import json from typing import List, Optional from .student_dal import IStudentDAL from ..model.student import Student from datetime import datetime class JsonStudentDAL(IStudentDAL): """学生信息的JSON文件存储实现，实现了IStudentDAL接口，提供基于JSON文件的学生数据增删改查功能""" def __init__(self, file_path: str = 'students.json'): """初始化JSON数据访问层 :param file_path: JSON数据文件路径，默认使用当前目录下的students.json""" self.file_path = file_path self._ensure_file_exists() # 调用私有方法确保数据文件存在，避免后续操作报错 def _ensure_file_exists(self): """确保JSON数据文件存在且格式正确 处理两种异常情况： 1. 文件不存在时创建空JSON数组文件 2. 文件存在但非JSON格式时（如损坏）重建空文件""" try: with open(self.file_path, 'r', encoding='utf-8') as file: json.load(file) # 尝试解析文件，验证是否为合法JSON except (FileNotFoundError, json.JSONDecodeError): # 异常处理：文件不存在或解析失败时，创建包含空数组的新文件 with open(self.file_path, 'w', encoding='utf-8') as file: json.dump([], file) # 写入空数组，确保文件格式正确 def _student_to_dict(self, student: Student) -> dict: """将Student实体对象转换为JSON兼容的字典格式 :param student: 学生实体对象 :return: 可序列化的字典，日期类型转换为字符串 处理逻辑： - 日期字段enrollment_date转为%Y-%m-%d格式字符串 - None值保持为None，确保JSON序列化合法""" return { 'name': student.name, # 直接存储字符串属性 'id_card': student.id_card, # 身份证号（字符串） 'stu_id': student.stu_id, # 学号（字符串） 'gender': student.gender, # 性别（布尔值） 'height': student.height, # 身高（整数） 'weight': student.weight, # 体重（整数） # 日期转字符串：若存在日期则格式化为%Y-%m-%d，否则保持None 'enrollment_date': str(student.enrollment_date) if student.enrollment_date else None, 'class_name': student.class_name, # 班级（字符串） 'major': student.major, # 专业（字符串） 'email': student.email, # 邮箱（字符串） 'phone': student.phone # 电话（字符串） } def _dict_to_student(self, data: dict) -> Student: """将JSON字典转换为Student实体对象 :param data: 从JSON文件读取的字典数据 :return: 初始化的Student对象，字符串日期转换为date对象 处理逻辑： - enrollment_date字段从字符串解析为datetime.date对象 - 缺失字段使用None或默认值初始化""" enrollment_date = data.get('enrollment_date') if enrollment_date: # 字符串转日期：使用strptime解析为datetime对象，再提取date部分 enrollment_date = datetime.strptime(enrollment_date, '%Y-%m-%d').date() return Student( name=data.get('name'), # 获取姓名，缺失时为None id_card=data.get('id_card'), # 获取身份证号 stu_id=data.get('stu_id'), # 获取学号 gender=data.get('gender'), # 获取性别 height=data.get('height'), # 获取身高 weight=data.get('weight'), # 获取体重 enrollment_date=enrollment_date, # 转换后的入学日期 class_name=data.get('class_name'), # 获取班级 major=data.get('major'), # 获取专业 email=data.get('email'), # 获取邮箱 phone=data.get('phone') # 获取电话 ) def _load_data(self) -> List[dict]: """从JSON文件加载学生数据 :return: 包含学生字典的列表 封装文件读取逻辑，统一处理编码和JSON解析""" with open(self.file_path, 'r', encoding='utf-8') as file: return json.load(file) # 读取文件并解析为Python列表 def _save_data(self, data: List[dict]): """将学生数据保存至JSON文件 :param data: 包含学生字典的列表 保存逻辑： - ensure_ascii=False确保中文正常存储 - indent=2添加缩进，提升文件可读性""" with open(self.file_path, 'w', encoding='utf-8') as file: json.dump(data, file, ensure_ascii=False, indent=2) # 写入文件，禁用ASCII转义 def get_by_id(self, id_card: str) -> Optional[Student]: """根据身份证号查询学生信息 :param id_card: 待查询的身份证号 :return: 匹配的Student对象或None 实现逻辑： - 加载全部数据遍历匹配 - 找到后转换为Student对象返回""" for data in self._load_data(): if data.get('id_card') == id_card: # 精确匹配身份证号 return self._dict_to_student(data) # 转换为实体对象 return None # 未找到返回None def get_by_stu_id(self, stu_id: str) -> Optional[Student]: """根据学号查询学生信息，逻辑同get_by_id :param stu_id: 待查询的学号 :return: 匹配的Student对象或None""" for data in self._load_data(): if data.get('stu_id') == stu_id: # 精确匹配学号 return self._dict_to_student(data) return None def get_all(self) -> List[Student]: """获取所有学生信息 :return: 包含所有Student对象的列表 实现逻辑： - 加载全部字典数据 - 逐个转换为Student对象""" return [self._dict_to_student(data) for data in self._load_data()] # 列表推导式批量转换 def add(self, student: Student) -> bool: """添加新学生信息 :param student: 待添加的Student对象 :return: 添加成功返回True，失败返回False 业务逻辑： 1. 先校验身份证号和学号的唯一性 2. 校验通过后追加数据并保存 3. 唯一性冲突时返回False""" # 检查身份证号或学号是否已存在 if self.get_by_id(student.id_card) or self.get_by_stu_id(student.stu_id): return False # 已存在相同标识，添加失败 data = self._load_data() # 加载当前数据 data.append(self._student_to_dict(student)) # 转换并追加 self._save_data(data) # 保存更新后的数据 return True # 添加成功 def update(self, student: Student) -> bool: """更新学生信息 :param student: 包含更新后信息的Student对象 :return: 更新成功返回True，失败返回False 实现逻辑： 1. 按身份证号定位记录 2. 找到后替换为新数据 3. 未找到或无变更时返回False""" data = self._load_data() # 加载当前数据 updated = False # 标记是否更新 for i, item in enumerate(data): if item.get('id_card') == student.id_card: # 匹配身份证号 data[i] = self._student_to_dict(student) # 替换为新数据 updated = True break if updated: self._save_data(data) # 保存更新后的数据 return updated # 返回是否更新成功 def delete_by_id(self, id_card: str) -> bool: """根据身份证号删除学生信息 :param id_card: 待删除学生的身份证号 :return: 删除成功返回True，失败返回False 实现逻辑： 1. 过滤掉目标身份证号的记录 2. 比较删除前后数据长度 3. 长度变化时保存并返回True""" data = self._load_data() # 加载当前数据 original_length = len(data) # 记录原始长度 # 过滤掉目标身份证号的记录 data = [item for item in data if item.get('id_card') != id_card] if len(data) < original_length: # 长度减少表示删除成功 self._save_data(data) # 保存更新后的数据 return True return False # 未找到目标记录 def delete_by_stu_id(self, stu_id: str) -> bool: """根据学号删除学生信息，逻辑同delete_by_id :param stu_id: 待删除学生的学号 :return: 删除成功返回True，失败返回False""" data = self._load_data() original_length = len(data) data = [item for item in data if item.get('stu_id') != stu_id] if len(data) < original_length: self._save_data(data) return True return False def search_by_name(self, name: str) -> List[Student]: """根据姓名模糊查询学生 :param name: 待查询的姓名片段 :return: 包含匹配学生的列表 实现逻辑： - 遍历所有数据 - 使用in操作符实现包含匹配 - 处理name字段为None的情况""" return [ self._dict_to_student(data) for data in self._load_data() if name in data.get('name', '') # data.get('name', '')避免KeyError，空字符串确保in操作合法 ] def search_by_class(self, class_name: str) -> List[Student]: """根据班级模糊查询学生 :param class_name: 待查询的班级片段 :return: 包含匹配学生的列表 实现逻辑： - 处理class_name为None的情况（替换为空字符串） - 使用in操作符实现包含匹配""" return [ self._dict_to_student(data) for data in self._load_data() if class_name in (data.get('class_name') or '') # data.get('class_name')为None时替换为空字符串 ] def search_by_major(self, major: str) -> List[Student]: """根据专业模糊查询学生，逻辑同search_by_class :param major: 待查询的专业片段 :return: 包含匹配学生的列表""" return [ self._dict_to_student(data) for data in self._load_data() if major in (data.get('major') or '') # 处理major为None的情况 ]