src/FileUtils.java

@@ -13,45 +13,58 @@ import java.util.Set;
 /**
  * 文件工具类：用于生成文件名、保存题目、读取已有题目。
  */
-public class FileUtils {
+public final class FileUtils {
+
+  /** 文件后缀名常量。 */
+  private static final String FILE_SUFFIX = ".txt";
+
+  private FileUtils() {
+    // 工具类不允许实例化
+  }
 
   /**
    * 生成基于时间戳的文件名。
    *
-   * @return 文件名，格式为 yyyy-MM-dd-HH-mm-ss.txt
+   * @return 文件名，格式为 {@code yyyy-MM-dd-HH-mm-ss.txt}
    */
   public static String generateFileName() {
     SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd-HH-mm-ss");
-    return sdf.format(new Date()) + ".txt";
+    return sdf.format(new Date()) + FILE_SUFFIX;
   }
 
   /**
    * 将题目保存到用户目录下的指定文件中。
    *
-   * @param userId   用户 ID（作为文件夹名）
+   * @param userId 用户 ID（作为文件夹名）
    * @param fileName 文件名
    * @param questions 要保存的题目列表
+   * @throws IOException 当创建目录或写文件失败时抛出
    */
   public static void saveQuestionsToFile(
-      String userId, String fileName, List<MathQuestion> questions) {
+      String userId, String fileName, List<MathQuestion> questions) throws IOException {
+
     File userFolder = new File(userId);
-    if (!userFolder.exists()) {
-      userFolder.mkdirs();
+    if (!userFolder.exists() && !userFolder.mkdirs()) {
+      throw new IOException(
+          String.format("无法创建用户目录: %s", userFolder.getAbsolutePath()));
     }
 
     File file = new File(userFolder, fileName);
     try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(file))) {
       for (MathQuestion question : questions) {
         writer.write(
-            "题号 " + question.getQuestionNumber() + ": "
-                + question.getQuestionText());
+            String.format("题号 %d: %s",
+                question.getQuestionNumber(),
+                question.getQuestionText()));
         writer.newLine();
         writer.newLine();
       }
-      writer.flush();
     } catch (IOException e) {
-      throw new RuntimeException("写文件失败: " + file.getAbsolutePath(), e);
+      throw new IOException(
+          String.format("写文件失败: %s", file.getAbsolutePath()), e);
     }
+
+    System.out.printf("题目已生成并保存到: %s%n%n", file.getAbsolutePath());
   }
 
   /**
@@ -59,22 +72,26 @@ public class FileUtils {
    *
    * @param userId 用户 ID（作为文件夹名）
    * @return 已存在的题目集合（按题目内容去重）
+   * @throws IOException 当读取文件失败时抛出
    */
-  public static Set<String> loadExistingQuestions(String userId) {
+  public static Set<String> loadExistingQuestions(String userId) throws IOException {
     Set<String> existingQuestions = new HashSet<>();
     File userFolder = new File(userId);
+
     if (!userFolder.exists() || !userFolder.isDirectory()) {
       return existingQuestions;
     }
 
-    File[] files = userFolder.listFiles(
-        (dir, name) -> name != null && name.endsWith(".txt"));
+    File[] files =
+        userFolder.listFiles(
+            (dir, name) -> name != null && name.endsWith(FILE_SUFFIX));
+
     if (files == null) {
       return existingQuestions;
     }
 
-    for (File f : files) {
-      try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(f))) {
+    for (File file : files) {
+      try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file))) {
         String line;
         while ((line = reader.readLine()) != null) {
           line = line.trim();
@@ -82,14 +99,15 @@ public class FileUtils {
             continue;
           }
           if (line.startsWith("题号")) {
-            int idx = line.indexOf(":");
-            if (idx != -1 && idx + 1 < line.length()) {
-              existingQuestions.add(line.substring(idx + 1).trim());
+            int colonIndex = line.indexOf(":");
+            if (colonIndex != -1 && colonIndex + 1 < line.length()) {
+              existingQuestions.add(line.substring(colonIndex + 1).trim());
             }
           }
         }
       } catch (IOException e) {
-        e.printStackTrace();
+        throw new IOException(
+            String.format("读取文件失败: %s", file.getAbsolutePath()), e);
       }
     }
     return existingQuestions;

src/Main.java

@@ -2,9 +2,14 @@ import java.io.IOException;
 import java.util.Scanner;
 
 /**
- * 程序入口类。负责用户登录和题目生成。
+ * 程序入口类，负责用户登录和题目生成。
  */
 public class Main {
+
+  private static final String ROLE_PRIMARY = "小学";
+  private static final String ROLE_JUNIOR = "初中";
+  private static final String ROLE_SENIOR = "高中";
+
   /**
    * 程序入口。
    *
@@ -12,89 +17,152 @@ public class Main {
    * @throws IOException 文件写入失败时抛出
    */
   public static void main(String[] args) throws IOException {
-    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
+    clearScreen();
+    System.out.println(
+        "-----------------欢迎来到中小学数学卷子自动生成程序-----------------");
+
+    try (Scanner scanner = new Scanner(System.in)) {
+      while (true) {
+        // 登录流程
+        User currentUser = loginProcess(scanner);
+        // 题目生成流程
+        generateProcess(scanner, currentUser);
+      }
+    }
+  }
+
+  /**
+   * 用户登录流程。
+   *
+   * @param scanner 输入流
+   * @return 登录成功的用户对象
+   */
+  private static User loginProcess(Scanner scanner) {
     User currentUser = null;
-    System.out.println("-----------------欢迎来到中小学数学卷子自动生成程序-----------------");
+    while (currentUser == null) {
+      System.out.print("请输入用户名和密码，用空格分隔：");
+      String username = scanner.next();
+      String password = scanner.next();
+
+      currentUser = User.login(username, password);
+      if (currentUser == null) {
+        System.out.println("请输入正确的用户名、密码");
+      } else {
+        clearScreen();
+        System.out.println("当前选择为 " + currentUser.getRole() + " 出题");
+      }
+    }
+    return currentUser;
+  }
+
+  /**
+   * 题目生成流程。
+   *
+   * @param scanner 输入流
+   * @param currentUser 当前登录用户
+   * @throws IOException 文件写入失败时抛出
+   */
+  private static void generateProcess(Scanner scanner, User currentUser)
+      throws IOException {
+    String currentRole = currentUser.getRole();
 
-    // 登录流程
     while (true) {
-      while (currentUser == null) {
-        System.out.print("请输入用户名和密码，用空格分隔：");
-        String username = scanner.next();
-        String password = scanner.next();
-
-        currentUser = User.login(username, password);
-
-        if (currentUser == null) {
-          System.out.println("请输入正确的用户名、密码");
-        } else {
-          clearScreen();  // 登录成功清屏
-          System.out.println("当前选择为 " + currentUser.getRole() + " 出题");
-        }
+      System.out.println(
+          "准备生成 " + currentRole
+              + " 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）：");
+
+      String input = scanner.next();
+
+      if (handleExit(input)) {
+        return; // 返回上一级，重新登录
       }
 
-      // 每次登录后初始化当前出题类型（账号默认类型）
-      String currentRole = currentUser.getRole();
+      if (handleRoleSwitch(input, currentRole)) {
+        currentRole = input.substring(3).trim();
+        continue;
+      }
 
-      // 题目生成流程
-      while (true) {
-        System.out.println(
-            "准备生成 " + currentRole
-                + " 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）：");
-
-        String input = scanner.next();
-
-        // 退出登录
-        if (input.equals("-1")) {
-          currentUser = null;
-          clearScreen();
-          System.out.println("已退出当前用户，重新登录...");
-          break;
-        }
-
-        // 检测切换命令
-        if (input.startsWith("切换为")) {
-          String newRole = input.substring(3).trim();
-          if (!newRole.equals("小学")
-              && !newRole.equals("初中")
-              && !newRole.equals("高中")) {
-            System.out.println(
-                "请输入小学、初中和高中三个选项中的一个"
-                    + " (当前类型为 " + currentRole + ")");
-            continue;
-          }
-          currentRole = newRole;
-          clearScreen();
-          System.out.println(
-              "系统提示：准备生成 " + currentRole + " 数学题目，请输入生成题目数量");
-          continue;
-        }
-
-        // 输入题目数量
-        int questionCount;
-        try {
-          questionCount = Integer.parseInt(input);
-        } catch (NumberFormatException e) {
-          System.out.println(
-              "请输入有效的数字或使用“切换为小学/初中/高中”命令"
-                  + " (当前类型为 " + currentRole + ")");
-          continue;
-        }
-
-        if (questionCount < 10 || questionCount > 30) {
-          System.out.println("请输入有效的题目数量 (10-30) 或 -1 退出");
-          continue;
-        }
+      Integer questionCount = parseQuestionCount(input, currentRole);
+      if (questionCount == null) {
+        continue;
+      }
 
-        clearScreen();
+      clearScreen();
+      QuestionGenerator generator =
+          new QuestionGenerator(currentUser, currentRole);
+      generator.generateQuestions(questionCount);
+    }
+  }
+
+  /**
+   * 处理退出指令。
+   *
+   * @param input 用户输入
+   * @return 如果用户输入退出指令则返回 true
+   */
+  private static boolean handleExit(String input) {
+    if (input.equals("-1")) {
+      clearScreen();
+      System.out.println("已退出当前用户，重新登录...");
+      return true;
+    }
+    return false;
+  }
 
-        // 生成题目
-        QuestionGenerator generator =
-            new QuestionGenerator(currentUser, currentRole);
-        generator.generateQuestions(questionCount);
-        System.out.println("题目已生成并保存！\n");
+  /**
+   * 处理角色切换指令。
+   *
+   * @param input 用户输入
+   * @param currentRole 当前角色
+   * @return 如果成功切换角色返回 true，否则返回 false
+   */
+  private static boolean handleRoleSwitch(String input, String currentRole) {
+    if (input.startsWith("切换为")) {
+      String newRole = input.substring(3).trim();
+      if (!isValidRole(newRole)) {
+        System.out.println(
+            "请输入小学、初中和高中三个选项中的一个 (当前类型为 " + currentRole + ")");
+        return false;
       }
+      clearScreen();
+      System.out.println(
+          "系统提示：准备生成 " + newRole + " 数学题目，请输入生成题目数量");
+      return true;
+    }
+    return false;
+  }
+
+  /**
+   * 判断是否为有效角色。
+   */
+  private static boolean isValidRole(String role) {
+    return role.equals(ROLE_PRIMARY)
+        || role.equals(ROLE_JUNIOR)
+        || role.equals(ROLE_SENIOR);
+  }
+
+  /**
+   * 解析题目数量。
+   *
+   * @param input 用户输入
+   * @param currentRole 当前角色
+   * @return 返回题目数量，如果输入非法则返回 null
+   */
+  private static Integer parseQuestionCount(String input, String currentRole) {
+    int questionCount;
+    try {
+      questionCount = Integer.parseInt(input);
+    } catch (NumberFormatException e) {
+      System.out.println(
+          "请输入有效的数字或使用“切换为小学/初中/高中”命令 (当前类型为 " + currentRole + ")");
+      return null;
+    }
+
+    if (questionCount < 10 || questionCount > 30) {
+      System.out.println("请输入有效的题目数量 (10-30) 或 -1 退出");
+      return null;
     }
+    return questionCount;
   }
 
   /**

src/QuestionStrategyFactory.java

@@ -11,15 +11,11 @@ public class QuestionStrategyFactory {
    * @throws IllegalArgumentException 如果角色未知
    */
   public static QuestionStrategy getStrategy(String role) {
-    switch (role) {
-      case "小学":
-        return new ElementaryQuestionStrategy();
-      case "初中":
-        return new MiddleSchoolQuestionStrategy();
-      case "高中":
-        return new HighSchoolQuestionStrategy();
-      default:
-        throw new IllegalArgumentException("未知的角色: " + role);
-    }
+    return switch (role) {
+      case "小学" -> new ElementaryQuestionStrategy();
+      case "初中" -> new MiddleSchoolQuestionStrategy();
+      case "高中" -> new HighSchoolQuestionStrategy();
+      default -> throw new IllegalArgumentException("未知的角色: " + role);
+    };
   }
 }