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

# 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

git clone <repository-url>
cd MathExamSystem

2. 创建构建目录

mkdir build
cd build

3. 配置项目

cmake ..

4. 编译项目

# Linux/macOS
make -j4

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

5. 运行程序

# 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：

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

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