小初高数学学习系统

项目简介

这是一个基于Java Swing开发的数学学习软件，专门为小学、初中和高中学生设计。系统提供个性化的数学题目生成、答题练习和成绩记录功能，支持用户注册、登录和密码管理。

功能特性

用户管理

• 用户注册：支持邮箱、用户名、密码和年级选择注册
• 用户登录：支持邮箱或用户名登录
• 密码修改：安全的密码修改功能
• 数据持久化：用户数据使用JSON格式存储

题目生成

• 分级题目：根据用户年级（小学、初中、高中）生成相应难度的数学题目
• 智能去重：避免重复题目，确保练习效果
• 题目保存：自动保存生成的题目到用户专属文件夹

答题系统

• 选择题形式：每题提供4个选项
• 实时评分：答题后立即显示结果
• 成绩记录：记录每次练习的成绩

年级适配

• 小学：基础四则运算
• 初中：包含平方、平方根运算
• 高中：包含三角函数运算

技术架构

开发环境

• 语言：Java 21
• 构建工具：Maven
• GUI框架：Swing
• 数据格式：JSON

项目结构

src/
├── model/                           # 数据模型层
│   ├── UserManager.java             # 用户管理
│   ├── QuestionMaker.java           # 题目生成器
│   ├── Question.java                # 题目模型
│   ├── Grade.java                   # 年级枚举
│   ├── PrimaryMaker.java            # 小学题目生成
│   ├── MiddleMaker.java             # 初中题目生成
│   └── HighMaker.java               # 高中题目生成
├── ui/                              # 用户界面层
│   ├── MathLearningApp.java         # 主程序入口
│   ├── LoginFrame.java              # 登录界面
│   ├── RegisterDialog.java          # 注册对话框
│   ├── GradeSelectionFrame.java     # 年级选择界面
│   ├── QuizFrame.java               # 答题界面
│   ├── ResultFrame.java             # 结果界面
│   ├── UserSettingsDialog.java      # 用户设置
│   └── ChangePasswordDialog.java    # 修改密码
├── others/                          # 资源文件
└── Math.exe                         # 可执行文件    

依赖库

• Gson 2.10.1：JSON数据处理
• JavaMail 1.6.2：邮件功能支持
• JAF 1.1.1：JavaBeans激活框架

安装与运行

平台支持

操作系统	版本要求	支持状态	应用
Windows	11	✅ 完全支持	exe应用程序

运行前，请确保系统已安装以下环境：

Windows:

• openjdk 21.0.5(2024-10-15 LTS)
• OpenJDK Runtime Environment build 21.0.5+11-LTS
• OpenJDK 64-Bit Server VM build 21.0.5+11-LTS, mixed mode, sharing
• Maven 3.6或更高版本

直接运行

• 双击Math.exe程序

编译运行

# 使用Maven编译
mvn compile

# 运行程序
mvn exec:java

# 打包为可执行JAR
mvn package

使用说明

首次使用

1. 启动程序后进入登录界面
2. 点击"注册"按钮创建新账户
3. 填写邮箱、验证码
4. 验证完成后填写用户名、密码并选择年级
5. 注册成功后返回登录界面登录

练习流程

1. 登录成功后选择年级（系统会根据注册信息自动推荐）以及题目数量（10-30）
2. 进入答题界面开始练习
3. 选择答案后点击“下一题”继续
4. 完成所有题目后自动生成并显示成绩

用户设置

• 在登录后界面可以修改密码
• 系统会自动保存练习记录

数据存储

用户数据

• 位置：users.json
• 格式：JSON格式存储用户信息

题目记录

• 位置：questions/{邮箱}/ 目录
• 格式：按时间戳命名的文本文件

开发说明

扩展题目类型

要添加新的题目类型，需要：

1. 在相应的*Maker.java类中添加题目生成逻辑
2. 在QuestionMaker.java中更新表达式解析逻辑
3. 如果需要新的年级，更新Grade.java枚举

自定义界面

所有UI组件都使用Swing开发，可以通过修改对应的*.java文件来自定义界面样式和布局。