# eaxmSystem

# 数学学习考试系统

## 项目简介

一个基于C++和Qt框架开发的跨平台数学学习考试系统，支持小学、初中、高中三个学段的数学题目生成、在线答题、成绩统计等功能。系统采用前后端分离架构。

## 功能特性

### 🔐 用户管理

- 用户注册（邮箱验证码验证）
- 用户登录/登出
- 密码修改
- 个人信息查看

### 📚 题目生成
- **小学**：基础四则运算，确保结果非负
- **初中**：包含平方、开根号运算
- **高中**：包含三角函数运算
- 智能查重，避免重复题目
- 历史题目保存和加载

### 🎯 考试功能
- 自定义题目数量（5-50题）
- 实时答题进度显示
- 上一题/下一题导航
- 自动批改和成绩统计
- 错题回顾

### 💾 数据管理

- 用户数据持久化存储
- 题目历史记录保存
- 自动备份和恢复

## 技术栈

### 前端
- **框架**：Qt 5/6
- **语言**：C++
- **UI组件**：QWidget、QStackedWidget、QPushButton等

### 后端

- **核心架构**：模块化设计，工厂模式
- **数学计算**：表达式解析和求值
- **文件管理**：CSV格式用户数据，TXT格式题目存储
- **邮件服务**：libcurl + SMTP协议

### 开发工具

- **编译器**：支持C++11的编译器（gcc/clang/MSVC）
- **构建工具**：CMake
- **版本控制**：Git

## 项目结构

```
MathExamSystem/
├── frontend/                  # 前端界面
│   ├── base_widget.h/.cc     # 基础窗口组件
│   ├── login_widget.h/.cc    # 登录注册界面
│   ├── selection_widget.h/.cc # 难度选择界面
│   ├── question_widget.h/.cc # 答题界面
│   ├── result_widget.h/.cc   # 成绩显示界面
│   ├── main_window.h/.cc     # 主窗口管理
│   └── change_password_dialog.h/.cc # 修改密码对话框
├── backend/                   # 后端核心
│   ├── exam_system/          # 考试系统核心
│   │   ├── exam_system.h/.cc # 系统控制层
│   │   ├── problem_generator.h/.cc # 题目生成器
│   │   ├── duplicate_checker.h/.cc # 重复检查器
│   │   └── input_validator.h/.cc   # 输入验证器
│   ├── file_manager/         # 文件管理
│   │   └── file_manager.h/.cc
│   └── logger/               # 日志系统
│       └── logger.h/.cc
├── shared/                   # 共享接口
│   └── backend_interface.h/.cc # 前后端通信接口
├── main.cc                   # 程序入口
└── CMakeLists.txt           # 构建配置
```



## 环境要求

### 系统要求
- **Windows**: Windows 10/11, Visual Studio 2019+
- **Linux**: Ubuntu 18.04+, CentOS 7+
- **macOS**: macOS 10.14+

### 依赖库

```bash
# Ubuntu/Debian
sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential cmake qt6-base-dev libcurl4-openssl-dev

# CentOS/RHEL
sudo yum groupinstall "Development Tools"
sudo yum install cmake qt6-qtbase-devel libcurl-devel

# macOS (Homebrew)
brew install cmake qt6 curl
```

## 编译和运行

### 1. 克隆项目
```bash
git clone <repository-url>
cd MathExamSystem
```

### 2. 创建构建目录

```bash
mkdir build
cd build
```

### 3. 配置项目
```bash
cmake ..
```

### 4. 编译项目
```bash
# Linux/macOS
make -j4

# Windows (Visual Studio)
cmake --build . --config Release
```

### 5. 运行程序

```bash
# Linux/macOS
./MathExamSystem

# Windows
./Release/MathExamSystem.exe
```

## 使用指南

### 首次使用

1. **启动程序**：运行编译后的可执行文件
2. **注册账号**：
   - 点击"注册新账号"
   - 输入邮箱地址，点击"发送验证码"
   - 检查邮箱获取验证码并填写
   - 设置用户名和密码（6-10位，包含大小写字母和数字）
   - 点击"注册"

3. **登录系统**：
   - 输入用户名和密码
   - 点击"登录"

### 开始学习

1. **选择难度**：
   - 小学：基础四则运算
   - 初中：包含平方、开根号
   - 高中：包含三角函数

2. **设置题目数量**：通过数字选择框设置（5-50题）

3. **开始测试**：点击"开始测试"进入答题界面

### 答题流程

1. **阅读题目**：仔细阅读题目内容
2. **选择答案**：从A、B、C、D四个选项中选择
3. **导航题目**：
   - 使用"上一题"、"下一题"按钮切换
   - 最后一题显示"提交试卷"按钮
4. **提交答案**：完成所有题目后提交

### 查看结果

- 系统自动批改并显示得分
- 查看正确题目数量和总题目数
- 可选择"继续做题"或"退出"

## 配置说明

### 邮件服务配置

如需使用邮箱验证功能，请编辑 `backend_interface.cc` 中的邮箱配置：

```cpp
email_config_.smtp_server = "smtp.163.com";
email_config_.smtp_port = 587;
email_config_.username = "your_email@163.com";
email_config_.password = "your_authorization_code";
```

**注意**：
- 使用163邮箱需要开启SMTP服务并获取授权码
- 授权码不是登录密码
- 其他邮箱服务商配置类似

### 数据文件说明

- `users.csv`：用户数据文件（自动生成）
- `用户名/` 目录：用户题目历史记录
- 日志输出到控制台

## 常见问题

### Q: 编译时找不到Qt库

A: 确保已安装Qt开发包，并设置正确的CMAKE_PREFIX_PATH
```bash
cmake -DCMAKE_PREFIX_PATH=/path/to/qt ..
```

### Q: 邮件发送失败

A: 
1. 检查邮箱配置是否正确
2. 确认网络连接正常
3. 检查防火墙设置

### Q: 题目生成失败
A: 
1. 检查是否有写入权限
2. 确认磁盘空间充足

### Q: 程序崩溃
A: 
1. 检查依赖库版本兼容性
2. 查看控制台输出的错误信息

## 开发指南

### 添加新的题目类型

1. 在 `problem_generator.h` 中定义新的生成器类
2. 实现 `GenerateProblem()` 方法
3. 在工厂类中注册新的生成器

### 扩展用户界面

1. 继承 `BaseWidget` 创建新的界面组件
2. 在 `main_window.h` 中声明新的界面
3. 在 `main_window.cc` 中管理界面切换



## 类说明请看doc/ExamSystem.md