Java选课系统设计与实现详解

本篇文章主要是结合我之前面试的各种经历和实战开发中遇到的问题解决经验整理的，希望这篇《Java学生选课系统设计与实现解析》对你有很大帮助！欢迎收藏，分享给更多的需要的朋友学习~

学生类和课程类应作为独立实体设计，通过Enrollment关系类建模多对多关联；ID统一用String；选课需校验存在性、重复性、容量等；退课与查询应维护courseToStudents、studentToCourses等内存索引以实现O(1)操作。

学生类和课程类怎么设计才不会后期改崩

学生和课程必须是独立实体，不能把课程直接塞进学生对象的字段里。常见错误是写成 Student 类里加一个 String courseName —— 这会导致无法支持多选、无法查课表、无法统计选课人数。

正确做法是用关联而非包含：两个类各自封装核心属性，再通过第三方关系类（如 Enrollment）或集合来建模。比如：

class Student {
    private String id;
    private String name;
    // 不放 course 字段
}

class Course {
    private String code;
    private String title;
    // 不放 student 列表
}

class Enrollment {
    private String studentId;
    private String courseCode;
    private LocalDateTime enrolledAt;
}

• 所有 ID 类字段统一用 String（避免数据库主键类型不一致引发的坑）
• 不要在 Student 里加 List，否则删除课程时要遍历所有学生，耦合太高
• 如果不用数据库，用内存模拟，Enrollment 可以存为 Set，查“某学生选了哪些课”就靠 stream().filter(e -> e.getStudentId().equals(id))

选课操作为什么总出现重复添加或漏删

本质是没做业务校验。不是“往集合里 add 一下”就完事，得判断：学生是否已选、课程是否满员、时间是否冲突、学生是否已退学等。

典型错误是把校验逻辑散落在 Controller 或 main 方法里，导致新增一个限制条件就要改好几处。

• 把选课逻辑收束到一个方法里，例如 enrollmentService.enroll(Student student, Course course)
• 校验顺序很重要：先查学生存在 → 再查课程存在 → 再查未选过 → 再查容量未满 → 最后才持久化
• 满员检查别只看当前 enrollments.size()，得查实时数据（尤其并发场景下，要用同步块或乐观锁）
• 返回值建议用枚举，如 EnrollResult.ALREADY_ENROLLED、EnrollResult.CAPACITY_FULL，别只抛异常或返回 boolean

如何让退课、查课表、统计选课人数不写三套遍历代码

关键不是堆 for 循环，而是提前建好索引结构。内存版系统最容易忽视这点，结果一查“某课所有学生”就要扫全部 Enrollment 记录。

推荐在服务层维护几个轻量级映射：

• Map> courseToStudents：课程代码 → 学生ID集合
• Map> studentToCourses：学生ID → 课程代码集合
• Map courseToEnrollCount：课程代码 → 当前人数（每次 enroll/unenroll 同步更新）

这些 Map 不需要额外数据库，初始化时从原始 Enrollment 列表构建一次即可。退课时只需三行：

courseToStudents.get(courseCode).remove(studentId);
studentToCourses.get(studentId).remove(courseCode);
courseToEnrollCount.merge(courseCode, -1, Integer::sum);

查课表、统计人数都变成 O(1) 操作。

Java 8 Stream 写查询逻辑时容易掉进什么坑

Stream 很方便，但用错地方会出 bug 或性能问题。最典型的是在 filter 里调用可能抛异常的方法，或者误用 findFirst 当唯一性保障。

• 别写 enrollments.stream().filter(e -> e.getCourse().getTitle().contains("Java")).collect(...) —— 如果 e.getCourse() 是 null，直接 NullPointerException
• 查“学生是否已选某课”，别用 stream().anyMatch(...) 做高频判断；用前面说的 studentToCourses Map 查更快更安全
• findFirst() 不等于“找唯一”，它只取第一个匹配项；真要断言唯一，请用 count() == 1 或收集后判断 size
• 流式操作别嵌套太深，三层 flatMap + filter + map 后很难 debug，该拆就拆成带名变量

真实项目里，复杂查询往往比想象中更依赖索引结构，而不是更炫的 Stream 链式调用。

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