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## 小初高数学学习软件 - 代码说明文档
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## 项目概述
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本项目是一个面向小学、初中和高中学生的数学学习软件，提供图形化界面的数学题目练习和测试功能。软件采用JavaFX开发，实现了用户注册、登录、题目生成、在线答题和成绩统计等完整功能。
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## 项目结构
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```
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src/
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├── Main.java # 主程序入口，界面控制器
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├── QuestionGenerator.java # 题目生成器
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├── ExamManager.java # 试卷管理器
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├── User.java # 用户实体类
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└── MailSender.java # 邮件发送器
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```
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## 核心功能模块
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### 1. 用户管理模块
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#### 功能特性
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- **双方式登录**：支持邮箱或用户名登录
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- **用户注册**：邮箱验证、用户名设置（4-10位）
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- **密码管理**：6-10位，必须包含大小写字母和数字
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- **密码修改**：登录状态下可修改密码
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#### 核心代码
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```java
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// 用户验证方法
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private boolean isValidUsername(String username) // 用户名格式验证
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private boolean isValidEmail(String email) // 邮箱格式验证
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private boolean isValidPassword(String password) // 密码强度验证
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```
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### 2. 题目生成模块
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#### 题目难度分级
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**小学题目**
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- 运算符：+、-、*、/
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- 支持括号运算
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- 操作数：1-100
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- 操作数个数：2-5个
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**初中题目**
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- 包含小学所有运算符
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- 新增：平方(^2)、开根号(√)
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- 确保每道题至少包含一个特殊运算符
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**高中题目**
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- 包含初中所有运算符
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- 新增：sin、cos、tan三角函数
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- 确保每道题至少包含一个三角函数
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#### 核心算法
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```java
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public String generateQuestion(String type) // 根据类型生成题目
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public List<String> generateOptions(String answer) // 生成选择题选项
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```
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### 3. 考试管理模块
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#### 功能特性
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- **题目查重**：同一试卷内题目不重复
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- **进度跟踪**：实时显示答题进度
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- **自动评分**：答完后自动计算分数
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- **成绩展示**：显示得分、正确率、详细统计
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#### 核心类
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```java
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public class ExamManager {
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public List<String> generateExam(int numQuestions) // 生成指定数量题目
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}
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```
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### 4. 界面导航流程
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登录界面 → 注册界面 → 难度选择 → 题目数量输入 → 答题界面 → 成绩界面
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↑ ↓
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←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←←
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```
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## 技术实现细节
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### 1. 数据存储
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- 使用内存Map存储用户数据
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- 题目历史记录在Session中维护
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- 符合"不可以使用数据库存储数据"的要求
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### 2. 邮件服务
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- 使用QQ邮箱SMTP服务
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- 异步发送验证码
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- 支持注册验证功能
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### 3. 界面设计
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- 采用JavaFX图形界面
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- 响应式布局设计
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- 友好的用户交互提示
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## 代码规范与架构
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### 1. 类职责分离
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- `Main.java`：界面控制和业务流程
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- `QuestionGenerator.java`：题目生成算法
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- `ExamManager.java`：试卷管理逻辑
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- `User.java`：用户数据模型
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- `MailSender.java`：邮件服务封装
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### 2. 方法设计原则
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- 单一职责原则
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- 方法行数控制在40行以内
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- 清晰的参数和返回值定义
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## 配置要求
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### 运行环境
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- Java 8及以上
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- JavaFX SDK
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- 网络连接（用于邮件发送）
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### 邮箱配置
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在`Main.java`中修改发件邮箱配置：
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```java
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private MailSender mailSender = new MailSender("你的邮箱", "授权码");
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```
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## 功能验证清单
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### ✅ 已实现功能
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- [x] 图形化界面操作
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- [x] 用户注册与邮箱验证
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- [x] 密码强度验证（6-10位，大小写字母+数字）
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- [x] 双方式登录（邮箱/用户名）
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- [x] 密码修改功能
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- [x] 三难度题目生成（小学、初中、高中）
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- [x] 题目数量限制（10-30题）
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- [x] 选择题形式答题
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- [x] 自动评分与成绩展示
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- [x] 继续做题/退出选择
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### ✅ 符合项目要求
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- [x] 不使用数据库存储
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- [x] 所有功能通过图形界面操作
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- [x] 完整的用户流程
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- [x] 题目符合各学段难度要求
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## 使用说明
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1. **首次使用**：点击"前往注册"，设置用户名、邮箱，接收验证码完成注册
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2. **登录系统**：使用邮箱或用户名+密码登录
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3. **选择难度**：根据学习阶段选择小学、初中或高中
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4. **设置题量**：输入10-30之间的题目数量
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5. **开始答题**：逐题作答，系统自动记录进度
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6. **查看成绩**：答题完成后查看详细成绩统计
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7. **继续学习**：可选择继续做题或退出系统
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## 扩展建议
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1. **数据持久化**：添加文件存储避免重启数据丢失
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2. **题目查重优化**：跨会话题目历史记录
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3. **学习进度跟踪**：记录用户历史成绩和进步情况
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4. **错题本功能**：自动收集错题供复习使用
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## 开发者信息
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- **技术栈**：Java + JavaFX
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- **架构模式**：MVC模式
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- **代码规范**：遵循Java编码规范
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- **版本控制**：Git分支管理
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*最后更新：2025年X月X日*# 小初高数学学习软件 - 代码说明文档
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## 项目概述
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