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日式游戏风格的全站成就系统设计：代码注册指标、后台配置条件、 判题后异步判定、前端奖杯馆。与现有题单奖章分层共存。 Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>
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# 成就系统设计
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日期：2026-08-03
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涉及仓库：`OnlineJudge`（后端）、`ojnext`（前端）
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## 目标
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给 OJ 加一套日式游戏风格的成就（トロフィー）系统，同时服务两个目的：
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1. **激励学生持续刷题** —— 累积型成就，人人拿得到，靠进度条产生拉动力
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2. **满足收集欲** —— 隐藏型成就，条件奇葩，靠打码和稀有度产生惊喜
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成就是纯荣誉，不发放任何可消费的奖励（积分、道具、权限），不接入经济系统。
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## 核心设计取舍
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| 决策 | 选择 | 理由 |
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|---|---|---|
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| 规则定义位置 | 数据库可配 | 加成就不用部署 |
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| 奇葩条件怎么办 | 代码注册**指标**，后台组合**条件** | 可配性和表达力的折中，见下文 |
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| 判定时机 | 判题完成后异步（dramatiq） | 不阻塞、不拖累判题链路 |
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| 指标数据来源 | 用户指标快照表 `UserStat` | 判定 O(1)，与"后台可配"形状对齐 |
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| 一条成就的条件数 | 单条件 | 避免把后台做成规则引擎，复合需求用复合指标解决 |
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| 与现有题单奖章的关系 | 分层共存 | 作用域不同，共享展示层和通知通道 |
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### 关于"可配性"的边界
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这是整个设计的关键，必须对齐认知：
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| | 定义在哪 | 改动成本 |
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|---|---|---|
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| **能测量什么**（指标） | 代码 `achievement/metrics.py` | 写代码 + 部署 + 跑一次 recompute |
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| **多少算达成、叫什么、藏不藏** | 后台表单 | 纯配置，即时生效 |
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- 「凌晨提交 10 次 → 夜猫子」和「凌晨提交 100 次 → 生活作息已崩坏」是两条成就、同一个指标，纯后台加
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- 「代码里写了 goto」是新维度，必须改代码
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推论：**初始指标清单要一次性铺宽**，铺够之后很长一段时间只需要在后台配置。
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### 与现有题单奖章（ProblemSetBadge）的关系
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`problemset/` 已存在一套奖章系统：
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| | 题单奖章 | 成就 |
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|---|---|---|
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| 作用域 | 绑定单个题单（`problemset` FK） | 全站 |
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| 条件 | 3 种，限于该题单进度内 | 任意注册指标 |
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| 触发 | 同步，`ProblemSetProgress` 更新时 | 判题后异步 |
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| 生命周期 | 随题单删除而删除 | 独立 |
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**采取分层共存**，概念上区分：奖章 = 关卡奖励（题单内），成就 = 奖杯（全站累积）。
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两套模型各自保留，共享三样东西：
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1. **解锁通知通道** —— 奖章现在是静默入库的，学生不知道自己拿到了；接入后终于有反馈
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2. **奖杯馆页面** —— 奖章作为其中一个分区，按题单分组展示
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3. **咬合点** —— `badge_count`（已获奖章数）、`problemset_completed`（完成题单数）成为成就的普通指标，于是可以配出「收集 10 枚奖章」这类**元成就**
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顺带修复现有 `problemset/views/oj.py:_check_badges()` 的两个缺陷：
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- 循环内逐条 `exists()` 查询（N+1）→ 改为一次查询取全部候选
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- `UserBadge.objects.create()` 未用 `get_or_create` → 并发重复提交会撞 unique constraint 抛异常
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## 数据模型
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新建 Django app `achievement/`，沿用项目现有结构（`models.py` / `serializers.py` / `views/{oj,admin}.py` / `urls/{oj,admin}.py`）。
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### Achievement — 成就定义（管理员可配）
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| 字段 | 类型 | 说明 |
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|---|---|---|
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| `name` | TextField | 成就名称 |
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| `description` | TextField | 成就描述 |
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| `icon` | TextField | emoji 或图标 URL |
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| `rarity` | TextField(choices) | `bronze` / `silver` / `gold` / `platinum` |
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| `hidden` | BooleanField | 隐藏成就：未解锁时前端显示 `???` 且描述打码 |
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| `metric` | TextField(choices) | 指标名，choices 由代码注册表动态提供 |
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| `operator` | TextField(choices) | `gte` / `lte` / `eq` |
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| `threshold` | IntegerField | 阈值 |
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| `visible` | BooleanField | 是否上架；下架的不参与判定也不展示 |
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| `unlock_count` | IntegerField | 已解锁人数计数器，解锁时 `F()+1` |
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| `order` | IntegerField | 排序 |
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| `create_time` | DateTimeField | |
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**一条成就 = 一个条件**，不支持 AND/OR 组合。理由：组合条件会把后台变成小型规则编辑器，而「AC 100 题且连续登录 30 天」这类需求，注册一个复合指标（约 20 行 Python）远比做通用规则引擎便宜。真需要了再加。
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**阶梯成就**（AC 10 / 50 / 100）就是三条同 `metric` 不同 `threshold` 的记录，前端按 `metric` 自动归组成系列，不需要额外字段。
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`operator` 需要 `lte` 是因为存在「最短 AC 代码 ≤ 50 字符」这类成就。
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### UserStat — 指标快照
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```
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user OneToOneField(User)
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metrics JSONField # {"accepted_count": 42, "midnight_submissions": 3, ...}
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update_time DateTimeField
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```
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所有指标存一个 JSONB，不开固定列 —— 加新指标零迁移。
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**不复用 `UserProfile.accepted_number` / `submission_number`。** `UserStat` 是成就系统唯一的指标源，口径自己闭环，避免两处计数器互相漂移。
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### UserAchievement — 解锁记录
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```
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user ForeignKey(User)
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achievement ForeignKey(Achievement)
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unlock_time DateTimeField
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backfilled BooleanField # 见"历史数据补发"
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unique_together (user, achievement)
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index (user, -unlock_time)
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```
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全站获得率不实时聚合，读 `Achievement.unlock_count / 分母`。
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**分母定义**：`User.objects.filter(is_disabled=False).count()`，Redis 缓存 1 小时。不用"有过提交的用户数"之类的动态口径 —— 分母会随时间波动，导致同一个成就的获得率忽高忽低，学生会觉得是 bug。
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## 指标注册表
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`achievement/metrics.py`，key → 指标类的注册表。管理员后台 `metric` 下拉框的选项即这张表的 key 列表。
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每个指标实现两个方法：
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```python
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@metric("midnight_submissions", "凌晨提交次数", "0:00–5:00 之间的提交")
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class MidnightSubmissions:
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def on_submission(self, metrics, sub, ctx):
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"""增量：判题后原地更新 metrics dict"""
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if 0 <= timezone.localtime(sub.create_time).hour < 5:
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metrics["midnight_submissions"] += 1
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def recompute(self, user):
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"""全量：backfill / 口径变更 / 兜底重算"""
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return Submission.objects.filter(user_id=user.id, ...).count()
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```
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`recompute` 是安全网：加新指标、改口径、怀疑数据漂移时，一条管理命令全站重算，不依赖增量逻辑的历史正确性。
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`ctx` 是每次判题预先查好一次的共享上下文（这道题此前提交次数、是否首次 AC、今天已 AC 题数等），所有指标复用，避免各自查库。
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### 极小值型指标的初始值陷阱
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`min_ac_code_chars` 这类"越小越好"的指标不能初始化为 `0`，否则「最短 AC 代码 ≤ 50 字符」对**从未 AC 过的新用户**恒成立（`0 <= 50`），注册当天就白送一个白金奖杯。
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规则：**指标未产生过有效值时，key 在 `metrics` 中不存在**（而非置 0）。判定第 6 步遇到 `metric` 不在 `metrics` 里的成就直接跳过。
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这条对所有指标统一适用，累积型指标（缺失即视为未达标）行为不变，极小值型指标由此被正确保护。前端进度条同理：指标缺失时显示 `0 / N` 而不是拿缺失值参与计算。
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### 初始指标清单
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**累积型**（养习惯，人人可得）
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| key | 含义 |
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|---|---|
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| `accepted_count` | 去重 AC 题目数 |
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| `submission_count` | 提交总数 |
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| `max_ac_streak_days` | 最长连续 AC 天数 |
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| `active_days` | 有提交的累计天数 |
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| `languages_used` | 用过的语言种类数 |
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| `contest_joined` | 参加过的比赛数 |
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| `badge_count` | 获得的题单奖章数 |
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| `problemset_completed` | 完成的题单数 |
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**隐藏型**（收集癖，奇葩维度）
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| key | 含义 |
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|---|---|
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| `first_try_ac_count` | 一发入魂：首次提交即 AC 的次数 |
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| `midnight_submissions` | 0:00–5:00 的提交次数 |
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| `compile_error_count` | 编译错误累计次数 |
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| `max_wa_before_ac` | 屡败屡战：单题失败最多次后终于通过 |
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| `max_ac_in_one_day` | 单日最多 AC 题数 |
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| `min_ac_code_chars` | 最短 AC 代码字符数（配 `lte`） |
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| `max_code_lines` | 最长代码行数 |
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## 判定流程
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判题完成后（`judge/` 现有链路末端）投递 dramatiq 任务：
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```
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check_achievements(user_id, submission_id)
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1. select_for_update 取 UserStat（无则建）
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2. 预查一次 ctx
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3. 遍历注册表，各指标增量更新 metrics JSONB
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4. 保存 UserStat
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5. 一次查询取出：visible=True 且该用户尚未解锁的全部 Achievement
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6. 内存中比对 metric / operator / threshold —— 零额外查询
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7. bulk_create UserAchievement(ignore_conflicts=True)
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8. F() 批量 +1 unlock_count
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9. WebSocket 推送新解锁列表
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```
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第 5 步一次取全部候选、第 6 步纯内存比对，是刻意与现有 `_check_badges()` 逐条查询相反的写法。整个任务对一次判题只多 3~4 条 SQL。
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**任务内异常全部捕获并记日志** —— 成就算错绝不能影响判题结果，这也是选异步的意义。
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第 9 步的推送封装为 `achievement/notify.py` 中的独立函数，题单奖章解锁时也调用它。
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## 前端：奖杯馆
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新页面 `ojnext/src/oj/achievement/index.vue`，路由 `/achievement?name=xxx`（不传 = 自己），与现有 `/user?name=xxx` 约定一致，公开查看他人成就天然成立。路由 meta 保持 `requiresAuth: true`，与 `/user` 一致。
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### 页面结构
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1. **顶部总览条** —— 总完成度大字百分比，右侧四档稀有度计数（`🥉 12/20 🥈 5/15 🥇 2/10 💎 0/1`）。白金档留给「全收集」类成就。
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2. **成就网格**，三种视觉状态：
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| 状态 | 显示内容 |
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|---|---|
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| 已解锁 | 彩色图标、名称、描述、解锁日期、全站获得率（「仅 3.2% 的人获得」） |
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| 未解锁·公开 | 灰度图标、描述可见、进度条（42/100） |
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| 未解锁·隐藏 | 剪影/问号、名称 `???`、描述打码，仅露稀有度 |
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3. **分区 tab**：全部 / 已获得 / 未获得 / 题单奖章。最后一个 tab 按题单分组，复用现有 `getUserBadges`。
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日式味道来自三个细节：**进度条**（未解锁也看得见离目标多远，拉动力来源）、**获得率**（炫耀的硬通货）、**隐藏成就打码**（收集欲来源）。获得率低于 5% 的自动加稀有闪光边框。
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### 解锁弹窗
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`AchievementToast.vue`，复用 `shared/composables/websocket`：
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- 右下角滑入、奖杯光效、3 秒淡出
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- 多个同时解锁**排队依次弹出**，不重叠堆积
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- 题单奖章解锁复用同一组件
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### 炫耀入口
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- `oj/user/index.vue` 个人主页加成就摘要区：最近 5 枚 + 完成度 + 跳转奖杯馆
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- `oj/rank/list.vue` 排行榜每行挂最稀有的 1–2 枚徽章
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## 历史数据补发
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老用户已积累数百次 AC，上线当天必须补发，否则成就系统对现有用户是空的。
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**`python manage.py recompute_achievements [--user <id>] [--silent]`**
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遍历用户 → 对每个指标调 `recompute()` 重建 `UserStat` → 判定 → `bulk_create`。
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### 补发不伪造解锁时间
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`UserAchievement.backfilled` 为 `True` 的记录，前端不显示具体日期，只显示「已获得」。把数百条历史成就全盖上上线当天的时间戳，会让「最近获得」板块从第一天起就失去意义。
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### 首次上线使用 `--silent`
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不推送通知 —— 学生一登录被 30 个奖杯糊脸是灾难。改为个人主页顶部一条一次性提示：「成就系统上线了，你已解锁 23 个成就 →」。
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`--silent` 是开关而非硬编码：以后加了新指标再跑重算时应当正常推送。
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### 阈值下调的补发
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管理员把阈值从 100 调到 50 时，已达标的老用户不会自动解锁（判定只在判题时发生）。解法：`Achievement` 保存时若为新建或阈值降低，触发一个只扫这一条成就的 dramatiq 任务。
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**实现陷阱**：用 JSONB 筛选达标用户时，`UserStat.objects.filter(metrics__accepted_count__gte=50)` 在 Django JSONField 上走的是 **JSON 值比较**，数字按字符串序比较（`"9" > "50"`），结果错误。必须显式 cast：
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```python
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from django.db.models.functions import Cast
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from django.db.models.fields.json import KeyTextTransform
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UserStat.objects.annotate(
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v=Cast(KeyTextTransform("accepted_count", "metrics"), IntegerField())
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).filter(v__gte=50)
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```
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## API
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### 用户侧（`achievement/urls/oj.py`）
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| 路径 | 说明 |
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|---|---|
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| `GET /api/achievements?name=<username>` | 奖杯馆数据：全部成就定义 + 该用户解锁状态 + 进度值 + 获得率。隐藏且未解锁的成就，`name`/`description` 在序列化层就替换为占位符，不下发真实内容 |
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| `GET /api/achievements/summary?name=<username>` | 个人主页摘要：完成度、各稀有度计数、最近 5 枚 |
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### 管理侧（`achievement/urls/admin.py`）
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| 路径 | 说明 |
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|---|---|
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| `GET/POST/PUT/DELETE /api/admin/achievement` | 成就 CRUD |
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| `GET /api/admin/achievement/metrics` | 可用指标列表（key + 中文名 + 说明），供后台下拉框 |
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管理列表页必须显示每条成就的 `unlock_count` —— 阈值配错（手滑写成 10000）时学生永远拿不到也永远不会来问，这个计数器是唯一的仪表盘。配置一周后仍为 0，多半是配错而非太难。
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## 不做的事（YAGNI）
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- 成就不发放任何可消费奖励，不接积分/道具/权限体系
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- 不做 AND/OR 组合条件
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- 不做成就的用户自定义展示顺序、不做「佩戴徽章」
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- 不做事件流表（`AchievementEvent`）
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- 不做定时全量兜底扫描（`recompute_achievements` 手动跑即可）
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