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软件2302班_杨逸轩_个人项目 - 中小学数学卷子自动生成程序

一、项目概览

本项目是一个命令行程序，旨在为小学、初中、高中不同年级的用户自动生成数学试卷。程序实现了用户登录、根据账户类型生成指定数量的题目、题目查重、以及按用户账户保存卷子等核心功能。所有账户信息和已生成题目都通过一个轻量级的 SQLite 数据库进行持久化管理，确保数据的稳定性和查重的高效性。

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二、核心功能

• 用户认证与退出: 程序通过命令行接收用户名和密码。除了标准的登录流程，用户还可以在登录界面输入 -2 随时退出程序。
• 智能题目生成:
  • 小学: 题目只包含 + - * / 和 ()，并内置了鲁棒的校验逻辑，确保答案为非负整数，且不会出现除零错误。
  • 初中/高中: 题目操作数范围调整为 1-5。如果只有一个操作数，程序会直接对其进行开方、平方或三角函数运算，而不是生成带 + - * / 的表达式。
• 高效题目查重: 所有老师（用户）已生成的题目都会被记录到中央数据库中。每次生成新题目时，程序会查询该用户的历史题目，确保不会生成重复的题目。
• 命令行交互: 用户可以通过输入 -1 退出当前账户，或使用“切换为 XX”（注意切换为后有一个空格）命令来切换题目类型，程序会进行严格的格式校验。
• 文件保存: 自动生成的试卷会保存在 papers/<用户名>/ 目录下，并以 年-月-日-时-分-秒.txt 的格式命名。

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三、项目目录结构

个人项目/

├── src/

│ ├── main.py # 程序主入口和命令行交互逻辑

│ └── questions.py # 题目生成模块

├── doc/

│ └── README.md # 项目说明文档

└── papers/ # 自动生成的试卷保存目录 (无需提交该目录)

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四、运行环境与安装

• 运行环境: Python 3.8 或更高版本。
• 依赖: 本项目仅使用 Python 标准库，无需安装任何额外依赖。
• 启动: 在终端中，进入 src 目录的上层，执行以下命令即可启动程序： python3 src/main.py 或 python src/main.py

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五、使用说明（交互流程）

1. 启动程序：运行上述命令后，程序将自动初始化数据库并提示登录。
2. 登录：输入用户名和密码，例如：张三1 123，或输入 -2 退出。
3. 生成题目：登录成功后，输入 10-30 之间的整数来指定题目数量。
4. 切换类型：在登录状态下，输入 切换为 初中 或 切换为 高中 来更改题目类型。
5. 退出登录：输入 -1 即可退出当前账户，返回登录界面。

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六、说明与优化

本项目在开发过程中，为了提升程序的鲁棒性和易用性，对部分需求进行了优化：

• 查重机制: 采用 SQLite 数据库进行集中式查重，相比于通过读取文件进行查重，此方法更为高效、可靠，且不受文件误删等影响。
• 题目生成: 初中和高中题目新增了对单操作数表达式的生成，使其更符合实际教学场景。
• 代码解耦: 重构了题目生成模块，将不同难度的题目生成逻辑封装在各自的类中。使得代码职责更清晰，易于维护和扩展。例如，未来如果需要添加“大学”级别的题目，只需新增一个 UniversityQuestionGenerator 类，而无需修改现有代码。