大学系统中统一身份认证与排行榜的实现与应用

小明：嘿，小李，最近我在做一个大学管理系统，遇到了一些问题，想跟你讨论一下。

小李：哦，什么问题？说来听听。

小明：我正在设计一个统一身份认证模块，但不知道该怎么实现。你说，这个应该怎么处理呢？

小李：统一身份认证（SSO）是关键，尤其是在大学这样的多部门、多系统环境中。你可以使用OAuth2.0或JWT来实现。比如，用户登录一次后，就能访问多个系统而无需重复登录。

小明：那具体怎么写代码呢？有没有例子？

小李：当然有。我们以JWT为例，先写一个登录接口，返回一个令牌。然后在其他系统中验证这个令牌即可。

小明：好的，那我先写个简单的登录接口吧。

小李：可以这样写：使用Python Flask框架，定义一个登录路由，接收用户名和密码，验证通过后生成JWT令牌。

小明：那具体的代码是怎样的？

小李：这里是一个示例代码：

    from flask import Flask, request, jsonify
    from flask_jwt_extended import (
        create_access_token,
        jwt_required,
        get_jwt_identity
    )

    app = Flask(__name__)

    # 模拟用户数据库
    users = {
        "admin": "password123"
    }

    @app.route('/login', methods=['POST'])
    def login():
        username = request.json.get('username')
        password = request.json.get('password')

        if username in users and users[username] == password:
            access_token = create_access_token(identity=username)
            return jsonify(access_token=access_token), 200
        else:
            return jsonify(message="Invalid credentials"), 401

    @app.route('/protected', methods=['GET'])
    @jwt_required()
    def protected():
        current_user = get_jwt_identity()
        return jsonify(logged_in_as=current_user), 200

    if __name__ == '__main__':
        app.run(debug=True)
    

小明：明白了，这个代码可以用来生成和验证令牌。那接下来，我想加一个排行榜功能，应该怎么做呢？

小李：排行榜功能通常涉及数据的统计和展示。你可以用数据库存储用户的成绩或行为数据，然后根据一定规则排序。

小明：那具体的数据结构应该怎样设计？

小李：比如，你可以在数据库中创建一个“student_score”表，包含学号、姓名、分数等字段。然后根据分数进行排序。

小明：那代码怎么写呢？

小李：我们可以用SQL语句来查询并排序。例如：

    SELECT student_id, name, score
    FROM student_score
    ORDER BY score DESC;
    

如果你用的是Python，可以用Flask和SQLAlchemy来实现这个逻辑。

小明：那我可以写一个获取排行榜的接口吗？

小李：当然可以。下面是一个简单的示例：

    from flask import Flask, jsonify
    from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy

    app = Flask(__name__)
    app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'sqlite:///students.db'
    db = SQLAlchemy(app)

    class Student(db.Model):
        id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
        name = db.Column(db.String(50))
        score = db.Column(db.Integer)

    @app.route('/leaderboard', methods=['GET'])
    def leaderboard():
        students = Student.query.order_by(Student.score.desc()).all()
        result = [{"id": s.id, "name": s.name, "score": s.score} for s in students]
        return jsonify(result)

    if __name__ == '__main__':
        app.run(debug=True)
    

小明：太好了！这样就可以获取排行榜了。不过，如果我要限制只能查看自己的成绩怎么办？

小李：这需要结合统一身份认证来实现。比如，在获取排行榜时，先验证用户的权限，再决定是否显示所有人的成绩。

小明：那是不是要在每个请求里都检查用户身份？

小李：是的，可以通过中间件或装饰器来实现。比如，在获取排行榜前，先验证JWT令牌，并获取当前用户的身份信息。

小明：那我应该怎么修改代码呢？

小李：你可以使用`@jwt_required()`装饰器来确保只有已登录用户才能访问该接口。同时，还可以从令牌中获取用户信息，用于进一步的权限控制。

小明：明白了。那我再加一个接口，只显示当前用户的成绩。

小李：可以这样做：在获取排行榜时，首先验证用户身份，然后根据用户ID筛选数据。

小明：那代码怎么写？

小李：这里是修改后的代码：

    from flask import Flask, jsonify
    from flask_jwt_extended import jwt_required, get_jwt_identity
    from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy

    app = Flask(__name__)
    app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'sqlite:///students.db'
    db = SQLAlchemy(app)

    class Student(db.Model):
        id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
        name = db.Column(db.String(50))
        score = db.Column(db.Integer)

    @app.route('/my-score', methods=['GET'])
    @jwt_required()
    def my_score():
        current_user = get_jwt_identity()
        user = Student.query.filter_by(name=current_user).first()
        if user:
            return jsonify(id=user.id, name=user.name, score=user.score)
        else:
            return jsonify(message="User not found"), 404

    @app.route('/leaderboard', methods=['GET'])
    @jwt_required()
    def leaderboard():
        students = Student.query.order_by(Student.score.desc()).all()
        result = [{"id": s.id, "name": s.name, "score": s.score} for s in students]
        return jsonify(result)

    if __name__ == '__main__':
        app.run(debug=True)
    

小明：这样就实现了只显示当前用户成绩的功能。那如果我要展示更复杂的排行榜，比如按课程、班级、时间等分类呢？

小李：那就需要在数据库中添加更多字段，比如课程名、班级、日期等。然后在查询时加入相应的过滤条件。

小明：明白了。那我得重新设计数据库结构。

小李：是的，数据库设计是基础。合理的设计能提高查询效率，也便于后续扩展。

小明：那现在，我已经有了统一身份认证和排行榜的基本功能。你觉得还有哪些可以优化的地方？

小李：可以考虑增加缓存机制，比如使用Redis来缓存排行榜数据，减少数据库压力。另外，还可以加入分页功能，避免一次性加载太多数据。

小明：嗯，这些确实很重要。那我接下来可以尝试这些优化。

小李：对的，技术就是这样一步步完善的。你现在已经有不错的基础了，继续加油吧！

小明：谢谢你的帮助，小李！

小李：不客气，有问题随时来找我！