Python大前端
基于 Python Flask + Vue3 的学生信息管理系统设计与实现
一套基于前后端分离架构的学生信息管理系统。前端采用 Vue 3 结合 Element Plus 和 ECharts，后端使用 Python Flask 框架，数据库为 MySQL 8.0。系统实现了用户认证（JWT）、学生与班级管理、数据统计可视化等功能。通过 RESTful API 接口交互，支持分页查询、搜索及多维度图表展示，旨在提升高校学生信息管理效率。
一套基于前后端分离架构的学生信息管理系统。前端采用 Vue 3 结合 Element Plus 和 ECharts，后端使用 Python Flask 框架，数据库为 MySQL 8.0。系统实现了用户认证（JWT）、学生与班级管理、数据统计可视化等功能。通过 RESTful API 接口交互，支持分页查询、搜索及多维度图表展示，旨在提升高校学生信息管理效率。
随着高等教育规模的不断扩大，学生信息管理工作日益繁重，传统的手工管理或基于单机应用的管理方式已难以满足现代高校对信息化管理的需求。为解决学生信息管理效率低下、数据可视化能力不足等问题，本文设计并实现了一套基于 B/S 架构的学生信息管理系统。
本系统采用前后端分离的开发模式，前端使用 Vue 3 框架结合 Element Plus 组件库和 ECharts 数据可视化库进行开发，后端使用 Python Flask 框架提供 RESTful API 接口，数据库采用 MySQL 8.0 进行数据持久化存储。系统实现了用户认证与授权、学生信息管理、班级信息管理、数据统计可视化等核心功能模块。在用户认证方面，采用 JWT（JSON Web Token）机制实现无状态的身份验证；在数据展示方面，利用 ECharts 图表库实现了性别比例饼图、班级人数柱状图、年龄分布图、注册趋势折线图及班级男女比例堆叠图等多维度的数据可视化功能。
经过系统测试表明，本系统功能完善、运行稳定、界面友好、操作便捷，能够有效提升学生信息管理的工作效率和数据分析能力，具有较好的实用价值和推广意义。
""" 学生信息管理系统 - Flask 后端 """
from flask import Flask, request, jsonify
from flask_cors import CORS
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
from datetime import datetime, timedelta, timezone
from functools import wraps
import jwt
# ==================== 应用初始化 ====================
app = Flask(__name__)
# 配置
app.config['SECRET_KEY'] = 'student-management-secret-key-2024'
app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'mysql+pymysql://root:123456@localhost:3306/student_management?charset=utf8mb4'
app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = False
app.config['SQLALCHEMY_ECHO'] = False
# 扩展
CORS(app, supports_credentials=True)
db = SQLAlchemy(app)
# ==================== 数据模型 ====================
class User(db.Model):
"""用户模型"""
__tablename__ = 'user'
id = db.Column(db.Integer, primary_key=True, autoincrement=True)
username = db.Column(db.String(50), unique=True, nullable=False)
password = db.Column(db.String(255), nullable=False)
nickname = db.Column(db.String(50))
avatar = db.Column(db.String(255))
created_at = db.Column(db.DateTime, default=datetime.now)
updated_at = db.Column(db.DateTime, default=datetime.now, onupdate=datetime.now)
class Clazz(db.Model):
"""班级模型"""
__tablename__ = 'clazz'
id = db.Column(db.Integer, primary_key=True, autoincrement=True)
name = db.Column(db.String(100), nullable=False)
code = db.Column(db.String(50), unique=True, nullable=False)
description = db.Column(db.String(255))
created_at = db.Column(db.DateTime, default=datetime.now)
updated_at = db.Column(db.DateTime, default=datetime.now, onupdate=datetime.now)
students = db.relationship('Student', backref='clazz', lazy=True)
class Student(db.Model):
"""学生模型"""
__tablename__ = 'student'
id = db.Column(db.Integer, primary_key=True, autoincrement=True)
student_no = db.Column(db.String(20), unique=True, nullable=False)
name = db.Column(db.String(50), nullable=False)
gender = db.Column(db.SmallInteger, default=0) # 0-男 1-女
age = db.Column(db.Integer)
phone = db.Column(db.String(20))
email = db.Column(db.String(100))
address = db.Column(db.String(255))
class_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('clazz.id'))
created_at = db.Column(db.DateTime, default=datetime.now)
updated_at = db.Column(db.DateTime, default=datetime.now, onupdate=datetime.now)
# ==================== 认证中间件 ====================
def token_required(f):
"""JWT Token 验证装饰器"""
@wraps(f)
def decorated(*args, **kwargs):
auth_header = request.headers.get('Authorization', '')
token = auth_header.replace('Bearer ', '') if auth_header.startswith('Bearer ') else ''
if not token:
return jsonify({'code': 401, 'message': '请先登录'}), 401
try:
data = jwt.decode(token, app.config['SECRET_KEY'], algorithms=['HS256'])
current_user = db.session.get(User, data['user_id'])
if not current_user:
return jsonify({'code': 401, 'message': '用户不存在'}), 401
except jwt.ExpiredSignatureError:
return jsonify({'code': 401, 'message': '登录已过期，请重新登录'}), 401
except jwt.InvalidTokenError:
return jsonify({'code': 401, 'message': '无效的 Token'}), 401
return f(current_user, *args, **kwargs)
return decorated
# ==================== 通用响应 ====================
def success(data=None, message='操作成功'):
return jsonify({'code': 200, 'message': message, 'data': data})
def error(message='操作失败', code=400):
return jsonify({'code': code, 'message': message}), code
# ==================== 认证接口 ====================
@app.route('/api/auth/login', methods=['POST'])
def login():
"""用户登录"""
data = request.get_json()
username = data.get('username', '').strip()
password = data.get('password', '').strip()
if not username or not password:
return error('用户名和密码不能为空')
user = User.query.filter_by(username=username).first()
if not user or user.password != password:
return error('用户名或密码错误')
token = jwt.encode({
'user_id': user.id,
'exp': datetime.now(timezone.utc) + timedelta(hours=24)
}, app.config['SECRET_KEY'], algorithm='HS256')
return success({
'token': token,
'user': {
'id': user.id,
'username': user.username,
'nickname': user.nickname,
'avatar': user.avatar
}
}, '登录成功')
@app.route('/api/auth/info', methods=['GET'])
@token_required
def get_user_info(current_user):
"""获取当前用户信息"""
return success({
'id': current_user.id,
'username': current_user.username,
'nickname': current_user.nickname,
'avatar': current_user.avatar
})
# ==================== 班级管理接口 ====================
@app.route('/api/classes', methods=['GET'])
@token_required
def get_classes(current_user):
"""获取班级列表（支持分页和搜索）"""
page = request.args.get('page', 1, type=int)
per_page = request.args.get('per_page', 10, type=int)
keyword = request.args.get('keyword', '').strip()
query = Clazz.query
if keyword:
query = query.filter(
db.or_(
Clazz.name.like(f'%{keyword}%'),
Clazz.code.like(f'%{keyword}%')
)
)
# per_page=-1 时返回全部（用于下拉选择）
if per_page == -1:
classes = query.order_by(Clazz.id.asc()).all()
return success({
'list': [{
'id': c.id,
'name': c.name,
'code': c.code,
'description': c.description,
'student_count': len(c.students),
'created_at': c.created_at.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S') if c.created_at else ''
} for c in classes],
'total': len(classes)
})
pagination = query.order_by(Clazz.id.desc()).paginate(page=page, per_page=per_page, error_out=False)
return success({
'list': [{
'id': c.id,
'name': c.name,
'code': c.code,
'description': c.description,
'student_count': len(c.students),
'created_at': c.created_at.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S') if c.created_at else ''
} for c in pagination.items],
'total': pagination.total,
'page': page,
'per_page': per_page
})
@app.route('/api/classes', methods=['POST'])
@token_required
def create_class(current_user):
"""新增班级"""
data = request.get_json()
name = data.get('name', '').strip()
code = data.get('code', '').strip()
description = data.get('description', '').strip()
if not name or not code:
return error('班级名称和编号不能为空')
if Clazz.query.filter_by(code=code).first():
return error('班级编号已存在')
clazz = Clazz(name=name, code=code, description=description)
db.session.add(clazz)
db.session.commit()
return success(message='班级创建成功')
@app.route('/api/classes/<int:class_id>', methods=['PUT'])
@token_required
def update_class(current_user, class_id):
"""更新班级"""
clazz = db.session.get(Clazz, class_id)
if not clazz:
return error('班级不存在', 404)
data = request.get_json()
name = data.get('name', '').strip()
code = data.get('code', '').strip()
if not name or not code:
return error('班级名称和编号不能为空')
existing = Clazz.query.filter(Clazz.code == code, Clazz.id != class_id).first()
if existing:
return error('班级编号已存在')
clazz.name = name
clazz.code = code
clazz.description = data.get('description', '').strip()
db.session.commit()
return success(message='班级更新成功')
@app.route('/api/classes/<int:class_id>', methods=['DELETE'])
@token_required
def delete_class(current_user, class_id):
"""删除班级"""
clazz = db.session.get(Clazz, class_id)
if not clazz:
return error('班级不存在', 404)
if len(clazz.students) > 0:
return error('该班级下还有学生，无法删除')
db.session.delete(clazz)
db.session.commit()
return success(message='班级删除成功')
# ==================== 学生管理接口 ====================
@app.route('/api/students', methods=['GET'])
@token_required
def get_students(current_user):
"""获取学生列表（支持分页、搜索和班级筛选）"""
page = request.args.get('page', 1, type=int)
per_page = request.args.get('per_page', 10, type=int)
keyword = request.args.get('keyword', '').strip()
class_id = request.args.get('class_id', type=int)
query = Student.query
if keyword:
query = query.filter(
db.or_(
Student.name.like(f'%{keyword}%'),
Student.student_no.like(f'%{keyword}%'),
Student.phone.like(f'%{keyword}%')
)
)
if class_id:
query = query.filter_by(class_id=class_id)
pagination = query.order_by(Student.id.desc()).paginate(page=page, per_page=per_page, error_out=False)
return success({
'list': [{
'id': s.id,
'student_no': s.student_no,
'name': s.name,
'gender': s.gender,
'age': s.age,
'phone': s.phone,
'email': s.email,
'address': s.address,
'class_id': s.class_id,
'class_name': s.clazz.name if s.clazz else '',
'created_at': s.created_at.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S') if s.created_at else ''
} for s in pagination.items],
'total': pagination.total,
'page': page,
'per_page': per_page
})
@app.route('/api/students', methods=['POST'])
@token_required
def create_student(current_user):
"""新增学生"""
data = request.get_json()
student_no = data.get('student_no', '').strip()
name = data.get('name', '').strip()
if not student_no or not name:
return error('学号和姓名不能为空')
if Student.query.filter_by(student_no=student_no).first():
return error('学号已存在')
student = Student(
student_no=student_no,
name=name,
gender=data.get('gender', 0),
age=data.get('age'),
phone=data.get('phone', '').strip(),
email=data.get('email', '').strip(),
address=data.get('address', '').strip(),
class_id=data.get('class_id')
)
db.session.add(student)
db.session.commit()
return success(message='学生添加成功')
@app.route('/api/students/<int:student_id>', methods=['PUT'])
@token_required
def update_student(current_user, student_id):
"""更新学生信息"""
student = db.session.get(Student, student_id)
if not student:
return error('学生不存在', 404)
data = request.get_json()
student_no = data.get('student_no', '').strip()
name = data.get('name', '').strip()
if not student_no or not name:
return error('学号和姓名不能为空')
existing = Student.query.filter(Student.student_no == student_no, Student.id != student_id).first()
if existing:
return error('学号已存在')
student.student_no = student_no
student.name = name
student.gender = data.get('gender', 0)
student.age = data.get('age')
student.phone = data.get('phone', '').strip()
student.email = data.get('email', '').strip()
student.address = data.get('address', '').strip()
student.class_id = data.get('class_id')
db.session.commit()
return success(message='学生信息更新成功')
@app.route('/api/students/<int:student_id>', methods=['DELETE'])
@token_required
def delete_student(current_user, student_id):
"""删除学生"""
student = db.session.get(Student, student_id)
if not student:
return error('学生不存在', 404)
db.session.delete(student)
db.session.commit()
return success(message='学生删除成功')
# ==================== 仪表盘接口 ====================
@app.route('/api/dashboard/stats', methods=['GET'])
@token_required
def get_dashboard_stats(current_user):
"""获取仪表盘统计数据"""
from sqlalchemy import func, extract
student_count = Student.query.count()
class_count = Clazz.query.count()
male_count = Student.query.filter_by(gender=0).count()
female_count = Student.query.filter_by(gender=1).count()
# 各班级学生分布
classes = Clazz.query.all()
class_distribution = [{'name': c.name, 'count': len(c.students)} for c in classes]
# 各班级男女比例分布
class_gender_distribution = []
for c in classes:
male = sum(1 for s in c.students if s.gender == 0)
female = sum(1 for s in c.students if s.gender == 1)
class_gender_distribution.append({'name': c.name, 'male': male, 'female': female})
# 年龄分布统计
students = Student.query.all()
age_groups = {}
for s in students:
if s.age is not None:
age = s.age
if age < 18:
key = '18 岁以下'
elif age <= 20:
key = '18-20 岁'
elif age <= 22:
key = '21-22 岁'
elif age <= 24:
key = '23-24 岁'
else:
key = '25 岁以上'
age_groups[key] = age_groups.get(key, 0) + 1
# 保证年龄分组有序
age_order = ['18 岁以下', '18-20 岁', '21-22 岁', '23-24 岁', '25 岁以上']
age_distribution = [{'name': k, 'count': age_groups.get(k, 0)} for k in age_order]
# 最近注册学生趋势（按月统计最近 6 个月）
now = datetime.now()
monthly_trend = []
for i in range(5, -1, -1): # 计算目标月份
month_offset = now.month - i
year = now.year
while month_offset <= 0:
month_offset += 12
year -= 1
month = month_offset
count = Student.query.filter(extract('year', Student.created_at) == year, extract('month', Student.created_at) == month).count()
monthly_trend.append({'month': f'{year}-{str(month).zfill(2)}', 'count': count})
return success({
'student_count': student_count,
'class_count': class_count,
'male_count': male_count,
'female_count': female_count,
'class_distribution': class_distribution,
'class_gender_distribution': class_gender_distribution,
'age_distribution': age_distribution,
'monthly_trend': monthly_trend
})
# ==================== 启动应用 ====================
if __name__ == '__main__':
app.run(debug=True, host='0.0.0.0', port=5000)
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将字符串编码和解码为其 Base64 格式表示形式即可。 在线工具，Base64 字符串编码/解码在线工具，online
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