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中小学数学卷子自动生成系统文档

注意事项（已经经过终端测试）

为了方便助教检查，将此注意事项放在最前面：

• 有关功能中的查重:

实现了双重查重机制：

内存级查重 - 当前会话中生成的题目查重 文件级查重 - 历史生成的所有题目查重 主要代码在 AbstractQuestionGenerator 类和FileServiceImpl中：

• 测试时的java-version; java version "23" 2024-09-17 Java(TM) SE Runtime Environment (build 23+37-2369) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 23+37-2369, mixed mode, sharing)
• 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）；
• 在powershell中运行，# 设置 .NET 控制台输入/输出编码为 UTF-8； [Console]::InputEncoding = [Console]::OutputEncoding = [System.Text.Encoding]::UTF8
• 运行指令 java -jar 可执行文件
• 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）；
• 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；
• 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，

项目概述

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。

系统架构

核心类结构

src/
├── Main.java                    # 程序入口和主控制逻辑
├── 业务接口层/
│   ├── IAuthService.java        # 用户认证服务接口
│   ├── IFileService.java        # 文件服务接口
│   ├── IQuestionFactory.java    # 题目工厂接口
│   └── IQuestionService.java    # 题目服务接口
├── 业务实现层/
│   ├── AuthServiceImpl.java     # 认证服务实现
│   ├── FileServiceImpl.java     # 文件服务实现
│   ├── QuestionServiceImpl.java # 题目服务实现
│   └── QuestionFactory.java     # 题目工厂实现
├── 抽象基类/
│   └── AbstractQuestionGenerator.java # 题目生成器抽象基类
├── 实体类/
│   ├── User.java                # 用户实体
│   └── Question.java            # 题目实体
├── 工具类/
│   ├── DifficultyLevel.java     # 难度等级枚举
│   └── Validator.java           # 输入验证工具
└── 配置文件/
    ├── .gitignore
    ├── codeStyleConfig.xml
    ├── misc.xml
    ├── modules.xml
    └── workspace.xml

核心功能模块说明

1. 用户认证模块 (IAuthService)

功能：管理用户登录认证

实现类：AuthServiceImpl

• 预置了三个难度等级的用户账户
• 小学：张三1/张三2/张三3 (密码：123)
• 初中：李四1/李四2/李四3 (密码：123)
• 高中：王五1/王五2/王五3 (密码：123)

2. 题目生成模块 (IQuestionFactory)

核心类：

• AbstractQuestionGenerator：题目生成器抽象基类
• QuestionFactory：具体题目生成实现

题目生成逻辑：

• 小学：基础四则运算，支持括号
• 初中：增加平方和开方运算
• 高中：增加三角函数运算

3. 文件服务模块 (IFileService)

实现类：FileServiceImpl

• 按用户分目录保存题目文件
• 支持题目内容查重
• 文件路径：./exam_papers/用户名/时间戳.txt

4. 题目服务模块 (IQuestionService)

实现类：QuestionServiceImpl

• 协调题目生成和文件保存
• 提供完整的题目生成流程

使用指南

启动程序

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；

操作流程

1. 登录：输入用户名和密码（用空格隔开）
2. 生成题目：输入题目数量（10-30）
3. 切换难度：输入"切换为小学/初中/高中"
4. 退出用户：输入"-1"

示例会话

=== 中小学数学卷子自动生成程序 ===
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
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）
20
题目已生成并保存到: ./exam_papers/张三1/2024-01-01-10-30-45.txt
生成完成！可以继续生成题目或切换难度
切换为初中
准备生成初中数学题目，请输入生成题目数量

技术特点

1. 设计模式应用

• 工厂模式：题目生成器工厂
• 策略模式：不同难度级别的题目生成策略
• 依赖注入：通过构造函数注入依赖

2. 查重机制

• 内存级查重（当前会话）
• 文件级查重（历史题目）
• 避免生成重复题目

3. 异常处理

• 文件操作异常处理
• 输入验证机制
• 备用题目生成策略

配置说明

项目配置

• JDK版本：22
• 代码风格：Google Style
• 输出目录：./exam_papers/

文件结构配置

<!-- misc.xml -->
<project version="4">
  <component name="ProjectRootManager" version="2" languageLevel="JDK_22" />
</project>

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