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数学题目生成系统介绍文档

一、系统概述

本系统是一个基于 Java 实现的数学题目生成系统，支持不同学段（小学、初中、高中）的用户登录后生成对应难度的数学题目，并提供用户管理、密码修改、难度切换等功能。系统会为每个用户保存历史题目，确保生成的题目不重复。

二、标准 Maven 目录结构

math-problem-generator/ # 项目根目录

├── pom.xml # Maven核心配置文件（依赖管理、构建插件等）

├── src/

│ ├── main/

│ │ ├── java/ # 主程序Java源代码目录

│ │ │ └── com/

│ │ │ └── math/

│ │ │ ├── auth/ # 用户认证模块（对应原auth包）

│ │ │ │ ├── User.java

│ │ │ │ └── UserManager.java

│ │ │ ├── generator/ # 题目生成模块（对应原generator包）

│ │ │ │ ├── ProblemGenerator.java

│ │ │ │ ├── PrimaryGenerator.java

│ │ │ │ ├── MiddleGenerator.java

│ │ │ │ └── HighGenerator.java

│ │ │ ├── util/ # 工具类模块（对应原util包）

│ │ │ │ ├── FileUtils.java

│ │ │ │ ├── ModifyPassword.java

│ │ │ │ ├── CreateUser.java

│ │ │ │ ├── ModifyClass.java

│ │ │ │ └── Menu.java # 规范类名首字母大写

│ │ │ └── Main.java # 主程序入口（程序启动类）

│ │ └── resources/ # 资源文件目录（配置文件、静态资源等）

│ │ ├── config/ # 配置文件目录

│ │ │ └── system.properties # 系统配置（如题目保存路径、默认学段等）

│ │ └── templates/ # 模板文件目录（可选，如题目文档模板）

│ └── test/ # 测试代码目录

│ └── java/

│ └── com/

│ └── math/

│ ├── auth/ # 用户认证模块测试

│ │ └── UserManagerTest.java

│ ├── generator/ # 题目生成模块测试

│ │ ├── PrimaryGeneratorTest.java

│ │ └── HighGeneratorTest.java

│ └── util/ # 工具类测试

│ └── FileUtilsTest.java

├── target/ # Maven构建输出目录

三、核心功能

1. 用户管理

• 用户登录验证

• 新用户创建

• 密码修改

• 学习阶段（难度）修改

2.题目生成

• 小学难度题目生成（包含加减乘除及括号运算）

• 初中难度题目生成（包含平方、开根号运算）

• 高中难度题目生成（包含三角函数运算）

• 题目查重（基于用户历史记录）

• 生成题目保存（按时间戳命名）

四、系统架构

主要包结构

• auth: 用户认证相关类

• generator: 题目生成相关接口及实现类

• util: 工具类（文件操作、表达式生成、菜单等）

核心类介绍

1. 用户认证模块

• User.java

  • 用户实体类，包含用户名、密码和学段属性

  • 提供属性访问方法

• UserManager.java

  • 用户管理核心类，负责从文件读取用户信息

  • 实现用户登录验证功能

2. 题目生成模块

• ProblemGenerator.java

  • 题目生成接口，定义generateProblems(int count)方法

• 实现类

  • 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

• ExpressionUtils.java

  • 表达式生成工具类

  • 提供不同学段的表达式生成方法

3. 工具类模块

• FileUtils.java: 文件操作工具，负责用户文件夹创建、历史题目读取和新题目保存

• ModifyPassword.java: 密码修改工具类

• CreateUser.java: 新用户创建工具类

• ModifyClass.java: 用户学段修改工具类

• menu.java: 系统菜单交互类

4. 主程序入口

• Main.java: 程序入口点，提供主菜单交互

五、使用流程

1. 系统启动后显示主菜单，可选择登录、退出、修改密码或创建账户

2. 登录成功后进入用户菜单，可选择：

• 生成试卷（指定题目数量，10-30 题）

• 修改难度（切换小学 / 初中 / 高中）

• 退出当前登录

1. 生成的题目会自动保存到exams/用户名/目录下，以时间戳命名的文件中

六、数据存储

• 用户信息存储在user.txt文件中，格式为：用户名 密码 学段

• 生成的题目按用户分别存储在exams目录下的对应用户子目录中

• 历史题目用于查重，确保不生成重复题目

七、题目特点

• 小学题目：2-5 个操作数，包含加减乘除及随机括号

• 初中题目：包含平方 (^2) 和开根号 (sqrt ()) 运算

• 高中题目：包含三角函数 (sin/cos/tan) 运算

八、注意事项

• 用户名和密码区分大小写

• 题目数量必须在 10-30 之间

• 新建用户时学段必须指定为 "小学"、"初中" 或 "高中"

• 所有数据以文本文件形式存储，便于查看和备份