目录

1. 简介
2. 测试与分析
   1. 功能测试
   2. 代码分析
3. 总结

一、简介

　　　　本博客对结对编程队友高义林同学的个人项目进行分析测试，使用语言为Java。需求如下图所示：

二、测试与分析

1.功能测试

　　　1.登录功能测试

　　分析：登录时输入错误账密、错误密码、空的账密均不可成功登录，可以满足普通的登陆需求，且提示到位，登录成功后出现准备生成题目提示，符合要求。

　　分析：可以正常退出登录，退出之后可以再次登录，满足日常需要。

　　2.生成题目功能与切换难度功能测试

　　分析：输入10~30之间的数字可以正常生成试卷，输入不符合要求的数字会出现错误提示并返回生成界面，符合需求。试卷文件名以规定时间格式命名，每道题目之间以空行隔开，以题号开头，整洁美观，符合需求。

　　分析：切换时输入错误会触发提示信息，输入正确后成功切换，生成的题目难度也切换完毕。

2.代码分析

　　1.项目结构

　　　　本项目共有7个类，包含2个抽象类Question和Check，其余5个类分别是CheckUnit,FileProduct,Main,QuestionUnit,User。其中QuestionUnit类继承Question类，CheckUnit类继承Check类，实现抽象方法。

　　2.代码分析

• Main.java

• import java.util.ArrayList;
  import java.util.Scanner;
  
  public class Main {
    public static boolean flag;
    public static ArrayList<User> userList;
    public static User curUser;
  
    public static void initArray() {
      userList = new ArrayList<>();
      userList.add(new User("小学", "张三1", "123"));
      userList.add(new User("小学", "张三2", "123"));
      userList.add(new User("小学", "张三3", "123"));
      userList.add(new User("初中", "李四1", "123"));
      userList.add(new User("初中", "李四2", "123"));
      userList.add(new User("初中", "李四3", "123"));
      userList.add(new User("高中", "王五1", "123"));
      userList.add(new User("高中", "王五2", "123"));
      userList.add(new User("高中", "王五3", "123"));
    }
  
    public static void mainMenu() {
      System.out.println("请输入用户名和密码，两者之间用空格隔开，或输入exit退出");
      while (!flag) {
        String temp;
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        temp = scanner.nextLine();
        if (temp.equals("exit")) {
          flag = true;
          System.out.println("系统退出");
          continue;
        }
        String[] tempUser = temp.split(" ");
        if (tempUser.length != 2) {
          System.out.println("请输入正确的用户名、密码”，重新输入用户名、密码");
        } else {
          for (User user : userList) {
            if (user.getName().equals(tempUser[0]) && user.getPassword().equals(tempUser[1])) {
              curUser.setName(user.getName());
              curUser.setPassword(user.getPassword());
              curUser.setType(user.getType());
              flag = true;
              break;
            }
          }
          if (!flag) System.out.println("请输入正确的用户名、密码”，重新输入用户名、密码");
          else {
            testProductMenu(curUser);
            flag = false;
            curUser = new User();
            System.out.println("请输入用户名和密码，两者之间用空格隔开，或输入exit退出");
          }
        }
      }
    }
  
    public static void testProductMenu(User curUser) {
      boolean flag = true;
      while (flag) {
        System.out.println("准备生成" + curUser.getType() + "数学题目，请输入生成题目数量");
        System.out.println("题目数量在10~30之间，或输入-1退出登录，或输入”切换为xx“更换出卷类型");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String temp = scanner.nextLine();
        if (temp.length() > 3 && temp.startsWith("切换为")) {
          temp = temp.substring(3);
          switch (temp) {
            case "小学" -> curUser.setType("小学");
            case "初中" -> curUser.setType("初中");
            case "高中" -> curUser.setType("高中");
            default -> System.out.println("请输入小学、初中和高中三个选项中的一个");
          }
        } else {
          int num;
          try {
            num = Integer.parseInt(temp);
            if (num == -1) {
              flag = false;
              System.out.println("退出登录");
            } else if (num >= 10 && num <= 30) {
              FileProduct.createTest(curUser, num);
            } else System.out.println("输入数量不在10~30之间");
          } catch (NumberFormatException exc) {
            System.out.println("输入格式错误");
          }
        }
      }
    }
  
    public static void main(String[] args) {
      flag = false;
      curUser = new User();
      initArray();
      mainMenu();
    }
  }

　　分析：Main类中实现了整个界面操作，flag变量标记是否切换界面。首先创建当前用户，初始化用户列表，进入主菜单，随后进行菜单操作。

• FileProduct.java

• import java.io.File;
  import java.io.FileWriter;
  import java.io.IOException;
  import java.text.SimpleDateFormat;
  import java.util.Date;
  
  public class FileProduct {
    public static CheckUnit checkUnit = new CheckUnit();
    public static QuestionUnit questionUnit = new QuestionUnit();
  
    public static void createTest(User curUser, int num) {
      File file = createFile(curUser);
      File checkFile = checkUnit.getDir();
      FileWriter fileWriter;
      FileWriter fileWriter1;
      try {
        fileWriter = new FileWriter(file, true);
        fileWriter1 = new FileWriter(checkFile, true);
      } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
      }
      String tempQuestion;
      for (int i = 0; i < num; i++) {
        tempQuestion = formatQuestion(curUser, i, fileWriter1);
        try {
          fileWriter.write(tempQuestion + "\n\n");
        } catch (IOException e) {
          throw new RuntimeException(e);
        }
      }
      try {
        fileWriter.close();
        fileWriter1.close();
      } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
      }
      System.out.println("试卷创建成功");
    }
  
    public static File createFile(User curUser) {
      Date date = new Date();
      String time = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd-HH-mm-ss").format(date);
      String path =
          System.getProperty("user.dir") + "\\user\\" + curUser.getName() + "\\" + curUser.getType();
      String filename = time + ".txt";
      File file = new File(path + "\\" + filename);
      File dir = new File(path);
      if (!dir.exists()) {
        dir.mkdirs();
      }
      dir = new File(path + "\\check.txt");
      checkUnit.setFile(file);
      checkUnit.setDir(dir);
      return file;
    }
  
    public static String formatQuestion(User curUser, int i, FileWriter fileWriter) {
      boolean flag;
      String tempQuestion = "";
      flag = false;
      while (!flag) {
        int typeNum = 0;
        if (curUser.getType().equals("小学")) typeNum = 1;
        else if (curUser.getType().equals("初中")) typeNum = 2;
        else if (curUser.getType().equals("高中")) typeNum = 3;
        tempQuestion = questionUnit.createQuestion(typeNum) + "=";
        flag = checkUnit.checkQuestion(tempQuestion);
        if (flag) {
          try {
            fileWriter.write(checkUnit.hashCode(tempQuestion) + "\n");
          } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
          }
        }
        tempQuestion = i + 1 + ". " + tempQuestion;
      }
      return tempQuestion;
    }
  }

　　分析：此类主要由三个方法组成，完成对文件的操作。首先createFile方法准备好文件路径，formatQuestion方法调用questionUnit.createQuestion方法和checkUnit.checkQuestion方法实现单个题目的生成和查重，最后上述两种方法被createTest方法调用生成整张试卷。

• User.java

• public class User {
    String name;
    String type;
    String password;
  
    public User() {}
  
    public User(String type, String name, String password) {
      this.type = type;
      this.name = name;
      this.password = password;
    }
  
    public String getName() {
      return name;
    }
  
    public void setName(String name) {
      this.name = name;
    }
  
    public String getPassword() {
      return password;
    }
  
    public void setPassword(String password) {
      this.password = password;
    }
  
    public String getType() {
      return type;
    }
  
    public void setType(String type) {
      this.type = type;
    }
  }

　　分析：实现了User类的三个属性的构造和调用。

• Check.java

• import java.io.File;
  
  public abstract class Check {
    static File file;
    static File dir;
  
    public abstract File getFile();
  
    public abstract void setFile(File file);
  
    public abstract File getDir();
  
    public abstract void setDir(File dir);
  
    public abstract Boolean checkQuestion(String question);
  
    public abstract String hashCode(String question);
  }

　　分析：实现了抽象方法的定义。

• Question.java

• public abstract class Question {
    public static final String[] operator0 = {"+", "-", "*", "/"};
    public static final String[] operator1 = {"sqrt", "^2"};
    public static final String[] operator2 = {"sin", "cos", "tan"};
  
    public abstract String createQuestion(int typeNum);
  }

　　分析：实现了抽象方法的定义。

• CheckUnit.java

• import java.io.*;
  import java.security.MessageDigest;
  import java.security.NoSuchAlgorithmException;
  
  public class CheckUnit extends Check {
    @Override
    public File getFile() {
      return file;
    }
  
    @Override
    public void setFile(File file) {
      Check.file = file;
    }
  
    @Override
    public File getDir() {
      return dir;
    }
  
    @Override
    public void setDir(File dir) {
      Check.dir = dir;
    }
  
    @Override
    public Boolean checkQuestion(String question) {
      FileReader fileReader;
      try {
        fileReader = new FileReader(dir);
      } catch (FileNotFoundException e) {
        throw new RuntimeException(e);
      }
      BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(fileReader);
      question = hashCode(question);
      try {
        String temp = bufferedReader.readLine();
        while (temp != null) {
          if (temp.equals(question)) {
            System.out.println("A question is already in the database");
            return false;
          }
          temp = bufferedReader.readLine();
        }
      } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
      }
      return true;
    }
  
    @Override
    public String hashCode(String question) {
      MessageDigest md;
      try {
        md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
      } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        throw new RuntimeException(e);
      }
      byte[] hashInBytes = md.digest(question.getBytes());
      StringBuilder sb = new StringBuilder();
      for (byte b : hashInBytes) {
        sb.append(String.format("%02x", b));
      }
      return sb.toString();
    }
  }

　　分析：继承抽象类，实现抽象方法。主要功能由checkQuestion方法和hashCode方法实现。其中checkQuestion方法逐条检查历史记录文件，寻找重复题目，hashCode方法将题目转换为哈希码实现加密，最后查重比较哈希码是否相同。

• QuestionUnit.java

• import java.util.Random;
  
  public class QuestionUnit extends Question {
  
    @Override
    public String createQuestion(int typeNum) {
      Random rand = new Random();
      int num = rand.nextInt(5) + 1;
      if (typeNum == 1) {
        num = rand.nextInt(4) + 2;
      }
      String[] numberList = new String[num];
      for (int i = 0; i < num; i++) {
        numberList[i] = String.valueOf(rand.nextInt(100) + 1);
      }
      String Question = "";
      int pos = rand.nextInt(num) + 1, caseNum;
      for (int i = 1; i <= num; i++) {
        if (typeNum == 2 && i == pos) {
          caseNum = rand.nextInt(2) + 1;
          if (caseNum == 1) Question += operator1[0] + "(" + numberList[i - 1] + ")";
          else if (caseNum == 2) Question += numberList[i - 1] + operator1[1];
        } else if (typeNum == 3 && i == pos) {
          caseNum = rand.nextInt(3) + 1;
          if (caseNum == 1) Question += operator2[0] + "(" + numberList[i - 1] + ")";
          else if (caseNum == 2) Question += operator2[1] + "(" + numberList[i - 1] + ")";
          else if (caseNum == 3) Question += operator2[2] + "(" + numberList[i - 1] + ")";
        } else Question += numberList[i - 1];
        if (i != num) Question += operator0[rand.nextInt(operator0.length)];
      }
      return Question;
    }
  }

　　分析：此类继承Question类，实现抽象方法createQuestion。其主要思想在于先确定生成操作数的数量，然后选定一个操作数，根据不同难度对其进行不同操作。例如生成了五个操作数12345，选定4进行高中难度转换，就可能变成123sqrt（4）5，最后用随机符号依次拼接即可。但是这样只会对一个操作数进行难度转换。

三、总结

　　此项目基本完成了所给需求，测试下来也没有bug，使用体验良好，稍加修改即可成为一个实用的小程序。此外，还有许多地方可以进行功能升级，例如将账户信息保存到本地或者云端，实现初高中难度的多个操作数难度转换，在生成试卷时等待1秒避免题目数据重复写入等功能。