.gitignore

@@ -7,4 +7,5 @@ generated_papers/
 target/
 users.json
 legal/
-lib/
+lib/
+config.properties

pom.xml

@@ -9,48 +9,46 @@
     <version>1.0.0</version>
 
     <properties>
-        <!-- 编译版本 -->
         <maven.compiler.source>17</maven.compiler.source>
         <maven.compiler.target>17</maven.compiler.target>
         <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
-
-        <!-- JavaFX 版本（LTS 推荐） -->
         <javafx.version>21.0.8</javafx.version>
     </properties>
 
     <dependencies>
-        <!-- Google Gson -->
         <dependency>
             <groupId>com.google.code.gson</groupId>
             <artifactId>gson</artifactId>
             <version>2.10.1</version>
         </dependency>
 
-        <!-- JavaFX Controls (包含 ActionEvent, Button, Scene 等) -->
         <dependency>
             <groupId>org.openjfx</groupId>
             <artifactId>javafx-controls</artifactId>
             <version>${javafx.version}</version>
         </dependency>
 
-        <!-- JavaFX FXML (如果你使用 .fxml 布局文件) -->
         <dependency>
             <groupId>org.openjfx</groupId>
             <artifactId>javafx-fxml</artifactId>
             <version>${javafx.version}</version>
         </dependency>
 
-        <!-- JavaFX Graphics (基础图形支持) -->
         <dependency>
-            <groupId>org.openjfx</groupId>
-            <artifactId>javafx-graphics</artifactId>
-            <version>${javafx.version}</version>
+            <groupId>org.apache.commons</groupId>
+            <artifactId>commons-email</artifactId>
+            <version>1.5</version>
+        </dependency>
+
+        <dependency>
+            <groupId>org.mozilla</groupId>
+            <artifactId>rhino-engine</artifactId>
+            <version>1.7.14</version>
         </dependency>
     </dependencies>
 
     <build>
         <plugins>
-            <!-- 插件1: 编译插件（确保使用 JDK 17） -->
             <plugin>
                 <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                 <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
@@ -61,24 +59,19 @@
                 </configuration>
             </plugin>
 
-            <!-- 插件2: Assembly 打包插件（用于生成可运行的 fat jar） -->
-            <!-- 注意：开发时不要禁用默认 jar，否则 IDEA 无法运行 -->
             <plugin>
+                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                 <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>
                 <version>3.6.0</version>
                 <configuration>
                     <archive>
                         <manifest>
-                            <!-- 替换为你的主类全路径 -->
-                            <mainClass>com.mathgenerator.Application</mainClass>
+                            <mainClass>com.mathgenerator.MainApplication</mainClass>
                         </manifest>
                     </archive>
                     <descriptorRefs>
                         <descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>
                     </descriptorRefs>
-                    <finalName>mathgenerator</finalName>
-                    <appendAssemblyId>false</appendAssemblyId>
-                    <goal>single</goal>
                 </configuration>
                 <executions>
                     <execution>

src/main/java/com/mathgenerator/controller/RegisterController.java

@@ -35,10 +35,17 @@ public class RegisterController {
             statusLabel.setText("请输入一个有效的邮箱地址！");
             return;
         }
-        // 调用后端服务发送验证码（模拟）
+
+        // 调用后端服务发送验证码
         this.sentCode = userService.sendVerificationCode(email);
-        statusLabel.setText("验证码已发送（请查看控制台输出）。");
-        sendCodeButton.setDisable(true); // 防止重复点击
+
+        // 处理发送结果
+        if (this.sentCode != null) {
+            statusLabel.setText("验证码已成功发送，请查收您的邮箱。");
+            sendCodeButton.setDisable(true); // 防止重复点击
+        } else {
+            statusLabel.setText("验证码发送失败！请检查配置或联系管理员。");
+        }
     }
 
     @FXML

src/main/java/com/mathgenerator/generator/JuniorHighSchoolGenerator.java

@@ -4,75 +4,63 @@ import com.mathgenerator.model.ChoiceQuestion;
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.List;
 import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
-import java.util.regex.Matcher;
-import java.util.regex.Pattern;
 
 /**
- * 初中选择题生成器 (已修正)。
- * 通过构造而非随机的方式，确保题目包含平方或开根号，且最终解为整数。
+ * 初中选择题生成器 (最终版 - 采用结构化插入)。
+ * 通过直接在表达式结构中插入运算项，确保语法正确性和高性能。
  */
 public class JuniorHighSchoolGenerator extends PrimarySchoolGenerator {
 
-    private static final Pattern NUMBER_PATTERN = Pattern.compile("\\d+");
-    private static final int[] PERFECT_SQUARES = {4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100};
+    private static final int[] PERFECT_SQUARES = {1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100};
 
     @Override
     public ChoiceQuestion generateSingleQuestion() {
-        String questionText;
-        int correctAnswer;
+        ThreadLocalRandom random = ThreadLocalRandom.current();
+        int operandCount = random.nextInt(2, 5); // 2到4个操作数
 
-        // 循环直到生成一个有效的、有整数解的题目
-        while (true) {
-            // 1. 获取一个基础的小学题目字符串
-            String basicQuestionText = super.generateBasicQuestionText();
-
-            // 2. 随机选择在题目中加入平方还是开根号
-            boolean useSquare = ThreadLocalRandom.current().nextBoolean();
-
-            if (useSquare) {
-                // --- 平方策略 ---
-                // 随机找到一个数字，给它加上平方
-                Matcher matcher = NUMBER_PATTERN.matcher(basicQuestionText);
-                List<String> numbers = new ArrayList<>();
-                while (matcher.find()) { numbers.add(matcher.group()); }
-                if (numbers.isEmpty()) continue;
+        // 1. 生成基础的表达式组件列表
+        List<String> parts = new ArrayList<>();
+        // 使用 getOperand() 和 getRandomOperator() 这些继承自父类的方法
+        parts.add(String.valueOf(getOperand()));
+        for (int i = 1; i < operandCount; i++) {
+            parts.add(getRandomOperator());
+            parts.add(String.valueOf(getOperand()));
+        }
 
-                String numToSquare = numbers.get(ThreadLocalRandom.current().nextInt(numbers.size()));
-                questionText = basicQuestionText.replaceFirst(Pattern.quote(numToSquare), numToSquare + "²");
+        // 2. 结构化地插入初中特色运算
+        int modificationIndex = random.nextInt(operandCount) * 2; // 随机选择一个操作数的位置
+        boolean useSquare = random.nextBoolean();
 
-            } else {
-                // --- 开根号策略 (保证整数解) ---
-                // a. 随机找到一个数字
-                Matcher matcher = NUMBER_PATTERN.matcher(basicQuestionText);
-                List<String> numbers = new ArrayList<>();
-                while (matcher.find()) { numbers.add(matcher.group()); }
-                if (numbers.isEmpty()) continue;
-                String numToReplace = numbers.get(ThreadLocalRandom.current().nextInt(numbers.size()));
+        if (useSquare) {
+            // 平方策略：直接在数字后附加平方符号
+            parts.set(modificationIndex, parts.get(modificationIndex) + "²");
+        } else {
+            // 开根号策略：用一个完美的开根号表达式替换整个数字
+            int perfectSquare = PERFECT_SQUARES[random.nextInt(PERFECT_SQUARES.length)];
+            parts.set(modificationIndex, "√" + perfectSquare);
+        }
 
-                // b. 随机选一个完美的平方数
-                int perfectSquare = PERFECT_SQUARES[ThreadLocalRandom.current().nextInt(PERFECT_SQUARES.length)];
+        // 3. （可选）为增强后的表达式添加括号
+        if (operandCount > 2 && random.nextBoolean()) {
+            super.addParentheses(parts); // 调用父类的protected方法
+        }
 
-                // c. 用 "√(平方数)" 替换掉原数字
-                String sqrtExpression = "√" + perfectSquare;
-                questionText = basicQuestionText.replaceFirst(Pattern.quote(numToReplace), sqrtExpression);
-            }
+        String finalQuestionText = String.join(" ", parts);
 
-            // 3. 验证修改后的题目是否有整数解
-            try {
-                Object result = evaluateExpression(questionText);
-                if (result instanceof Number && ((Number) result).doubleValue() == ((Number) result).intValue()) {
-                    correctAnswer = ((Number) result).intValue();
-                    break; // 成功！得到整数解，跳出循环
-                }
-            } catch (Exception e) {
-                // 如果表达式计算出错（例如语法错误），则忽略并重试
-            }
+        // 4. 计算答案
+        double finalCorrectAnswer;
+        try {
+            Object result = evaluateExpression(finalQuestionText);
+            finalCorrectAnswer = ((Number) result).doubleValue();
+        } catch (Exception e) {
+            // 发生意外，安全返回一个小学题
+            return super.generateSingleQuestion();
         }
 
-        // 4. 为最终的题目生成选项
-        List<String> options = generateOptions(correctAnswer);
-        int correctIndex = options.indexOf(String.valueOf(correctAnswer));
+        // 5. 生成选项
+        List<String> options = generateDecimalOptions(finalCorrectAnswer);
+        int correctIndex = options.indexOf(formatNumber(finalCorrectAnswer));
 
-        return new ChoiceQuestion(questionText, options, correctIndex);
+        return new ChoiceQuestion(finalQuestionText, options, correctIndex);
     }
 }

src/main/java/com/mathgenerator/generator/PrimarySchoolGenerator.java

@@ -10,6 +10,7 @@ import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
 import javax.script.ScriptEngine;
 import javax.script.ScriptEngineManager;
 import javax.script.ScriptException;
+import java.text.DecimalFormat;
 
 /**
  * 小学选择题生成器。
@@ -87,30 +88,81 @@ public class PrimarySchoolGenerator implements QuestionGenerator {
     }
 
     /**
-     * 使用JVM的脚本引擎计算字符串表达式的值。
+     * 使用JVM的脚本引擎计算字符串表达式的值 (已优化兼容性)。
      * @param expression 数学表达式字符串
-     * @return 计算结果
+     * @return 计算结果 (可能是Integer或Double)
      * @throws ScriptException 如果表达式有语法错误
      */
     protected Object evaluateExpression(String expression) throws ScriptException {
         ScriptEngineManager manager = new ScriptEngineManager();
-        ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("JavaScript");
-        // 为支持初高中计算，替换特殊符号
-        // 注意√的正则表达式，确保只匹配数字
-        expression = expression.replaceAll("²", "**2")
-                .replaceAll("√(\\d+)", "Math.sqrt($1)");
-        return engine.eval(expression);
+        // --- 核心修改在这里 ---
+        // 使用 "rhino" 作为引擎名称，这是Rhino引擎的官方名称
+        ScriptEngine engine = manager.getEngineByName("rhino");
+
+        if (engine == null) {
+            // 增加一个健壮性检查，如果引擎还是没找到，就给出清晰的错误提示
+            throw new IllegalStateException("错误：找不到Rhino JavaScript引擎。请检查pom.xml中是否已添加rhino-engine的依赖。");
+        }
+
+        // Rhino不需要预定义函数，可以直接计算
+        String script = expression.replaceAll("(\\d+(\\.\\d+)?)²", "Math.pow($1, 2)")
+                .replaceAll("√(\\d+(\\.\\d+)?)", "Math.sqrt($1)")
+                .replaceAll("(\\d+)°", " * (Math.PI / 180)"); // Rhino对角度计算的语法要求更严格
+
+        // 为了让sin/cos/tan能正确计算，需要特殊处理
+        script = script.replaceAll("sin\\(", "Math.sin(")
+                .replaceAll("cos\\(", "Math.cos(")
+                .replaceAll("tan\\(", "Math.tan(");
+
+        return engine.eval(script);
+    }
+
+    /**
+     * 格式化数字，最多保留两位小数。
+     * @param number 待格式化的数字
+     * @return 格式化后的字符串
+     */
+    protected String formatNumber(double number) {
+        if (number == (long) number) {
+            return String.format("%d", (long) number); // 如果是整数，不显示小数位
+        } else {
+            // 使用DecimalFormat来去除末尾多余的0
+            DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.##");
+            return df.format(number);
+        }
+    }
+
+    /**
+     * 为小数答案生成四个选项。
+     * @param correctAnswer 正确答案
+     * @return 包含四个选项的随机排序列表
+     */
+    protected List<String> generateDecimalOptions(double correctAnswer) {
+        ThreadLocalRandom random = ThreadLocalRandom.current();
+        Set<String> options = new HashSet<>();
+        options.add(formatNumber(correctAnswer));
+
+        while (options.size() < 4) {
+            double delta = random.nextDouble(1, 11); // 答案加减1-10之间的随机小数
+            // 随机决定是加还是减
+            double distractor = random.nextBoolean() ? correctAnswer + delta : correctAnswer - delta;
+            options.add(formatNumber(distractor));
+        }
+
+        List<String> sortedOptions = new ArrayList<>(options);
+        Collections.shuffle(sortedOptions);
+        return sortedOptions;
     }
 
-    private int getOperand() {
+    protected int getOperand() {
         return ThreadLocalRandom.current().nextInt(1, 101);
     }
 
-    private String getRandomOperator() {
+    protected String getRandomOperator() {
         return OPERATORS[ThreadLocalRandom.current().nextInt(OPERATORS.length)];
     }
 
-    private void addParentheses(List<String> parts) {
+    protected void addParentheses(List<String> parts) {
         ThreadLocalRandom random = ThreadLocalRandom.current();
         int startOperandIndex = random.nextInt(parts.size() / 2);
         int endOperandIndex = random.nextInt(startOperandIndex + 1, parts.size() / 2 + 1);

src/main/java/com/mathgenerator/generator/SeniorHighSchoolGenerator.java

@@ -6,35 +6,40 @@ import java.util.Map;
 import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
 
 /**
- * 高中选择题生成器 (已修正)。
- * 通过在初中题目的基础上添加值为整数的三角函数项，确保最终解为整数。
+ * 高中选择题生成器 (最终版 - 采用构造式添加)。
+ * 通过在已生成的初中题基础上添加预设的三角函数项来构造题目。
  */
 public class SeniorHighSchoolGenerator extends JuniorHighSchoolGenerator {
 
-    // 只使用值为整数的三角函数
-    private static final Map<String, Integer> TRIG_TERMS = Map.of(
-            "sin(90°)", 1,
-            "cos(0°)", 1,
-            "tan(45°)", 1
+    // 预设计算结果简单的三角函数项及其对应的值
+    private static final Map<String, Double> TRIG_TERMS = Map.of(
+            "sin(0°)", 0.0,
+            "sin(30°)", 0.5,
+            "sin(90°)", 1.0,
+            "cos(0°)", 1.0,
+            "cos(60°)", 0.5,
+            "cos(90°)", 0.0,
+            "tan(45°)", 1.0
     );
+    // 将Map的键转换为数组，方便随机选取
     private static final String[] TRIG_KEYS = TRIG_TERMS.keySet().toArray(new String[0]);
 
     @Override
     public ChoiceQuestion generateSingleQuestion() {
-        // 1. 先生成一个保证有整数解的初中选择题
+        // 1. 先生成一个保证可计算的、高性能的初中选择题，作为基础
         ChoiceQuestion juniorHighQuestion = super.generateSingleQuestion();
         String juniorQuestionText = juniorHighQuestion.questionText();
-        int juniorCorrectAnswer = Integer.parseInt(juniorHighQuestion.options().get(juniorHighQuestion.correctOptionIndex()));
+        // 直接从初中题的答案反推其数值
+        double juniorCorrectAnswer = Double.parseDouble(juniorHighQuestion.options().get(juniorHighQuestion.correctOptionIndex()));
 
-        // 2. 随机选择一个值为整数的三角函数项
+        // 2. 随机选择一个预设的三角函数项
         String trigKey = TRIG_KEYS[ThreadLocalRandom.current().nextInt(TRIG_KEYS.length)];
-        int trigValue = TRIG_TERMS.get(trigKey);
-
-        // 3. 随机决定是加还是减
-        boolean useAddition = ThreadLocalRandom.current().nextBoolean();
+        double trigValue = TRIG_TERMS.get(trigKey);
 
+        // 3. 构造最终的高中题目
         String finalQuestionText;
-        int finalCorrectAnswer;
+        double finalCorrectAnswer;
+        boolean useAddition = ThreadLocalRandom.current().nextBoolean(); // 随机决定是加还是减
 
         if (useAddition) {
             finalQuestionText = "(" + juniorQuestionText + ") + " + trigKey;
@@ -45,8 +50,8 @@ public class SeniorHighSchoolGenerator extends JuniorHighSchoolGenerator {
         }
 
         // 4. 为最终的题目生成选项
-        List<String> options = generateOptions(finalCorrectAnswer);
-        int correctIndex = options.indexOf(String.valueOf(finalCorrectAnswer));
+        List<String> options = generateDecimalOptions(finalCorrectAnswer);
+        int correctIndex = options.indexOf(formatNumber(finalCorrectAnswer));
 
         return new ChoiceQuestion(finalQuestionText, options, correctIndex);
     }

src/main/java/com/mathgenerator/service/EmailConfig.java

@@ -0,0 +1,35 @@
+package com.mathgenerator.service;
+
+import java.io.FileInputStream;
+import java.io.IOException;
+import java.io.InputStream;
+import java.util.Properties;
+
+public class EmailConfig {
+    private static final Properties properties = new Properties();
+
+    static {
+        try (InputStream input = new FileInputStream("config.properties")) {
+            properties.load(input);
+        } catch (IOException ex) {
+            System.err.println("错误：无法加载 config.properties 文件！请确保该文件在项目根目录中。");
+            ex.printStackTrace();
+        }
+    }
+
+    public static String getHost() {
+        return properties.getProperty("smtp.host");
+    }
+
+    public static int getPort() {
+        return Integer.parseInt(properties.getProperty("smtp.port"));
+    }
+
+    public static String getUsername() {
+        return properties.getProperty("smtp.username");
+    }
+
+    public static String getPassword() {
+        return properties.getProperty("smtp.password");
+    }
+}

src/main/java/com/mathgenerator/service/UserService.java

@@ -17,6 +17,10 @@ import java.util.Optional;
 import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
 import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
 import java.util.regex.Pattern;
+import org.apache.commons.mail.Email;
+import org.apache.commons.mail.EmailException;
+import org.apache.commons.mail.SimpleEmail;
+
 
 public class UserService {
     private static final Path USER_FILE_PATH = Paths.get("users.json");
@@ -63,18 +67,39 @@ public class UserService {
     }
 
     /**
-     * (模拟) 发送验证码。
+     * (已更新) 发送真实的邮件验证码。
      * @param email 用户的邮箱
-     * @return 生成的6位验证码
+     * @return 成功发送则返回生成的6位验证码, 失败则返回null
      */
     public String sendVerificationCode(String email) {
         String code = String.format("%06d", ThreadLocalRandom.current().nextInt(100000, 1000000));
-        // 在真实项目中，这里会调用邮件API。我们在此处模拟。
-        System.out.println("====== 验证码模拟发送 ======");
-        System.out.println("发往邮箱: " + email);
-        System.out.println("验证码: " + code);
-        System.out.println("============================");
-        return code;
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+        try {
+            Email mail = new SimpleEmail();
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+            // 1. 设置SMTP服务器信息
+            mail.setHostName(EmailConfig.getHost());
+            mail.setSmtpPort(EmailConfig.getPort());
+            mail.setAuthentication(EmailConfig.getUsername(), EmailConfig.getPassword());
+            mail.setSSLOnConnect(true); // 开启SSL加密
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+            // 2. 设置邮件内容
+            mail.setFrom(EmailConfig.getUsername()); // 发件人
+            mail.setSubject("【数学学习软件】您的注册验证码"); // 邮件主题
+            mail.setMsg("您好！\n\n感谢您注册数学学习软件。您的验证码是：" + code + "\n\n请在5分钟内使用。"); // 邮件正文
+            mail.addTo(email); // 收件人
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+            // 3. 发送邮件
+            mail.send();
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+            System.out.println("验证码邮件已成功发送至: " + email);
+            return code;
+
+        } catch (EmailException e) {
+            System.err.println("错误：发送验证码邮件失败！请检查您的 config.properties 配置或网络连接。");
+            e.printStackTrace();
+            return null; // 发送失败
+        }
     }
 
     /**