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# 中小学数学卷子自动生成系统文档
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## 注意事项（已经经过终端测试）
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为了方便助教检查，将此注意事项放在最前面：
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- 有关功能中的查重:
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实现了双重查重机制：
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内存级查重 - 当前会话中生成的题目查重
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文件级查重 - 历史生成的所有题目查重
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主要代码在 AbstractQuestionGenerator 类和FileServiceImpl中：
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- 测试时的java-version; java version "23" 2024-09-17
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Java(TM) SE Runtime Environment (build 23+37-2369)
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Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 23+37-2369, mixed mode, sharing)
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- 使用可执行文件:在cmd中运行，如果是在登录时一直出现用户名密码不匹配，可输入chcp 65001（成功运行）；
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- 在powershell中运行，# 设置 .NET 控制台输入/输出编码为 UTF-8；
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[Console]::InputEncoding = [Console]::OutputEncoding = [System.Text.Encoding]::UTF8
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- 运行指令 java -jar 可执行文件
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- 生成的文件（存放的题目）会保存在可执行文件存放的文件夹中的exam_papers文件夹中（若没有会创建该文件夹）；
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- 由于需求文件中有些提示词的连接并不是很流畅，我是尽可能按照提示词来写的；且需求文档的描述并不是特别清晰，在此提出是为了表明某些情况并不是提示信息错误，而是为了合理可能稍作改动；
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- 例如只有输入 切换成XX 但是XX并不是正确选项时才会给出“请输入小学、初中和高中三个选项中的一个”，而输入的文字信息没有关键词 切换为，或者输入的数字范围不对，则会给出其他的提示词，
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## 项目概述
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这是一个中小学数学卷子自动生成系统，支持小学、初中和高中三个难度级别的数学题目生成。系统具有用户认证、题目生成、文件保存和查重等功能。
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## 系统架构
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### 核心类结构
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```
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src/
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├── Main.java # 程序入口和主控制逻辑
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├── 业务接口层/
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│ ├── IAuthService.java # 用户认证服务接口
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│ ├── IFileService.java # 文件服务接口
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│ ├── IQuestionFactory.java # 题目工厂接口
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│ └── IQuestionService.java # 题目服务接口
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├── 业务实现层/
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│ ├── AuthServiceImpl.java # 认证服务实现
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│ ├── FileServiceImpl.java # 文件服务实现
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│ ├── QuestionServiceImpl.java # 题目服务实现
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│ └── QuestionFactory.java # 题目工厂实现
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├── 抽象基类/
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│ └── AbstractQuestionGenerator.java # 题目生成器抽象基类
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├── 实体类/
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│ ├── User.java # 用户实体
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│ └── Question.java # 题目实体
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├── 工具类/
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│ ├── DifficultyLevel.java # 难度等级枚举
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│ └── Validator.java # 输入验证工具
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└── 配置文件/
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├── .gitignore
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├── codeStyleConfig.xml
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├── misc.xml
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├── modules.xml
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└── workspace.xml
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```
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## 核心功能模块说明
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### 1. 用户认证模块 (`IAuthService`)
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**功能**：管理用户登录认证
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**实现类**：`AuthServiceImpl`
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- 预置了三个难度等级的用户账户
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- 小学：张三1/张三2/张三3 (密码：123)
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- 初中：李四1/李四2/李四3 (密码：123)
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- 高中：王五1/王五2/王五3 (密码：123)
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### 2. 题目生成模块 (`IQuestionFactory`)
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**核心类**：
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- `AbstractQuestionGenerator`：题目生成器抽象基类
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- `QuestionFactory`：具体题目生成实现
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**题目生成逻辑**：
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- **小学**：基础四则运算，支持括号
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- **初中**：增加平方和开方运算
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- **高中**：增加三角函数运算
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### 3. 文件服务模块 (`IFileService`)
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**实现类**：`FileServiceImpl`
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- 按用户分目录保存题目文件
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- 支持题目内容查重
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- 文件路径：`./exam_papers/用户名/时间戳.txt`
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### 4. 题目服务模块 (`IQuestionService`)
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**实现类**：`QuestionServiceImpl`
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- 协调题目生成和文件保存
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- 提供完整的题目生成流程
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## 使用指南
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### 启动程序
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```bash
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在idea中运行Main即可，在终端运行可执行文件按照注意事项中提到的方法即可；
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```
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### 操作流程
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1. **登录**：输入用户名和密码（用空格隔开）
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2. **生成题目**：输入题目数量（10-30）
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3. **切换难度**：输入"切换为小学/初中/高中"
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4. **退出用户**：输入"-1"
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### 示例会话
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```
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=== 中小学数学卷子自动生成程序 ===
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请输入用户名和密码（用空格隔开）: 张三1 123
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当前选择为小学出题
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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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20
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题目已生成并保存到: ./exam_papers/张三1/2024-01-01-10-30-45.txt
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生成完成！可以继续生成题目或切换难度
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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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## 技术特点
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### 1. 设计模式应用
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- **工厂模式**：题目生成器工厂
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- **策略模式**：不同难度级别的题目生成策略
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- **依赖注入**：通过构造函数注入依赖
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### 2. 查重机制
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- 内存级查重（当前会话）
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- 文件级查重（历史题目）
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- 避免生成重复题目
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### 3. 异常处理
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- 文件操作异常处理
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- 输入验证机制
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- 备用题目生成策略
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## 配置说明
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### 项目配置
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- **JDK版本**：22
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- **代码风格**：Google Style
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- **输出目录**：`./exam_papers/`
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### 文件结构配置
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```xml
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<!-- misc.xml -->
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<project version="4">
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<component name="ProjectRootManager" version="2" languageLevel="JDK_22" />
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</project>
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```
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