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数学题目生成器 (Math Quiz Generator)

项目简介

这是一个基于Java开发的数学题目生成器，支持小学、初中、高中三个难度级别的数学题目自动生成。程序采用面向对象设计，具有良好的扩展性和可维护性。

功能特性

多难度支持 - 支持小学、初中、高中三个难度级别
用户认证 - 内置用户登录验证系统
智能去重 - 自动检测并避免生成重复题目
文件管理 - 自动按用户和日期保存生成的题目
动态切换 - 支持运行时切换难度级别
灵活数量 - 支持生成10-30道题目

系统要求

Java版本: Java 8 或更高版本
操作系统: Windows

项目结构

apersonalproject/
├── src/mathquiz/           # 源代码目录
│   ├── Main.java          # 主程序入口
│   ├── AccountType.java   # 账户类型枚举
│   ├── AuthService.java   # 认证服务
│   ├── ConsolePrompter.java # 控制台交互
│   ├── Deduplicator.java  # 去重器
│   ├── GeneratorFactory.java # 生成器工厂
│   ├── PaperSaver.java    # 文件保存器
│   ├── ProblemGenerator.java # 题目生成器接口
│   ├── PrimaryGenerator.java # 小学题目生成器
│   ├── MiddleGenerator.java  # 初中题目生成器
│   ├── HighGenerator.java    # 高中题目生成器
│   └── Validators.java    # 输入验证器
├── out/production/        # 编译输出目录
├── output/               # 生成的题目保存目录
├── mathquiz.jar         # 可执行JAR文件
├── run_mathquiz.bat     # Windows启动脚本
└── README.md            # 项目说明文档

快速开始

命令行运行

java -jar mathquiz.jar

注意事项

确保已安装Java运行环境
程序会在output目录下创建用户文件夹保存生成的题目

使用指南

1. 用户登录

程序启动后，会提示输入用户名和密码：

请输入用户名和密码（用空格分隔）：

2. 选择难度级别

登录成功后，程序会显示当前选择的难度级别：

当前选择为 小学 出题

3. 生成题目

输入要生成的题目数量（10-30之间）：

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）：

4. 切换难度级别

在输入题目数量时，可以使用以下命令切换难度：

切换为小学 - 切换到小学难度
切换为初中 - 切换到初中难度
切换为高中 - 切换到高中难度

5. 查看生成的题目

生成的题目会自动保存到 output/用户名/ 目录下，文件名格式为：

YYYY-MM-DD-HH-mm-ss.txt

技术架构

核心类说明

Main: 程序入口，处理用户交互流程
AuthService: 用户认证服务，验证用户名密码
GeneratorFactory: 生成器工厂，根据难度级别创建对应的生成器
ProblemGenerator: 题目生成器接口，定义生成题目的标准
Deduplicator: 去重器，确保生成的题目不重复
PaperSaver: 文件保存器，负责将题目保存到文件

设计模式

工厂模式: GeneratorFactory 根据难度级别创建对应的生成器
策略模式: 不同难度级别使用不同的题目生成策略
单例模式: 认证服务采用单例模式确保全局唯一

开发说明

编译项目

# 编译所有Java文件
javac -d out/production/apersonalproject src/mathquiz/*.java

# 创建JAR文件
jar cfm mathquiz.jar MANIFEST.MF -C out/production/apersonalproject .

添加新的难度级别

创建新的生成器类，实现 ProblemGenerator 接口
在 GeneratorFactory 中添加对应的创建逻辑
在 AccountType 枚举中添加新的类型

输出示例

小学题目示例

初中题目示例

1. (15)^2 × 66 + 95
2. 90 ÷ (14)^2
3. sqrt(8)

高中题目示例

1. tan(9) × 41 ÷ 46
2. cos(25)
3. 48 - 73 - sin(100) + 73

故障排除

常见问题

"找不到或无法加载主类"
- 确保已安装Java运行环境
- 检查JAR文件是否完整
"权限被拒绝"
- 确保有写入output目录的权限
- 检查文件是否被其他程序占用
生成的题目重复
- 程序内置去重机制，如仍有重复，请检查去重器逻辑
索引越界
- 合法在尾部追加

版本历史

v1.0 (2025-09-26)
- 支持小学、初中、高中三个难度级别
- 实现用户认证和题目去重功能
v2.0 (2025-09-28)
- 支持小学、初中、高中三个难度级别
- 实现用户认证和题目去重功能
- 增加小学操作数至少为2，表达式答案不出现负数

作者

赵文琪 - 项目开发者

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