例：

    CREATE TABLE student (
        id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
        name VARCHAR(100),
        class_id INT,
        FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(id)
    );

    CREATE TABLE course (
        id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
        name VARCHAR(100),
        teacher_id INT,
        FOREIGN KEY (teacher_id) REFERENCES teacher(id)
    );

    CREATE TABLE teacher (
        id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
        name VARCHAR(100)
    );

    CREATE TABLE class (
        id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
        name VARCHAR(100)
    );

    CREATE TABLE schedule (
        id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
        student_id INT,
        course_id INT,
        class_id INT,
        day VARCHAR(20),
        time VARCHAR(20),
        FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(id),
        FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES course(id),
        FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(id)
    );
    

小明：这些表之间是怎么关联的呢？

小李：学生属于某个班级，选修课程由教师教授，而排课记录则记录了学生在哪个时间点上哪门课。这样就能动态生成学生的课程表了。

小明：那我们怎么实现排课逻辑呢？比如避免同一时间不同学生在同一教室上课？

小李：这是一个关键问题。我们可以用算法来解决冲突，比如贪心算法或回溯算法。不过为了简化，我们可以先做一个基础版本，后续再优化。

小明：那我先尝试写一个简单的排课接口吧。

小李：好，我们可以先创建一个REST API，用于添加排课记录。

小明：那代码应该怎么写呢？

小李：下面是一个简单的Controller示例：

    @RestController
    @RequestMapping("/schedule")
    public class ScheduleController {

        @Autowired
        private ScheduleService scheduleService;

        @PostMapping("/add")
        public ResponseEntity addSchedule(@RequestBody ScheduleDTO scheduleDTO) {
            try {
                scheduleService.addSchedule(scheduleDTO);
                return ResponseEntity.ok("排课成功");
            } catch (Exception e) {
                return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body("排课失败");
            }
        }

        @GetMapping("/get/{studentId}")
        public ResponseEntity> getStudentSchedule(@PathVariable Long studentId) {
            List schedules = scheduleService.getStudentSchedule(studentId);
            return ResponseEntity.ok(schedules);
        }
    }
    

小明：那Service层呢？

小李：Service层负责调用Repository进行数据操作。下面是一个简单的Service类：

    @Service
    public class ScheduleService {

        @Autowired
        private ScheduleRepository scheduleRepository;

        public void addSchedule(ScheduleDTO scheduleDTO) {
            Schedule schedule = new Schedule();
            schedule.setStudentId(scheduleDTO.getStudentId());
            schedule.setCourseId(scheduleDTO.getCourseId());
            schedule.setClassId(scheduleDTO.getClassId());
            schedule.setDay(scheduleDTO.getDay());
            schedule.setTime(scheduleDTO.getTime());

            // 简单的校验逻辑
            if (scheduleRepository.existsByStudentAndTime(schedule.getStudentId(), schedule.getDay(), schedule.getTime())) {
                throw new RuntimeException("该时间段已有课程");
            }

            scheduleRepository.save(schedule);
        }

        public List getStudentSchedule(Long studentId) {
            return scheduleRepository.findByStudentId(studentId);
        }
    }
    

小明：那Repository层呢？

小李：Repository层负责与数据库交互。这里我们使用Spring Data JPA来简化开发。

    public interface ScheduleRepository extends JpaRepository {

        boolean existsByStudentAndTime(Long studentId, String day, String time);

        List findByStudentId(Long studentId);
    }
    

小明：那实体类呢？

小李：实体类用来映射数据库表。下面是Schedule实体类的示例：

    @Entity
    public class Schedule {

        @Id
        @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
        private Long id;

        private Long studentId;
        private Long courseId;
        private Long classId;
        private String day;
        private String time;

        // Getters and Setters
    }
    

小明：看起来已经很完整了。那前端怎么展示排课信息呢？

小李：我们可以用Thymeleaf模板引擎来渲染页面，或者用Vue.js实现前后端分离。

小明：那我先用Thymeleaf试试看。

小李：好的，下面是一个简单的Thymeleaf模板示例：

    <html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
    <body>
        <h1>我的课程表</h1>
        <ul>
            
        </ul>
    </body>
    </html>
    

小明：这似乎可行。那整个系统的流程大概是怎样的？

小李：用户登录后，选择自己的班级，然后查看课程表。管理员可以添加课程、分配教师、管理排课记录。系统会根据规则自动检查冲突，并提示错误。

小明：听起来很棒！那这个系统是否可以扩展？比如支持多校区、多年级？

小李：当然可以。我们可以在数据库中加入校区、年级等字段，同时在前端增加筛选条件，让系统更加灵活。

小明：那我们现在有了一个基本的走班排课系统了，而且是免费的。

小李：没错。虽然这个系统还比较简单，但它为后续扩展打下了基础。你可以在这个基础上继续完善功能，比如引入日历视图、移动端适配、通知提醒等。

小明：谢谢你，小李！我现在对走班排课系统有了一定的理解，也掌握了如何用Java和Spring Boot实现一个简单的免费系统。

小李：不用客气！希望你能继续深入学习，开发出更强大的系统。