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# 中小学数学卷子自动生成程序 - 项目说明文档
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## 项目概述
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本项目是一个基于Java开发的中小学数学卷子自动生成程序，旨在为小学、初中和高中数学老师提供便捷的题目生成工具。
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## 项目信息
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- **项目名称**: 中小学数学卷子自动生成程序
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- **开发语言**: Java
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- **开发环境**: JDK 8+
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- **项目类型**: 命令行应用程序
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- **目标用户**: 小学、初中、高中数学老师
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## 功能特性
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### 1. 用户认证系统
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- 支持用户名密码登录验证
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- 预设小学、初中、高中各3个账户
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- 根据账户类型自动选择出题难度
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### 2. 分层题目生成
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- **小学题目**: 支持+、-、*、/和括号运算，操作数范围1-100
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- **初中题目**: 在小学基础上增加平方和开根号运算
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- **高中题目**: 在初中基础上增加sin、cos、tan三角函数运算
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### 3. 智能去重机制
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- 自动检测历史生成的题目
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- 确保同一账户类型下题目不重复
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- 支持跨会话的题目历史记录
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### 4. 灵活的用户交互
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- 支持题目数量设置（10-30题）
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- 支持在线切换账户类型
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- 支持退出登录重新选择
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### 5. 文件管理系统
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- 按账户类型分文件夹存储
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- 时间戳命名格式：yyyy-MM-dd-HH-mm-ss.txt
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- 自动创建目录结构
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## 系统架构
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### 核心类设计
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1. **MathQuestion.java** - 数学题目数据模型
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2. **User.java** - 用户账户数据模型
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3. **UserManager.java** - 用户管理和认证
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4. **MathQuestionGenerator.java** - 题目生成核心算法
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5. **QuestionManager.java** - 题目管理和去重逻辑
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6. **MathTestGenerator.java** - 主程序入口
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7. **SimpleMathTestGenerator.java** - 优化版主程序
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### 数据流程
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用户登录 → 选择题目类型 → 设置题目数量 → 生成题目 → 去重检查 → 保存文件 → 显示结果
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```
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## 预设账户信息
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| 账户类型 | 用户名 | 密码 |
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|----------|--------|------|
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| 小学 | 张三1, 张三2, 张三3 | 123 |
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| 初中 | 李四1, 李四2, 李四3 | 123 |
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| 高中 | 王五1, 王五2, 王五3 | 123 |
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## 使用说明
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### 启动程序
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```bash
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java MathTestGenerator
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# 或
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java SimpleMathTestGenerator
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```
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### 基本操作流程
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1. **登录**: 输入用户名和密码，用空格分隔
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2. **生成题目**: 输入题目数量（10-30）
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3. **切换类型**: 输入"切换为小学"、"切换为初中"或"切换为高中"
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4. **退出**: 输入-1退出当前用户
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### 示例操作
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```
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请输入用户名和密码（用空格隔开）：张三1 123
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当前选择为小学出题
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准备生成小学数学题目，请输入生成题目数量（输入-1将退出当前用户，重新登录）：15
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正在生成15道小学数学题目...
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题目已保存到文件：小学/2025-09-29-14-30-25.txt
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```
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## 项目目录结构
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项目根目录/
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├── src/ # 源代码目录
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│ ├── MathQuestion.java
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│ ├── User.java
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│ ├── UserManager.java
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│ ├── MathQuestionGenerator.java
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│ ├── QuestionManager.java
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│ ├── MathTestGenerator.java
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│ └── SimpleMathTestGenerator.java
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├── doc/ # 文档目录
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│ └── 项目说明文档.md
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├── 小学/ # 小学题目存储目录
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├── 初中/ # 初中题目存储目录
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├── 高中/ # 高中题目存储目录
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├── 项目需求.md
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├── 个人项目使用大模型后人工修改代码一览表.md
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└── run_utf8.bat # 运行脚本
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## 技术特点
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### 1. 面向对象设计
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- 采用MVC架构模式
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- 良好的类职责分离
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- 高内聚低耦合的设计原则
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### 2. 算法优化
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- 高效的题目生成算法
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- 智能的去重机制
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- 合理的随机数生成策略
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### 3. 中文支持
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- 完整的中文输入输出支持
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- 中文路径和文件名处理
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- 友好的中文用户界面
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### 4. 健壮性设计
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- 全面的异常处理机制
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- 输入验证和错误提示
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- 良好的容错能力
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## 扩展性
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本项目具有良好的扩展性，可以方便地：
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- 添加新的题目类型和难度
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- 扩展用户管理功能
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- 增加题目导出格式
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- 集成数据库存储
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- 开发图形用户界面
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## 开发环境要求
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- JDK 8 或更高版本
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- 支持UTF-8编码的IDE
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- Windows/Linux/macOS操作系统
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