Student Grade Manager: 学生成绩管理系统 —— Java课程设计项目

目录

• 项目地址 GitHub：
• 博客地址 Blog:
• 作者 Authors：
• 功能要求 Requirement of functions：
• 运行环境 Runtime Environment：
• 第三方库 Library
• 应用对象场景 Who to use
• 部署方法 How to use
• 项目功能架 Function Architectural Patterns
• UML
• 程序运行截图 Screenshot
  • 登录界面 LoginWindow
  • 注册界面 RegisterWindow
  • 主界面 MainWindow
    • 主界面关闭提示 Tips when closing the MainWindow
  • 信息成绩管理 GrandeManager
    • 信息成绩管理—编辑学生信息
    • 信息成绩管理—导出窗口
  • 综合成绩分析 GrandeAnalyzer
    • 综合成绩分析—个人成绩比例
    • 综合成绩分析—个人成绩分析
    • 综合成绩分析—信息导出窗口
    • 综合成绩分析—导出的Excel Export Data into Excel
  • 测试数据生成 Generate the Random Data
• 关键部分代码 Code Preview
  • 数据库DAO(BaseDB.java)
  • 随机数据生成(Generator.cpp)
• 阿里巴巴代码规范检查 Code Check
• 项目总结、反思、计划
• 感谢 Thanks：

项目地址 GitHub：

FrankOu2001/grade_manager: Java课程设计作业 (github.com)

博客地址 Blog:

Student Grade Manager: 学生成绩管理系统 - Frank_Ou - 博客园 (cnblogs.com)

作者 Authors：

• 计科20-3 王俊越
• 计科20-2 李振宇

功能要求 Requirement of functions：

1. 添加学生功能：姓名、学号、性别、出生年月日。(注意：学号自动生成，学号必须唯一)

2. 添加学生成绩功能：假设每个人都选修了数学、Java与体育。但输入成绩的时候，一般是给所有学生输入某一门课程的成绩。

3. 根据学生学号查找学生成绩，并在界面上显示姓名、学号和成绩，学号不存在的给出提示信息

4. 根据学生姓名(支持模糊匹配)查找学生成绩，并在界面上显示姓名、学号和成绩，如果有多个相同姓名学生存在，一起显示出来，姓名不存在的给出提示信息

5. 生成学生学习情况报表：报表包含学号、姓名、各科目成绩及对应的该科目班级平均值，总成绩以及班级总成绩平均值。最后以总成绩平均值降序在图形界面输出，并可将该排序结果按照输出至"成绩表.txt"文件或者excel文件(输出到Excel文件为特别加分项，可以使用POI技术)。

6. 支持分别对所有学生各科成绩画出柱状分布图(可选)。

7. 支持对学生信息的修改与删除(要在文件或数据库中有所体现)，不能修改学号。

8. 测试：支持随机生成10万个学生及其姓名、学号、成绩放入文本文件，以进行测试。(学号不能相同，每颗的成绩以80分为中心成正态分本)(重要加分项)

9. 支持用户登录、验证操作

界面：GUI

运行环境 Runtime Environment：

OpenJDK11 + MySQL8.0.25 + Windows10

第三方库 Library

• JFreeChart:JFreeChart is a free 100% Java chart library that makes it easy for developers to display professional quality charts in their applications.
• Apache POI - the Java API for Microsoft Documents:The Apache POI Project's mission is to create and maintain Java APIs for manipulating various file formats based upon the Office Open XML standards (OOXML) and Microsoft's OLE 2 Compound Document format (OLE2).

应用对象场景 Who to use

本软件面向仅限教师才能对成绩信息进行管理的应用场景，例如小学和中学这类教学场景

部署方法 How to use

• MySQL建表：

  • src/util/sql目录下的createDB.sql存储了数据库建立信息，执行脚本即可完成数据库的设置
  • src/util/sql目录下的BaseDB.java包含了链接的信息，您可根据本地的配置来做出相应的更改

• 对于Java部分: 你可以通过Ant部署或通过IntelliJ IDEA来构建

• 对于Cpp部分: 编译所需的文件都在src/lib文件夹中，本项目自带构建好的程序，在Clang/LLVM在Windows10 amd64环境下构建

项目功能架 Function Architectural Patterns

graph LR; Root[学生成绩管理]; Manager[学生信息管理]; Analyzer[学生成绩分析]; Generator[测试数据生成]; Login&Register[用户注册登录]; Root-->Login&Register;Root-->Manager; Root-->Analyzer; Root-->Generator; Manage1[管理功能]; Manage12["能对学生的(信息除学号外)和各科成绩进行录入和修改"]; ManageF1[自动计算总分且支持1000次内的操作撤销]; Manage2["查找功能"]; Manage21["支持指定班级范围查找"]; Manage22["支持姓名的模糊查找，并给予查找结果提示，可显示多个结果"]; Manage23["支持学号的精确查找，并给予查找结果提示"]; Manage24["依照学号升序输出查找内容"]; Manage3["导出功能"]; Manage31["支持学生成绩和信息的Excel导出，方便进行备份"]; Manage32["可指定全校范围(班级自动分表)和指定班级信息的导出"]; Manager-->Manage1;Manager-->Manage2;Manager-->Manage3; Manage1-->Manage12;Manage1-->ManageF1; Manage2-->Manage21;Manage2-->Manage23;Manage2-->Manage22;Manage21-.-Manage24;Manage22-.-Manage24;Manage23-.-Manage24; Manage3-->Manage31;Manage3-->Manage32; AnalyzeChart["数据可视化"]; AnalyzeChart1["根据个人成绩，绘制各科成绩占总成绩的饼状图"]; AnalyzeChart2["各科成绩和总成绩与班级平均成绩和全校总成绩对比，绘制柱状图"]; AnalyzeFind["信息查找"]; AnalyzeFind1["默认输出各科成绩和总成绩，以及对应科目的班级平均分和全校平均分"]; AnalyzeFind2["可指定班级和学号或姓名查找"]; AnalyzeFind3["默认按照班级平均分降序输出所有学生信息"]; AnalyzeExport["信息导出"]; AnalyzeExport1["支持学生成绩和信息的Excel导出"]; AnalyzeExport2["可指定导出的信息"]; AnalyzeExport3["可指定多种导出顺序"]; AnalyzeExport4["可全校(班级自动分表)和指定班级的导出"]; Analyzer-->AnalyzeChart;Analyzer-->AnalyzeFind;Analyzer-->AnalyzeExport; AnalyzeChart-->AnalyzeChart1;AnalyzeChart-->AnalyzeChart2; AnalyzeFind-->AnalyzeFind1;AnalyzeFind-->AnalyzeFind2;AnalyzeFind-->AnalyzeFind3; AnalyzeExport-->AnalyzeExport1;AnalyzeExport-->AnalyzeExport2;AnalyzeExport-->AnalyzeExport3;AnalyzeExport-->AnalyzeExport4; Register["用户注册"]; LRF1["具有容错性"] LRF11["判断用户是否存在"]; LRF12["判断两次密码是否相等"]; LRF13["判断用户名和密码是否为空"]; LRF14["匹配后返回登录结果"]; Login1["用户名密码得到MD5，再AES加密存储"] Register1["解密AES后，判断MD5密文，避免产生明文"]; Login["用户登录"]; Login&Register-->Register; Login&Register-->Login; Register-->Register1; Login-->Login1; Register1-.-LRF1;Login1-.-LRF1; LRF1-->LRF11;LRF1-->LRF12;LRF1-->LRF13;LRF1-->LRF14; Generator1["高效率的随机数据生成"]; Generator2["支持200到一百万数量级"]; Generator3["成绩符合正态分布"]; Generator4["支持学生信息的随机产生"]; Generator-->Generator1;Generator-->Generator2;Generator-->Generator3;Generator-->Generator4;

UML

程序运行截图 Screenshot

登录界面 LoginWindow

注册界面 RegisterWindow

主界面 MainWindow

主界面关闭提示 Tips when closing the MainWindow

信息成绩管理 GrandeManager

信息成绩管理—编辑学生信息

信息成绩管理—导出窗口

综合成绩分析 GrandeAnalyzer

综合成绩分析—个人成绩比例

综合成绩分析—个人成绩分析

综合成绩分析—信息导出窗口

综合成绩分析—导出的Excel Export Data into Excel

测试数据生成 Generate the Random Data

关键部分代码 Code Preview

数据库DAO(BaseDB.java)

/**
 * @author 王俊越
 */
public interface BaseDB {
    DBTools DB = DBTools.getDBTools();

    /**
     * @throws SQLException
     */
    void closeAll() throws SQLException;
}

随机数据生成(Generator.cpp)

#include "header.h"

int class_number, target_number;

int main(int argc, char * argv[]) {
    double x, y;
    
    stringstream stream;
    stream << argv[1];
    stream >> target_number;
    
    random_device r1{}, r2{}, r3{};
    mt19937 g1{r1()}, g2{r2()}, g3{r3()};
    
    
    switch(target_number) {
        case 200: {
            x = 70, y = 6;
        } break;
        case 500: {
            x = 70, y = 7;
        } break;
        case 2000: {
            x = 70, y = 15;
        } break;
        case 5000: {
            x = 68, y = 17;
        } break;
        case 20000: {
            x = 50, y = 25.67;
        } break;
        case 50000: {
            x = 55, y = 27;
        } break;
        case 200000: {
            x = 52, y = 27.3;
        } break;
        case 500000: {
            x = 48, y = 28;
        } break;
        default: 
            x = 44, y = 28.6;
    }
    class_number = target_number / 50;
   
    normal_distribution<> d{x, y};
            
    for (int i = 0; i < target_number; ) {
        int a = round(d(g1)), b = round(d(g2)), c = round(d(g3));
		
        if(a >= 0 &&  b >= 0 && c >= 0 && a <= 100 && b <= 100 && c <= 100) {
            i++;
            const char * class_name = get_class_name();
            printf("INSERT INTO `---` (name, sexual, birthday, classid, math, java, pe, sumscore) ");
            printf("value('%s', '%s', '%s', '%s', %d, %d, %d, %d)
", 
				get_name(), get_sex(), get_data(), class_name, a, b, c, a + b + c);
        }
    }
    
    
    return 0;
}

inline const char* get_sex() {
	random_device r{};
	mt19937 g{r()};
	uniform_real_distribution<> dis(0, SEX_SIZE);
	unsigned int t = dis(g);
	
	return Sex[t];
}

inline const char* get_name() {
	random_device r{};
	mt19937 g{r()};
	uniform_real_distribution<> dis(0, NAME_SIZE);
	unsigned int t = dis(g);
	
	return Name[t];
}

inline const char* get_data() {
	random_device r{};
	mt19937 g{r()};
	uniform_real_distribution<> dis(0, DATA_SIZE);
	unsigned int t = dis(g);
	
	return Data[t];
}

inline const char* get_class_name() {
	random_device r{};
	mt19937 g{r()};
	uniform_real_distribution<> dis(0, class_number);
	int t = dis(g);
	t = (t % class_number + class_number) % class_number;
	
	return Class_name[t];
}

阿里巴巴代码规范检查 Code Check

说明：JFreeChart中的3D图形方法都标记为弃用，因为该项目的作者又写了专门绘制3D图形的项目(收费)，所以把该包里的3D图形绘制的方法给弃用了

项目总结、反思、计划

• 总结：

1. 使用的时候写了学习了很多Java Swing的组件和知识，同时也巩固了自己的所学
2. 学习了MySQL数据库的使用，深入理解SQL命令的组合使用和面对不同应用场景下的选择
3. 对于面向对象有了更深的理解，体会到了面向对象这一哲学的优势和魅力
4. 巩固了以前所学的git知识
5. 实现了模块化的设计，对于一些设计模式也有更深的理解和认识
6. 采用了多线程的方式，提高了程序的响应速度

• 反思：

1. 缺少前端知识的学习，Java Swing不是很好的前端选择
2. 项目初期所编写的文件内容体系较乱，耦合度太高，需要重建项目解耦
3. SQL命令的高级用法不太熟练
4. 编写时没采用阿里巴巴的代码规范，用了自己习惯的LLVM的代码规范
5. POI面对大数据的导出速度太慢，需要优化或耿冠当初方式
6. 不太熟悉JNI技术，放弃了用Java调用C++程序的方案

• 计划：

1. 准备学习JavaScript、JavaFX和其他前端技术
2. 重构项目，重新设计
3. 将C++部分用JNI包装
4. 添加日志文件

感谢 Thanks：

1. 感谢我的队友振宇，qwq
2. 感谢我的老朋友longjunyu2 (MC-Long) ,对我的项目进行了测试和修复了一些Bug
3. 感谢我的女朋友zzh对我一直的陪伴和支持