高校自动排课系统功能与实现

随着高校规模的不断扩大，传统的手动排课方法已经无法满足复杂排课需求。本文将介绍一个基于 Java、Spring Boot、MySQL 和 Vue 开发的自动排课系统，帮助高校实现智能化的教学资源管理与排课流程。

一、项目功能概述

用户管理模块

教学资源管理模块

排课管理模块

选课模块

课表查询模块

每个模块都包含了具体的功能描述和相应的代码实现示例，下面我们来逐一解析。

二、功能模块与代码实现

1. 用户管理模块

功能描述：

用户管理模块提供对不同用户角色的管理，包括管理员、教学管理人员、教师、学生等。用户可以进行添加、删除、编辑操作，同时支持权限管理和登录认证。

功能代码：

java

// User.java - 实体类

@Entity

public class User {

    @Id

    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)

    private Long id;

    private String username;

    private String password;

    private String role;  // 角色：管理员、教师、学生等

}

// UserRepository.java - 数据库操作接口

public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {

    User findByUsername(String username);

}

// UserController.java - 控制器类

@RestController

@RequestMapping("/user")

public class UserController {

    @Autowired

    private UserRepository userRepository;

    @PostMapping("/add")

    public ResponseEntity<?> addUser(@RequestBody User user) {

        userRepository.save(user);

        return ResponseEntity.ok("User added successfully");

    }

    @PostMapping("/login")

    public ResponseEntity<?> login(@RequestBody User user) {

        User existingUser = userRepository.findByUsername(user.getUsername());

        if (existingUser != null && existingUser.getPassword().equals(user.getPassword())) {

            return ResponseEntity.ok("Login successful");

        }

        return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body("Invalid credentials");

    }

}

2. 教学资源管理模块

功能描述：

此模块管理课程信息、教室资源、课程安排等，教务处可以通过此模块录入和管理课程、教师、教室等教学资源，确保信息的准确性和完整性。

功能代码：

java

// Course.java - 课程实体类

@Entity

public class Course {

    @Id

    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)

    private Long id;

    private String courseName;

    private String teacherName;

    private String classroom;

    private String schedule;  // 上课时间

}

// CourseRepository.java - 数据库操作接口

public interface CourseRepository extends JpaRepository<Course, Long> {}

// CourseController.java - 控制器类

@RestController

@RequestMapping("/course")

public class CourseController {

    @Autowired

    private CourseRepository courseRepository;

    @PostMapping("/add")

    public ResponseEntity<?> addCourse(@RequestBody Course course) {

        courseRepository.save(course);

        return ResponseEntity.ok("Course added successfully");

    }

    @GetMapping("/list")

    public List<Course> getCourses() {

        return courseRepository.findAll();

    }

}

3. 排课管理模块

功能描述：

该模块根据设定的排课规则，自动生成合理的课程安排，避免冲突，优化教室资源。管理员设置规则后，系统将自动生成一个合适的课表。

功能代码（自动排课算法）：

java

public class ScheduleGenerator {

    // 模拟课程、教室、教师和时间的简单排课算法

    public static List<String> generateSchedule(List<Course> courses, List<String> classrooms, List<String> teachers, List<String> timeslots) {

        List<String> schedule = new ArrayList<>();

        int courseIndex = 0;

        int timeIndex = 0;

        int classroomIndex = 0;

        // 简单的排课逻辑：每门课程依次安排时间和教室

        for (Course course : courses) {

            String timeSlot = timeslots.get(timeIndex);

            String classroom = classrooms.get(classroomIndex);

            String teacher = teachers.get(courseIndex % teachers.size());

            schedule.add("Course: " + course.getCourseName() + " | Teacher: " + teacher + " | Time: " + timeSlot + " | Classroom: " + classroom);

            // 更新索引

            timeIndex = (timeIndex + 1) % timeslots.size();

            classroomIndex = (classroomIndex + 1) % classrooms.size();

            courseIndex++;

        }

        return schedule;

    }

}

4. 选课模块

功能描述：

学生可以根据兴趣和需求选择选修课或退课，系统会自动生成个性化的课表，并进行选课规则优化，避免冲突。

功能代码：

java

// Enrollment.java - 选课实体类

@Entity

public class Enrollment {

    @Id

    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)

    private Long id;

    private Long studentId;

    private Long courseId;

}

// EnrollmentRepository.java - 数据库操作接口

public interface EnrollmentRepository extends JpaRepository<Enrollment, Long> {

    List<Enrollment> findByStudentId(Long studentId);

}

// EnrollmentController.java - 控制器类

@RestController

@RequestMapping("/enrollment")

public class EnrollmentController {

    @Autowired

    private EnrollmentRepository enrollmentRepository;

    @PostMapping("/add")

    public ResponseEntity<?> enroll(@RequestBody Enrollment enrollment) {

        enrollmentRepository.save(enrollment);

        return ResponseEntity.ok("Enrollment successful");

    }

    @GetMapping("/list/{studentId}")

    public List<Enrollment> getEnrollments(@PathVariable Long studentId) {

        return enrollmentRepository.findByStudentId(studentId);

    }

}

5. 课表查询模块

功能描述：

所有用户可以通过此功能查看课程表，了解自己的上课时间和地点。

功能代码：

java

// ScheduleController.java - 控制器类

@RestController

@RequestMapping("/schedule")

public class ScheduleController {

    @Autowired

    private CourseRepository courseRepository;

    @GetMapping("/view/{studentId}")

    public List<Course> getSchedule(@PathVariable Long studentId) {

        // 假设学生已选课程列表

        List<Enrollment> enrollments = enrollmentRepository.findByStudentId(studentId);

        List<Course> courses = new ArrayList<>();

        for (Enrollment enrollment : enrollments) {

            Course course = courseRepository.findById(enrollment.getCourseId()).orElse(null);

            if (course != null) {

                courses.add(course);

            }

        }

        return courses;

    }

}

三、前端Vue部分

前端部分使用 Vue 进行开发，展示课程、排课、选课等功能。以下是一个简单的 Vue 组件示例，用于显示课程列表：

html

<template>

  <div>

    <h2>课程列表</h2>

    <ul>

      <li v-for="course in courses" :key="course.id">

        <strong>{{ course.courseName }}</strong> - {{ course.teacherName }} | {{ course.schedule }}

      </li>

    </ul>

  </div>

</template>

<script>

export default {

  data() {

    return {

      courses: [],

    };

  },

  mounted() {

    this.fetchCourses();

  },

  methods: {

    fetchCourses() {

      fetch("/course/list")

        .then(response => response.json())

        .then(data => {

          this.courses = data;

        });

    },

  },

};

</script>

四、总结

本文展示了如何用 Java、Spring Boot、MySQL 和 Vue 开发一个高校自动排课系统。系统涵盖了用户管理、教学资源管理、排课管理、选课模块以及课表查询等功能，通过自动排课算法和灵活的选课规则优化，有效提升了高校课程安排的效率和准确性。

通过这个系统，管理员、教师、学生都能够更加高效地管理和查看课程安排，解决了传统排课中的许多问题。如果你有兴趣了解更多细节，欢迎关注我们！