paper_generator/doc

中小学数学试卷生成系统

一个基于Java的命令行应用程序，能够根据不同年级自动生成相应难度的数学试卷。

项目简介

这是一个专为中小学教师、学生和家长设计的数学试卷自动生成工具。系统支持小学、初中、高中三个教育阶段，能够生成符合各阶段教学要求的数学题目，并自动保存为试卷文件。

功能特性

🎯 用户管理

• 支持9个预置用户账号（张三1-3、李四1-3、王五1-3）
• 自动识别用户对应的教育级别（小学/初中/高中）
• 安全的用户名密码验证机制

📚 题目生成

• 小学阶段：四则运算、混合运算、带括号运算
• 初中阶段：混合运算、分数运算、方程求解、幂运算和开方
• 高中阶段：二次方程、函数计算、三角函数、概率、数列、导数、复数运算

📄 试卷管理

• 支持生成10-30道题目
• 智能题目去重机制，确保题目不重复
• 按用户分类自动保存试卷文件
• 时间戳命名，便于管理

💻 交互体验

• 友好的命令行交互界面
• 支持切换年级级别
• 用户登出和重新登录功能

技术架构

开发环境

• 编程语言：Java 21
• 开发工具：IntelliJ IDEA
• 项目类型：纯Java控制台应用程序

项目结构

src/com/bx/
├── generator_main/          # 主程序入口
├── manager/                 # 业务管理层
├── question/                # 题目相关
│   └── generator/          # 题目生成器

设计模式

• 工厂模式：QuestionFactory根据难度级别分发题目生成
• 策略模式：不同年级采用不同的题目生成策略
• 分层架构：清晰的职责分离，便于维护和扩展

快速开始

环境要求

• Java 21或更高版本
• 支持UTF-8编码

运行步骤

1. 克隆项目到本地
2. 使用IntelliJ IDEA打开项目
3. 运行 src/com/bx/generator_main/MathExamGenerator.java
4. 或者使用 java -jar PaperGenerator.jar 指令运行提供的jar包
5. 使用预置账号登录：
   • 小学用户：张三1/123、李四1/123、王五1/123
   • 初中用户：张三2/123、李四2/123、王五2/123
   • 高中用户：张三3/123、李四3/123、王五3/123

使用流程

1. 输入用户名和密码登录系统
2. 选择要生成的题目数量（10-30道）
3. 系统自动生成相应难度的数学试卷
4. 试卷自动保存到 user_papers/{用户名}/ 目录下

核心功能详解

题目类型

小学题目

• 基础四则运算：1 + 2 =、5 × 3 =
• 混合运算：2 + 3 × 4 =、(1 + 2) × 3 =
• 带括号运算：(4 + 5) × 2 =、8 ÷ (2 + 2) =

初中题目

• 分数运算：1/2 + 1/3 =、2/3 × 3/4 =
• 方程求解：2x + 5 = 13、x² - 4 = 0
• 幂运算：2³ =、√16 =

高中题目

• 二次方程：x² + 5x + 6 = 0
• 三角函数：sin(30°) =、cos(45°) =
• 函数计算：f(x) = x² + 2x + 1, f(2) =
• 概率统计：基础概率计算题
• 数列计算：等差数列、等比数列
• 导数计算：基础函数求导
• 复数运算：(2 + 3i) + (1 - 2i) =

特点功能

题目去重机制

系统采用哈希算法确保生成的题目不重复，每份试卷都是独一无二的。

难度自适应

根据用户级别自动调整题目复杂度，确保题目符合相应年级的教学要求。

文件管理

• 按用户分类存储试卷
• 时间戳命名便于查找
• 支持查看历史生成的试卷

扩展开发

添加新题目类型

1. 在相应的生成器类中添加新的题目生成方法
2. 遵循现有的命名规范和代码风格
3. 确保题目符合对应年级的难度要求

添加新用户

1. 修改 UserManager.java 中的用户列表
2. 遵循用户名密码的格式规范
3. 指定用户的教育级别

自定义题目数量

系统支持10-30道题目生成，可通过修改 ExamManager.java 中的参数进行调整。

项目优势

教育价值

• 减轻教师出题负担
• 提供个性化练习题目
• 支持不同学习阶段的需求

技术特点

• 零依赖：纯Java实现，无需额外库
• 跨平台：支持所有Java运行环境
• 易扩展：清晰的架构便于功能扩展
• 高可靠：完善的错误处理机制

用户体验

• 简洁的命令行界面
• 直观的操作流程
• 即时的反馈提示

注意事项

1. 编码要求：确保系统使用UTF-8编码，避免中文乱码
2. 文件权限：确保程序有权限在 user_papers 目录下创建文件

• 文件夹会在程序首次运行时自动创建
• 生成的题目文件保存在此文件夹中

3. 用户安全：预置密码为演示用途，实际使用请修改

更新日志

第四版 (当前版本)

• 优化题目生成算法
• 修复终端执行jar包显示乱码问题

第三版

• 添加高中题目类型
• 改进文件管理系统

第二版

• 扩展初中题目类型
• 优化用户界面

第一版

• 基础功能实现
• 小学题目生成