小明：嘿，李老师，最近我听说你们学校在考虑做一个排课系统，是吗？
李老师：是啊，我们学校现在课程安排太麻烦了，手动排课效率低，还容易出错。我们想用一个系统来自动化处理。
小明：那听起来不错。你有没有考虑过用什么技术来做这个系统？
李老师：我们打算用Java做后端，因为我们的教学管理系统也是Java写的，这样兼容性好。
小明：对，Java确实是个不错的选择。那排课系统的核心功能应该包括哪些呢？
李老师：主要包括课程信息管理、教师资源分配、教室资源调度、时间表生成等。
小明：明白了。那你是怎么设计系统的架构的？
李老师：我们采用的是MVC架构，前端用HTML/CSS/JavaScript，后端用Spring Boot框架，数据库用MySQL。
小明：好的，那我可以看看你的代码吗？我想学习一下。
李老师：当然可以。我们可以从后端开始，比如先写一个课程管理模块。
课程管理模块的后端实现
小明：那我们先来看看课程管理的代码吧。
李老师：好的，这里是一个简单的课程实体类，表示课程的基本信息。
public class Course {
private Long id;
private String name;
private String teacher;
private String classroom;
private String time;
// 构造函数、getter和setter
}
小明：这看起来很基础。那对应的控制器呢？
李老师：我们用Spring Boot的RestController来处理请求。
@RestController
@RequestMapping("/api/courses")
public class CourseController {
@Autowired
private CourseService courseService;
@GetMapping
public List getAllCourses() {
return courseService.getAllCourses();
}
@PostMapping
public Course createCourse(@RequestBody Course course) {
return courseService.createCourse(course);
}
@GetMapping("/{id}")
public Course getCourseById(@PathVariable Long id) {
return courseService.getCourseById(id);
}
@PutMapping("/{id}")
public Course updateCourse(@PathVariable Long id, @RequestBody Course course) {
return courseService.updateCourse(id, course);
}
@DeleteMapping("/{id}")
public void deleteCourse(@PathVariable Long id) {
courseService.deleteCourse(id);
}
}
小明：这个控制器逻辑清晰，RESTful风格也很规范。那服务层是怎么实现的？
李老师：服务层主要负责业务逻辑，比如验证数据、调用DAO层。
@Service
public class CourseService {
@Autowired
private CourseRepository courseRepository;
public List getAllCourses() {
return courseRepository.findAll();
}
public Course createCourse(Course course) {
return courseRepository.save(course);
}
public Course getCourseById(Long id) {
return courseRepository.findById(id).orElseThrow(() -> new RuntimeException("Course not found"));
}
public Course updateCourse(Long id, Course course) {
Course existingCourse = courseRepository.findById(id).orElseThrow(() -> new RuntimeException("Course not found"));
existingCourse.setName(course.getName());
existingCourse.setTeacher(course.getTeacher());
existingCourse.setClassroom(course.getClassroom());
existingCourse.setTime(course.getTime());
return courseRepository.save(existingCourse);
}
public void deleteCourse(Long id) {
courseRepository.deleteById(id);
}
}
小明：嗯，服务层封装得很好，也做了异常处理。那数据访问层呢？
李老师：数据访问层我们用了Spring Data JPA，非常方便。
public interface CourseRepository extends JpaRepository {
}
小明：这真是省了不少事。那接下来是不是要考虑排课算法的问题？
李老师：是的，排课系统的核心难点就是如何合理地将课程分配到不同的时间和教室中，避免冲突。
小明：那你们是怎么处理这个问题的？
李老师：我们采用了一种贪心算法，优先安排时间紧张的课程，然后根据教师和教室资源进行匹配。
小明：听起来不错。那有没有考虑过使用更复杂的算法，比如遗传算法或动态规划？
李老师：目前我们先用贪心算法实现了基本功能，后续再考虑优化。
排课算法的实现
小明：那我们可以看看排课算法的代码吗？
李老师：当然可以，下面是一个简化的排课算法实现。
public class ScheduleService {
public List scheduleCourses(List courses, List rooms, List teachers) {
List scheduledCourses = new ArrayList<>();
Map> timeMap = new HashMap<>();
// 按时间排序
courses.sort(Comparator.comparing(Course::getTime));
for (Course course : courses) {
String time = course.getTime();
if (!timeMap.containsKey(time)) {
timeMap.put(time, new ArrayList<>());
}
timeMap.get(time).add(course);
}
for (Map.Entry> entry : timeMap.entrySet()) {
String time = entry.getKey();
List currentCourses = entry.getValue();
// 按教师分组
Map> teacherMap = new HashMap<>();
for (Course course : currentCourses) {
String teacher = course.getTeacher();
if (!teacherMap.containsKey(teacher)) {
teacherMap.put(teacher, new ArrayList<>());
}
teacherMap.get(teacher).add(course);
}
for (Map.Entry> teacherEntry : teacherMap.entrySet()) {
String teacher = teacherEntry.getKey();
List teacherCourses = teacherEntry.getValue();
// 按教室分组
Map> roomMap = new HashMap<>();
for (Course course : teacherCourses) {
String room = course.getClassroom();
if (!roomMap.containsKey(room)) {
roomMap.put(room, new ArrayList<>());
}
roomMap.get(room).add(course);
}
for (Map.Entry> roomEntry : roomMap.entrySet()) {
String room = roomEntry.getKey();
List roomCourses = roomEntry.getValue();
// 检查是否能安排
if (canSchedule(room, roomCourses)) {
scheduledCourses.addAll(roomCourses);
} else {
// 处理冲突
handleConflict(room, roomCourses);
}
}
}
}
return scheduledCourses;
}
private boolean canSchedule(String room, List courses) {
// 简单判断同一时间同一教室是否有多个课程
Set times = new HashSet<>();
for (Course course : courses) {
if (times.contains(course.getTime())) {
return false;
}
times.add(course.getTime());
}
return true;
}
private void handleConflict(String room, List courses) {
// 这里可以添加日志或通知机制
System.out.println("冲突：房间 " + room + " 中有多个课程在同一时间");
}
}
小明：这个算法虽然简单，但已经能处理大部分情况了。那你们有没有考虑过并发问题？
李老师：我们使用了Spring的事务管理，确保每次排课操作都是原子性的。
小明：那数据库的设计呢？
李老师：我们有几个核心表：课程表、教师表、教室表、时间表，还有排课记录表。
CREATE TABLE course (
id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
name VARCHAR(255),
teacher_id BIGINT,
classroom_id BIGINT,
time_id BIGINT
);
CREATE TABLE teacher (
id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
name VARCHAR(255)
);
CREATE TABLE classroom (
id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
name VARCHAR(255)
);
CREATE TABLE time (
id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
start_time TIME,
end_time TIME
);
小明：这些表结构设计得很合理，能够支持排课系统的扩展。
李老师：没错，我们也在逐步引入更多功能，比如学生选课、自动调整排课等。
小明：看来这个系统已经初具规模了。那你有没有考虑过部署的问题？
李老师：我们用Docker容器化部署，配合Nginx反向代理，保证高可用和可扩展性。
小明：听起来挺专业的。那你们有没有做性能测试？
李老师：我们用JMeter做了压力测试，系统在高并发下表现良好。
小明：那真是太棒了！感谢你跟我分享这些内容。
李老师：不客气，希望你能从中得到一些启发。
本站部分内容及素材来源于互联网，如有侵权，联系必删！
客服经理