# 数学试卷生成器 (Math Exam Generator)

## 项目概述

这是一个基于Java的中小学数学试卷自动生成程序，支持小学、初中和高中三个不同难度级别的数学题目生成。程序包含用户认证、题目生成、文件管理等功能。

## 项目结构

```
MathExamGenerator/
├── MathExamGenerator.java    # 主程序文件
└── exams/                    # 生成的试卷存储目录
    ├── zhangsan1/           # 用户个人目录
    └── ...
```

## 核心类说明

### 1. User类
用户信息管理类，存储用户名、密码和用户类型。

### 2. QuestionGenerator抽象类
题目生成器的基类，定义了生成题目的通用方法。

### 3. 具体题目生成器
- **PrimaryQuestionGenerator**: 小学题目生成器（包含括号运算）
- **JuniorQuestionGenerator**: 初中题目生成器（包含平方和开方运算）
- **SeniorQuestionGenerator**: 高中题目生成器（包含三角函数运算）

### 4. AuthenticationManager类
用户认证管理，验证用户名和密码。

### 5. FileManager类
文件管理功能，包括题目保存和重复检查。

### 6. MathExamGenerator主类
程序入口，处理用户交互和流程控制。

## 编译说明

### 重要：编译时明确指定使用UTF-8编码

由于源代码中包含中文字符，在编译时必须指定UTF-8编码，否则会出现编码错误。

#### Windows系统编译命令：
```cmd
javac -encoding UTF-8 MathExamGenerator.java
```

#### Linux/Mac系统编译命令：
```bash
javac -encoding UTF-8 MathExamGenerator.java
```

#### 运行程序：
```cmd
java MathExamGenerator
```


## 功能特性

### 用户认证系统
- 预置9个测试账户（小学、初中、高中各3个）
- 用户名格式：张三1/李四1/王五1，密码：123
- 支持用户登录和退出

### 题目生成功能
- **小学**: 2-4个操作数，可能包含括号
- **初中**: 包含平方(^2)和开方(√)运算
- **高中**: 包含三角函数(sin/cos/tan)运算

### 智能去重
- 检查当前会话中的重复题目
- 检查历史文件中的重复题目
- 最大尝试次数限制，避免无限循环

### 文件管理
- 按用户分目录存储试卷
- 使用时间戳命名文件
- 支持GBK编码保存（适合中文Windows环境）

## 使用方法

### 1. 登录系统
```
请输入用户名和密码（用空格隔开）:
张三1 123
当前选择为小学出题
```

### 2. 生成题目
```
准备生成小学数学题目，请输入生成题目数量（输入-1将退出当前用户，重新登录）:
15
题目已保存到: exams/张三1/2024-01-20-14-30-25.txt
```

### 3. 切换题目类型
```
切换为初中
准备生成初中数学题目，请输入生成题目数量
```

### 4. 退出登录
```
输入-1将退出当前用户，重新登录
```

## 预置账户

| 用户类型 | 用户名 | 密码 | 说明 |
|---------|--------|------|------|
| 小学 | 张三1, 张三2, 张三3 | 123 | 生成小学题目 |
| 初中 | 李四1, 李四2, 李四3 | 123 | 生成初中题目 |
| 高中 | 王五1, 王五2, 王五3 | 123 | 生成高中题目 |

## 生成的题目示例

### 小学题目
```
1. 45 + (23 - 7)
2. 89 / 4 * 15
```

### 初中题目
```
1. 34 + 56^2 - √78
2. √25 * 16 + 9^2
```

### 高中题目
```
1. 45 + sin(30) * 67
2. cos(45) - 23 / tan(60)
```

## 技术特点

1. **面向对象设计**: 使用继承和多态实现不同难度的题目生成
2. **异常处理**: 完善的输入验证和错误处理
3. **文件操作**: 安全的文件读写操作，避免资源泄漏
4. **编码处理**: 正确处理中文字符编码问题
5. **用户体验**: 友好的命令行交互界面

## 注意事项

1. **编码一致性**: 确保编辑器和编译环境使用相同的编码（推荐UTF-8）
2. **文件权限**: 确保程序有权限创建exams目录和文件
3. **输入验证**: 程序对用户输入进行了基本验证，但建议输入符合要求的数值
4. **性能考虑**: 题目数量较多时，去重检查可能较慢，但设置了最大尝试次数限制

## 扩展建议

1. 可以添加题目难度分级
2. 支持自定义题目模板
3. 添加题目答案生成和验证
4. 支持更多数学运算和函数
5. 添加图形界面版本

这个程序是一个完整的数学试卷生成解决方案，具有良好的可扩展性和维护性。