# 中小学数学卷子自动生成程序

## 项目简介
本项目提供一个命令行工具，为小学、初中和高中三个难度层级的教师批量生成数学试题。程序支持账号登录、难度切换、去重出题与试卷归档，便于教师快速准备不同难度的练习卷。

## 核心特性
- 登录鉴权：内置九个教师账号，登录后自动匹配题目难度。
- 统一接口：`QuestionGenerator` 接口抽象题目生成行为，三种学段实现类分别负责小学、初中、高中题目生成，便于扩展新的学段。
- 去重出题：`QuestionGenerationService` 在题目生成前加载账号历史题库，并在生成过程中对照 `Set<String>` 做查重，确保同一账号生成的题目不重复。
- 多轮出题：同一账号可在一次登录会话中多次生成试题，历史集合会随着新题目更新，避免再生成到旧题。
- 结果持久化：`QuestionStorageService` 以 `generated_questions/<用户名>/` 为根目录，按时间戳创建 `YYYY-MM-DD-HH-mm-ss.txt` 文件保存题目，格式包含题号与空行。
- 难度切换：输入 `切换为小学|初中|高中` 即可在登录状态下转换出题难度。

## 运行指南
首先确保您当前电脑正确配置 java 环境并且要求 JDK 版本在 21 及以上
进入可执行 jar 包 smarthomework.jar 所在的目录

- **macOS (zsh)**  
  ```bash
  java -jar smarthomework.jar
  ```

- **Linux (Bash/zsh)**  
  ```bash
  java -jar smarthomework.jar
  ```

- **Windows 命令提示符 (CMD)**  
  1. 打开 CMD，切换编码并锁定 UTF-8：
     ```cmd
     chcp 65001
     set JAVA_TOOL_OPTIONS=-Dfile.encoding=UTF-8
     ```
  2. 进入项目根目录并运行应用：
     ```cmd
     java -jar smarthomework.jar
     ```

- **Windows PowerShell**  
  ```powershell
  [Console]::OutputEncoding = [System.Text.Encoding]::UTF8
  [Console]::InputEncoding = [System.Text.Encoding]::UTF8
  $env:JAVA_TOOL_OPTIONS = '-Dfile.encoding=UTF-8'
  java -jar smarthomework.jar
  ```

登录后按提示输入“用户名 密码”（空格分隔），示例：`张三1 123`。随后根据提示输入题目数量（10-30 之间）生成试卷，或输入 `切换为小学|初中|高中` 调整难度，输入 `-1` 退出当前账号。程序会在 `generated_questions/<用户名>/` 目录下生成文本文件，可重复登录查看或继续生成。

## 模块结构概览
- `com.personalproject.MathExamApplication`：程序入口，负责登录流程、命令解析与服务编排。
- `com.personalproject.auth`：账户仓库与账号模型，封装登录验证逻辑。
- `com.personalproject.generator`：题目生成接口与各学段实现。
- `com.personalproject.service.QuestionGenerationService`：批量生成题目、查重与尝试次数控制。
- `com.personalproject.storage.QuestionStorageService`：题目读取、去重资源加载与结果落盘。
- `com.personalproject.model.DifficultyLevel`：难度枚举，提供展示名称与解析能力。

## 查重原理
1. 登录成功后，应用调用 `QuestionStorageService.loadExistingQuestions(username)`，读取该账号历史文件，去除题号后存入集合。
2. 生成新题目时，`QuestionGenerationService.generateUniqueQuestions` 会在每次生成后检查：
   - 是否出现在历史集合；
   - 是否在当前批次已出现。
   不满足条件的题目将被丢弃并重新生成，最多尝试 10,000 次。
3. 成功生成题目后，应用写入文件并将新题加入历史集合，确保后续批次继续去重。

## 目录结构
```
src/                    Java 源码（遵循 Google Java Style）
doc/README.md           项目说明文档
generated_questions/    程序运行后生成的题目文件夹
```