src/com/mathgenerator/generator/JuniorHighSchoolGenerator.java

@@ -1,38 +1,44 @@
 package com.mathgenerator.generator;
 
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.List;
 import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
+import java.util.regex.Matcher;
+import java.util.regex.Pattern;
 
 /**
  * 初中题目生成器。
- * 至少包含一个平方或开根号。
- * (已修正数组越界bug)
+ * (已重构) 在保留括号和加减乘除的基础上，至少包含一个平方或开根号。
  */
 public class JuniorHighSchoolGenerator extends PrimarySchoolGenerator {
     @Override
     public String generateSingleQuestion() {
+        // 1. 先生成一个完整的小学难度题目（包含括号等）
         String basicQuestion = super.generateSingleQuestion();
         ThreadLocalRandom random = ThreadLocalRandom.current();
 
-        // 移除括号并拆分，确保操作的纯净性
-        String[] parts = basicQuestion.replace("(", "").replace(")", "").trim().split("\\s+");
-
-        // --- 修正部分开始 ---
-        // 1. 计算有多少个操作数（数字）
-        int numOperands = (parts.length + 1) / 2;
-        // 2. 在 0 到 (操作数数量 - 1) 之间随机选择一个
-        int randomOperandChoice = random.nextInt(numOperands);
-        // 3. 将其转换为在 parts 数组中的实际索引
-        int indexToModify = randomOperandChoice * 2;
-        // --- 修正部分结束 ---
+        // 2. 使用正则表达式查找出题目中所有的数字
+        Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+");
+        Matcher matcher = pattern.matcher(basicQuestion);
+        List<String> numbers = new ArrayList<>();
+        while (matcher.find()) {
+            numbers.add(matcher.group());
+        }
 
-        String operand = parts[indexToModify];
+        if (numbers.isEmpty()) {
+            return basicQuestion; // 如果没有数字，直接返回
+        }
 
+        // 3. 随机选择一个数字进行修改
+        String numberToModify = numbers.get(random.nextInt(numbers.size()));
+        String modifiedNumber;
         if (random.nextBoolean()) {
-            parts[indexToModify] = operand + "²"; // 平方
+            modifiedNumber = numberToModify + "²"; // 平方
         } else {
-            parts[indexToModify] = "√" + operand; // 开根号
+            modifiedNumber = "√" + numberToModify; // 开根号
         }
 
-        return String.join(" ", parts);
+        // 4. 将修改后的数字替换回原题目，只替换第一个匹配项以保证随机性
+        return basicQuestion.replaceFirst(Pattern.quote(numberToModify), modifiedNumber);
     }
 }

src/com/mathgenerator/generator/SeniorHighSchoolGenerator.java

@@ -1,36 +1,42 @@
 package com.mathgenerator.generator;
 
+import java.util.ArrayList;
+import java.util.List;
 import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
+import java.util.regex.Matcher;
+import java.util.regex.Pattern;
 
 /**
  * 高中题目生成器。
- * 至少包含一个 sin, cos, 或 tan。
- * (已修正数组越界bug)
+ * (已重构) 继承初中生成器，在初中题目基础上，至少包含一个 sin, cos, 或 tan。
  */
-public class SeniorHighSchoolGenerator extends PrimarySchoolGenerator {
+public class SeniorHighSchoolGenerator extends JuniorHighSchoolGenerator { // <-- 关键改动：继承自初中生成器
     private static final String[] TRIG_FUNCTIONS = {"sin", "cos", "tan"};
 
     @Override
     public String generateSingleQuestion() {
-        String basicQuestion = super.generateSingleQuestion();
+        // 1. 先生成一个完整的初中难度题目（已包含小学内容和平方/开根号）
+        String juniorHighQuestion = super.generateSingleQuestion();
         ThreadLocalRandom random = ThreadLocalRandom.current();
 
-        // 移除括号并拆分，确保操作的纯净性
-        String[] parts = basicQuestion.replace("(", "").replace(")", "").trim().split("\\s+");
+        // 2. 查找出题目中所有的数字
+        Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+");
+        Matcher matcher = pattern.matcher(juniorHighQuestion);
+        List<String> numbers = new ArrayList<>();
+        while (matcher.find()) {
+            numbers.add(matcher.group());
+        }
 
-        // --- 修正部分开始 ---
-        // 1. 计算有多少个操作数（数字）
-        int numOperands = (parts.length + 1) / 2;
-        // 2. 在 0 到 (操作数数量 - 1) 之间随机选择一个
-        int randomOperandChoice = random.nextInt(numOperands);
-        // 3. 将其转换为在 parts 数组中的实际索引
-        int indexToModify = randomOperandChoice * 2;
-        // --- 修正部分结束 ---
+        if (numbers.isEmpty()) {
+            return juniorHighQuestion;
+        }
 
-        String operand = parts[indexToModify];
+        // 3. 随机选择一个数字，用三角函数包裹
+        String numberToModify = numbers.get(random.nextInt(numbers.size()));
         String function = TRIG_FUNCTIONS[random.nextInt(TRIG_FUNCTIONS.length)];
-        parts[indexToModify] = function + "(" + operand + ")";
+        String modifiedNumber = function + "(" + numberToModify + ")";
 
-        return String.join(" ", parts);
+        // 4. 将修改后的部分替换回原题目
+        return juniorHighQuestion.replaceFirst(Pattern.quote(numberToModify), modifiedNumber);
     }
 }

src/com/mathgenerator/ui/ConsoleUI.java

@@ -26,17 +26,15 @@ public class ConsoleUI {
      * 启动并运行整个用户界面主循环。
      */
     public void run() {
-        //TODO:警告:(29, 9) 'while' 语句不能在未抛出异常的情况下完成
+        //TODO：警告:(29, 9) 'while' 语句不能在未抛出异常的情况下完成
         while (true) {
             Optional<User> userOptional = handleLogin();
             userOptional.ifPresent(this::showUserMenu);
         }
     }
 
-    // --- 以下方法与之前的Main类完全相同，只是从static变为实例方法 ---
-
     private Optional<User> handleLogin() {
-        printHeader("欢迎登录中小学数学卷子自动生成平台");
+        printHeader("用户登录"); // 统一标题格式
         System.out.print("请输入用户名和密码 (用空格隔开): (输入 exit 退出程序)\n> ");
         String line = scanner.nextLine();
 
@@ -89,34 +87,38 @@ public class ConsoleUI {
         }
     }
 
+    /**
+     * 处理切换难度的子菜单，加入循环以处理无效输入。
+     */
     private Level handleLevelSwitchMenu(Level currentLevel) {
-        printHeader("请选择难度级别");
-        System.out.println("1. 小学 (+, -, *, /, 括号)");
-        System.out.println("2. 初中 (包含平方、开根号)");
-        System.out.println("3. 高中 (包含三角函数)");
-        System.out.println("0. 返回主菜单");
-        printSeparator();
-        System.out.print("请选择 (0-3): ");
-        String choice = scanner.nextLine().trim();
-
-        Level newLevel = switch (choice) {
-            case "1" -> Level.PRIMARY;
-            case "2" -> Level.JUNIOR_HIGH;
-            case "3" -> Level.SENIOR_HIGH;
-            case "0" -> null;
-            default -> {
-                System.out.println("无效输入，请重新选择。");
-                yield currentLevel;
-            }
-        };
+        while (true) { // <-- 增加循环
+            printHeader("请选择难度级别");
+            System.out.println("1. 小学 (+, -, *, /, 括号)");
+            System.out.println("2. 初中 (包含平方、开根号)");
+            System.out.println("3. 高中 (包含三角函数)");
+            System.out.println("0. 返回主菜单");
+            printSeparator();
+            System.out.print("请选择 (0-3): ");
+            String choice = scanner.nextLine().trim();
 
-        if (newLevel != null && newLevel != currentLevel) {
-            System.out.println("难度已成功切换为 " + newLevel.getChineseName() + "。");
-            return newLevel;
-        } else if (newLevel == null) {
-            System.out.println("已返回主菜单。");
+            switch (choice) {
+                case "1":
+                    System.out.println("难度已成功切换为 " + Level.PRIMARY.getChineseName() + "。");
+                    return Level.PRIMARY; // 直接返回，退出循环
+                case "2":
+                    System.out.println("难度已成功切换为 " + Level.JUNIOR_HIGH.getChineseName() + "。");
+                    return Level.JUNIOR_HIGH; // 直接返回，退出循环
+                case "3":
+                    System.out.println("难度已成功切换为 " + Level.SENIOR_HIGH.getChineseName() + "。");
+                    return Level.SENIOR_HIGH; // 直接返回，退出循环
+                case "0":
+                    System.out.println("已返回主菜单。");
+                    return currentLevel; // 返回当前难度，退出循环
+                default:
+                    // 如果输入无效，打印提示信息，循环将继续，要求用户重新输入
+                    System.out.println("无效输入，请输入 0-3 之间的数字。");
+            }
         }
-        return currentLevel;
     }
 
     private void handleGeneration(User user, Level currentLevel) {