# 智能複習系統 - 技術規格書 (TSD)

**目標讀者**: 後端開發工程師、系統架構師
**版本**: 1.0
**日期**: 2025-09-25

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## 🏗️ **系統架構**

### **核心服務**
```
┌─────────────────────┐
│   復習記錄 API       │
└─────────┬───────────┘
          │
    ┌─────▼─────┐
    │ 輸入驗證層 │
    └─────┬─────┘
          │
  ┌───────▼────────┐
  │ SpacedRepetition │
  │    Service      │
  │ ┌─────────────┐ │
  │ │ 逾期檢測     │ │
  │ │ 間隔計算     │ │
  │ │ 熟悉度更新   │ │
  │ └─────────────┘ │
  └───────┬────────┘
          │
    ┌─────▼─────┐
    │ 數據持久化 │
    └───────────┘
```

### **關鍵類別設計**

#### **SpacedRepetitionService**
```csharp
public class SpacedRepetitionService
{
    public ReviewResult ProcessReview(ReviewRequest request)
    {
        // 1. 計算逾期天數 (明確時間基準)
        var actualReviewDate = DateTime.Now.Date;  // 復習行為當日
        var overdueDays = (actualReviewDate - request.NextReviewDate.Date).Days;

        // 2. 應用記憶衰減
        var adjustedMastery = ApplyMemoryDecay(request.CurrentMastery, overdueDays);

        // 3. 計算新間隔
        var newInterval = CalculateNewInterval(
            request.CurrentInterval,
            request.IsCorrect,
            request.ConfidenceLevel,
            overdueDays
        );

        // 4. 更新基礎熟悉程度 (存入資料庫)
        var newBaseMastery = CalculateMasteryLevel(
            request.TimesCorrect + (request.IsCorrect ? 1 : 0),
            request.TotalReviews + 1,
            newInterval
        );

        return new ReviewResult
        {
            NewInterval = newInterval,
            NextReviewDate = actualReviewDate.AddDays(newInterval),  // 以復習當日為基準
            BaseMasteryLevel = newBaseMastery,    // 基礎熟悉度
            CurrentMasteryLevel = newBaseMastery, // 剛復習完，兩者相等
            IsOverdue = overdueDays > 0,
            OverdueDays = Math.Max(0, overdueDays)
        };
    }

    /// <summary>
    /// 計算當前熟悉度 (實時計算，不存資料庫)
    /// </summary>
    public int CalculateCurrentMasteryLevel(Flashcard flashcard)
    {
        var daysSinceLastReview = (DateTime.Now.Date - flashcard.LastReviewDate.Date).Days;

        // 如果沒有時間經過，返回基礎熟悉度
        if (daysSinceLastReview <= 0)
            return flashcard.BaseMasteryLevel;

        // 應用記憶衰減
        return ApplyMemoryDecay(flashcard.BaseMasteryLevel, daysSinceLastReview);
    }
}
```

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## 🔌 **API 設計**

### **POST /api/flashcards/{id}/review**

#### **請求格式**
```json
{
  "isCorrect": boolean,
  "confidenceLevel": number,    // 1-5, 翻卡題必須
  "questionType": "flipcard" | "multiple_choice" | "fill_blank"
}
```

#### **響應格式**
```json
{
  "success": true,
  "data": {
    "newInterval": 15,
    "nextReviewDate": "2025-10-10",
    "baseMasteryLevel": 65,       // 基礎熟悉度 (存資料庫)
    "currentMasteryLevel": 65,    // 當前熟悉度 (實時計算)
    "isOverdue": false,
    "overdueDays": 0
  }
}
```

### **GET /api/flashcards/{id}**

#### **響應格式**
```json
{
  "success": true,
  "data": {
    "id": 123,
    "word": "apple",
    "definition": "蘋果",
    "baseMasteryLevel": 75,       // 基礎熟悉度 (資料庫值)
    "currentMasteryLevel": 68,    // 當前熟悉度 (考慮衰減)
    "lastReviewDate": "2025-09-20",
    "nextReviewDate": "2025-10-04",
    "currentInterval": 14,
    "timesCorrect": 8,
    "totalReviews": 10,
    "isOverdue": true,
    "overdueDays": 1
  }
}
```

#### **錯誤響應**
```json
{
  "success": false,
  "error": {
    "code": "VALUE_OUT_OF_RANGE",
    "message": "信心程度必須在 1-5 範圍內",
    "field": "confidenceLevel"
  }
}
```

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## 🛡️ **安全與驗證**

### **輸入驗證規則**
```csharp
public class ReviewRequestValidator : AbstractValidator<ReviewRequest>
{
    public ReviewRequestValidator()
    {
        RuleFor(x => x.IsCorrect).NotNull();

        RuleFor(x => x.ConfidenceLevel)
            .InclusiveBetween(1, 5)
            .When(x => x.QuestionType == "flipcard");

        RuleFor(x => x.QuestionType)
            .Must(BeValidQuestionType)
            .WithMessage("questionType 必須是 flipcard, multiple_choice 或 fill_blank");
    }
}
```

### **錯誤處理策略**
- **4xx 錯誤**: 客戶端輸入錯誤，返回詳細錯誤訊息
- **5xx 錯誤**: 服務器錯誤，記錄日誌並返回通用錯誤訊息
- **資料庫錯誤**: 重試機制，最多3次重試

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## 💾 **資料庫設計**

### **資料表更新**
```sql
-- 現有 Flashcards 表需要的欄位
ALTER TABLE Flashcards ADD COLUMN
    LastReviewDate DATETIME,           -- 上次實際復習日期
    BaseMasteryLevel INT DEFAULT 0,    -- 基礎熟悉度 (上次復習時的值)
    OverdueCount INT DEFAULT 0,        -- 逾期次數統計
    ConsecutiveOverdue INT DEFAULT 0;  -- 連續逾期次數

-- 注意: CurrentMasteryLevel 不存資料庫，透過 API 實時計算
```

### **索引優化**
```sql
-- 提升查詢到期詞卡的性能
CREATE INDEX IX_Flashcards_NextReviewDate
ON Flashcards(NextReviewDate, UserId);

-- 提升逾期統計查詢性能
CREATE INDEX IX_Flashcards_OverdueStats
ON Flashcards(LastReviewDate, NextReviewDate);
```

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## ⚙️ **配置管理**

### **appsettings.json 配置**
```json
{
  "SpacedRepetition": {
    "GrowthFactors": {
      "ShortTerm": 1.8,
      "MediumTerm": 1.4,
      "LongTerm": 1.2,
      "VeryLongTerm": 1.1
    },
    "OverduePenalties": {
      "Light": 0.9,     // 1-3天
      "Medium": 0.75,   // 4-7天
      "Heavy": 0.5,     // 8-30天
      "Extreme": 0.3    // >30天
    },
    "MemoryDecayRate": 0.05,  // 每天5%衰減
    "MaxInterval": 365
  }
}
```

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## 🔍 **監控與日誌**

### **關鍵指標監控**
```csharp
public class ReviewMetrics
{
    [Counter("reviews_processed_total")]
    public static readonly Counter ReviewsProcessed;

    [Histogram("review_calculation_duration_ms")]
    public static readonly Histogram CalculationDuration;

    [Histogram("mastery_calculation_duration_ms")]
    public static readonly Histogram MasteryCalculationDuration;

    [Gauge("overdue_reviews_current")]
    public static readonly Gauge OverdueReviews;

    [Counter("mastery_calculations_total")]
    public static readonly Counter MasteryCalculations;
}
```

### **日誌記錄**
- **INFO**: 正常復習記錄
- **WARN**: 逾期復習、異常參數
- **ERROR**: 計算失敗、資料庫錯誤

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## 🚀 **部署需求**

### **性能要求**
- **API 響應時間**: P95 < 100ms
- **並發處理**: 支援 1000+ 同時用戶
- **資料庫連線**: 連線池最大 50 連線

### **環境配置**
- **.NET 8+** 運行環境
- **SQLite/PostgreSQL** 資料庫
- **Memory/Redis** 緩存 (可選)

### **部署檢查清單**
- [ ] 資料庫遷移腳本執行
- [ ] 配置文件更新
- [ ] 監控指標接入
- [ ] 日誌收集配置
- [ ] 性能測試通過

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**實施時間**: 2-3個工作日
**測試時間**: 1個工作日
**上線影響**: 零停機時間部署