课程作业
课程名称:数据库系统原理
作业次数:作业#5
学号:21281280
姓名:柯劲帆
班级:物联网2101班
指导老师:郝爽
修改日期:2024年5月12日
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[TOC]
# 1. 实验案例描述
本实验我实现的案例是12306系统的用户注册、修改账号信息。
注册需要用户填写：
- **用户名**：设置成功后不可修改
- **登陆密码**：6-20位字母数字或符号
- **确认密码**：须与登陆密码一致
- **姓名**
- **身份证号**：需满足身份证号格式
- **手机号码**：需满足手机号码格式
支持**注销账号**及修改：
- **登陆密码**
- **手机号码**
# 2. 实验过程
## 2.1. 项目架构设计
对于前端，我使用 `B/S架构` 和原生的 `HTML5` + `CSS` + `JavaScript` 代码实现。
对于后端，我使用 `Python` + `Flask`作为Web服务器和应用服务器，并且调用相同服务器中的 `MySQL` 实现任务。
## 2.2. 项目实现
对于前后端的代码实现，请见附件。
配置环境方面，我新建了 `conda` 环境，并使用 `pip` 安装了项目所需依赖，包括 `Flask` 、`PyMySQL` 等。依赖列表我已导出至附件中的 `requirements.txt`。
另外，为了快速启动服务，我编写了启动脚本 `run.sh`，见附件。
最终目录树如下：
```sh
$ tree
.
├── db.sql
├── init_db.py
├── main.py
├── requirements.txt
├── run.sh
├── static
│ ├── css
│ │ └── style.css
│ └── js
│ ├── checkInfo.js
│ └── modify.js
└── templates
├── index.html
├── modify.html
└── signup.html
4 directories, 11 files
```
# 3. 实验结果
## 3.1. 前端
本实现实现了 3 个前端页面：
- 主页
- 注册
- 修改账号信息
### 3.1.1. 主页
主页主要提供 *注册* 和 *修改账号信息* 两个超链接的跳转。
### 3.1.2. 注册页面
该页面将对输入进行如下检查：
- **检查身份证格式**
```javascript
checkInfo.checkCardCode = function() {
let cardCode = document.getElementById('cardCode').value
let regexCardCode = /^([1-6][1-9]|50)\d{4}(18|19|20)\d{2}((0[1-9])|10|11|12)(([0-2][1-9])|10|20|30|31)\d{3}[0-9Xx]$/
if(!regexCardCode.test(cardCode)) {
alert('身份证号格式有误')
return false
}
return true
}
```
如果格式不正确，将弹出警告：
- **检查手机号格式**
```javascript
checkInfo.checkMobileNo = function() {
let mobileNo = document.getElementById('mobileNo').value
let regexMobileNo = /^1[3-9]\d{9}$/
if (!regexMobileNo.test(mobileNo)) {
alert('手机号格式有误')
return false
}
return true
}
```
如果格式不正确，将弹出警告：
- **检查密码格式**
如果格式不正确，将弹出警告：
- **检查确认密码是否与第一次输入的密码匹配**
```javascript
checkInfo.checkPassword = function() {
let password = document.getElementById('password')
let regexPassword = /^[A-Za-z0-9\W_]{6,20}$/
if (!regexPassword.test(password.value)) {
alert("密码须为长度为6-20位字母、数字或符号")
return false
}
let confirmPassword = document.getElementById('confirmPassword')
if (password.value !== confirmPassword.value) {
alert("两次输入的密码不一致")
return false
}
return true
}
```
如果不匹配，将弹出警告：
页面会对密码使用 `md5码` 加密传输至后端（效果见 `3.2.1.2. 注册页面请求处理函数` 部分的数据库查询结果截图）。
```javascript
document.getElementById('encryptedPassword').value = md5(
document.getElementById('password').value
)
```
注册成功后，页面跳转回主页，并弹出注册成功通知：
### 3.1.3. 修改账户信息页面
修改账户信息页面可以选择三种修改方式，通过点击下拉框即可选择：
- 删除账户：
- 修改密码：
- 修改手机号码：
这里使用了 Javasript 代码操作列表的 `display` 属性，从而控制列表项的显示：
```javascript
modify.showModifyPassword = function() {
let modifyType = document.getElementById('modifyType').value
let info = {
modifyPasswordLis: document.getElementsByClassName('modifyPassword'),
modifymobileNoLis: document.getElementsByClassName('modifymobileNo'),
}
// 遍历隐藏所有元素
for (let key in info) {
let elements = info[key];
for (let item of elements) {
item.style.display = 'none'; // 确保所有相关元素被隐藏
}
}
// 根据 modifyType 显示相关元素
if (modifyType === "2") {
for (let item of info.modifyPasswordLis) {
item.style.display = 'block';
}
} else if (modifyType === "3") {
for (let item of info.modifymobileNoLis) {
item.style.display = 'block';
}
}
}
```
上述修改都会在后端检查证件号码和登录密码是否匹配（见后端部分实验结果）。
修改密码将会做密码二次匹配检查、密码格式检查，修改手机号将会做手机号格式化检查。弹出的提示和注册页面提示一样，这里不作赘述。
## 3.2. 后端
### 3.2.1. Flask 框架
Flask 框架负责作为 Web 服务器、应用服务器的实现方式。
我在代码代码中实现了一个函数，用于连接数据库，以便后续获取 cursor 以及关闭连接。
```python
def get_db():
return pymysql.connect(
host='localhost', user='kejingfan',
password='PASSWORD', database='TESTDB'
)
```
对于每一个前端页面，都需要在 Flask 的调用代码中编写一个函数来处理该页面的 GET / POST 请求。
#### 3.2.1.1. 主页请求处理函数
主页目前只有 GET 请求，因此只需要返回 `index.html` 即可。
```python
@app.route("/")
def index():
return render_template("index.html")
```
#### 3.2.1.2. 注册页面请求处理函数
注册页面中，收到 GET 请求，返回 `signup.html` ；
```python
@app.route("/signup.html", methods=('GET', 'POST'))
def signup():
if request.method == 'GET':
return render_template('signup.html')
```
收到 POST 请求，需要处理返回的表单。表单一共有 4 项：`'cardCode', 'name', 'mobileNo', 'encryptedPassword'` 。
```python
if request.method == 'POST':
id = request.form['cardCode']
name = request.form['name']
phone_number = request.form['mobileNo']
password = request.form['encryptedPassword']
db = get_db()
cursor = db.cursor()
```
首先使用身份证号 `'cardCode'` 项，对数据库进行查询，检查用户是否正在重复注册。
若重复注册，弹出：
```python
sql = """
SELECT COUNT(*) FROM passengers \
WHERE ID = %s;
"""
try:
cursor.execute(sql, (id,))
id_exist = cursor.fetchall()[0][0]
except Exception as e:
flash("数据库异常，查询失败")
print(e)
return redirect(url_for('signup'))
if (id_exist != 0):
flash("您已注册过，请勿重复注册")
db.close()
return redirect(url_for('index'))
```
如果没有检索到已注册信息，则插入注册信息：
```python
sql = '''
INSERT INTO passengers (ID, `Name`, Phone_number, `Password`) \
VALUES (%s, %s, %s, %s); \
'''
try:
cursor.execute(sql, (id, name, phone_number, password))
db.commit()
flash("注册成功")
except Exception as e:
db.rollback()
print(e)
flash("数据库异常，注册失败")
db.close()
return redirect(url_for('index'))
```
此时数据库可以查询到：
#### 3.2.1.3. 修改账户信息页面请求处理函数
修改账户信息页面中，收到 GET 请求，返回 `modify.html` ；
```python
@app.route("/modify.html", methods=('GET', 'POST'))
def modify():
if request.method == 'GET':
return render_template('modify.html')
```
收到 POST 请求，需要处理返回的表单。表单一共有 5 项：
`'cardCode', 'encryptedPassword', 'modifyType', ''encryptedNewPassword'', 'mobileNo'` 。
首先需要验证用户是否存在，且密码正确。这里需要做两个查询操作，分别查询 `ID` 的数量以及 `Password` 的值。
将验证过程封装成函数：
```python
def verify_user(cursor:Cursor, id:str, password:str) -> str:
# 检查已有用户
sql = """
SELECT COUNT(*) FROM passengers \
WHERE ID = %s;
"""
try:
cursor.execute(sql, (id,))
id_exist = cursor.fetchall()[0][0]
except Exception as e:
flash("数据库异常，查询失败")
print(e)
return redirect(url_for('signup'))
if (id_exist == 0):
return "NO_USER"
# 检查密码
sql = """
SELECT `Password` FROM passengers \
WHERE ID = %s;
"""
try:
cursor.execute(sql, (id,))
record_password = cursor.fetchall()[0][0]
except Exception as e:
flash("数据库异常，查询失败")
print(e)
return redirect(url_for('modify'))
if (record_password != password):
return "WRONG_PASSWORD"
return "USER_VERIFIED"
```
判断验证结果，作出响应：
```python
id = request.form['cardCode']
password = request.form['encryptedPassword']
db = get_db()
cursor = db.cursor()
verify_info = verify_user(cursor, id, password)
if (verify_info == "NO_USER"):
flash("您未注册过，无法修改账号")
db.close()
return redirect(url_for('signup'))
elif (verify_info == "WRONG_PASSWORD"):
flash("密码错误")
db.close()
return redirect(url_for('modify'))
```
如果用户没有注册：
如果密码错误：
验证通过后，需要根据请求对数据库进行更改。
编写了一个类专门用来处理修改内容、数据库修改指令和提示信息：
```python
class ModifyInfo:
def __init__(self, form:Dict[str, str]):
self.id = form['cardCode']
modifyType = form['modifyType']
self.new_password = form['encryptedNewPassword']
self.phone_number = form['mobileNo']
modifyType2command = {
'1':'delete account',
'2':'modify Password',
'3':'modify Phone_Number'
}
self.sql_dict = {
'delete account': 'DELETE FROM passengers WHERE ID = %s;',
'modify Password': 'UPDATE passengers SET `Password` = %s WHERE ID = %s;',
'modify Phone_Number': 'UPDATE passengers SET Phone_number = %s WHERE ID = %s;'
}
self.sql_args_dict = {
'delete account': (self.id,),
'modify Password': (self.new_password, self.id),
'modify Phone_Number': (self.phone_number, self.id)
}
self.ok_message_dict = {
'delete account': "删除账户成功",
'modify Password': "修改密码成功",
'modify Phone_Number': "修改手机号成功"
}
self.fail_message_dict = {
'delete account': "数据库异常，删除账户失败",
'modify Password': "数据库异常，修改密码失败",
'modify Phone_Number': "数据库异常，修改手机号失败"
}
self.command = modifyType2command[modifyType]
def get_sql(self):
return self.sql_dict[self.command]
def get_args(self):
return self.sql_args_dict[self.command]
def get_ok_message(self):
return self.ok_message_dict[self.command]
def get_fail_message(self):
return self.fail_message_dict[self.command]
```
在处理函数中创建该类对象，并调用该对象方法获取操作参数：
```python
modifyInfo = ModifyInfo(request.form)
try:
cursor.execute(modifyInfo.get_sql(), modifyInfo.get_args())
db.commit()
flash(modifyInfo.get_ok_message())
except Exception as e:
db.rollback()
print(e)
flash(modifyInfo.get_fail_message())
db.close()
return redirect(url_for('index'))
```
修改密码成功后：
修改手机号成功后：
删除账号成功后：
### 3.2.2. 数据库服务器
本实验使用 MySQL 作为数据库。
编写了一个 SQL 脚本和一个 Python 文件用于初始化测试数据库：
```mysql
DROP TABLE IF EXISTS passengers;
CREATE TABLE passengers (
ID BIGINT PRIMARY KEY,
`Name` VARCHAR (255) NOT NULL,
Phone_number BIGINT UNIQUE NOT NULL,
`Password` VARCHAR (255) NOT NULL,
CHECK (ID REGEXP '^\\d{18}$'),
CHECK (Phone_number REGEXP '^\\d{11}$')
);
```
```python
import pymysql
db = pymysql.connect(
host='localhost', user='kejingfan',
password='PASSWORD', database='TESTDB'
)
cursor = db.cursor()
with open('db.sql', 'r') as f:
sql_commands = f.read().split(';')
for command in sql_commands:
if command.strip(): # 确保不执行空命令
cursor.execute(command)
db.close()
```