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# 数学试卷生成器 (Math Exam Generator)
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## 项目概述
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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。
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## 项目结构
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MathExamGenerator/
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├── MathExamGenerator.java # 主程序文件
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└── exams/ # 生成的试卷存储目录
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├── zhangsan1/ # 用户个人目录
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└── ...
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```
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## 核心类说明
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### 1. User类
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用户信息管理类，存储用户名、密码和用户类型。
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### 2. QuestionGenerator抽象类
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题目生成器的基类，定义了生成题目的通用方法。
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### 3. 具体题目生成器
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- **PrimaryQuestionGenerator**: 小学题目生成器（包含括号运算）
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- **JuniorQuestionGenerator**: 初中题目生成器（包含平方和开方运算）
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- **SeniorQuestionGenerator**: 高中题目生成器（包含三角函数运算）
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### 4. AuthenticationManager类
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用户认证管理，验证用户名和密码。
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### 5. FileManager类
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文件管理功能，包括题目保存和重复检查。
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### 6. MathExamGenerator主类
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程序入口，处理用户交互和流程控制。
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## 编译说明
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### 重要：编译时明确指定使用UTF-8编码
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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。
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#### Windows系统编译命令：
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```cmd
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javac -encoding UTF-8 MathExamGenerator.java
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```
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#### Linux/Mac系统编译命令：
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```bash
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javac -encoding UTF-8 MathExamGenerator.java
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```
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#### 运行程序：
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```cmd
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java MathExamGenerator
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```
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## 功能特性
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### 用户认证系统
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- 预置9个测试账户（小学、初中、高中各3个）
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- 用户名格式：张三1/李四1/王五1，密码：123
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- 支持用户登录和退出
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### 题目生成功能
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- **小学**: 2-4个操作数，可能包含括号
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- **初中**: 包含平方(^2)和开方(√)运算
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- **高中**: 包含三角函数(sin/cos/tan)运算
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### 智能去重
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- 检查当前会话中的重复题目
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- 检查历史文件中的重复题目
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- 最大尝试次数限制，避免无限循环
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### 文件管理
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- 按用户分目录存储试卷
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- 使用时间戳命名文件
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- 支持GBK编码保存（适合中文Windows环境）
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## 使用方法
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### 1. 登录系统
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```
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请输入用户名和密码（用空格隔开）:
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张三1 123
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当前选择为小学出题
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```
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### 2. 生成题目
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```
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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）:
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15
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题目已保存到: exams/张三1/2024-01-20-14-30-25.txt
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```
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### 3. 切换题目类型
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```
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切换为初中
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准备生成初中数学题目，请输入生成题目数量
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```
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### 4. 退出登录
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```
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输入-1将退出当前用户，重新登录
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```
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## 预置账户
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| 用户类型 | 用户名 | 密码 | 说明 |
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|---------|--------|------|------|
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| 小学 | 张三1, 张三2, 张三3 | 123 | 生成小学题目 |
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| 初中 | 李四1, 李四2, 李四3 | 123 | 生成初中题目 |
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| 高中 | 王五1, 王五2, 王五3 | 123 | 生成高中题目 |
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## 生成的题目示例
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### 小学题目
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1. 45 + (23 - 7)
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2. 89 / 4 * 15
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### 初中题目
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```
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1. 34 + 56^2 - √78
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2. √25 * 16 + 9^2
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```
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### 高中题目
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```
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1. 45 + sin(30) * 67
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2. cos(45) - 23 / tan(60)
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## 技术特点
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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
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2. **异常处理**: 完善的输入验证和错误处理
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3. **文件操作**: 安全的文件读写操作，避免资源泄漏
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4. **编码处理**: 正确处理中文字符编码问题
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5. **用户体验**: 友好的命令行交互界面
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## 注意事项
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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）
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2. **文件权限**: 确保程序有权限创建exams目录和文件
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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
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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
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## 扩展建议
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1. 可以添加题目难度分级
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2. 支持自定义题目模板
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3. 添加题目答案生成和验证
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4. 支持更多数学运算和函数
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5. 添加图形界面版本
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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。 |
