代码作者：吕镇鑫

项目需求：

用户：

小学、初中和高中数学老师。

功能：

1、命令行输入用户名和密码，两者之间用空格隔开（程序预设小学、初中和高中各三个账号，具体见附表），如果用户名和密码都正确，将根据账户类型显示“当前选择为XX出题”，XX为小学、初中和高中三个选项中的一个。否则提示“请输入正确的用户名、密码”，重新输入用户名、密码；   

2、登录后，系统提示“准备生成XX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）：”，XX为小学、初中和高中三个选项中的一个，用户输入所需出的卷子的题目数量，系统默认将根据账号类型进行出题。每道题目的操作数在1-5个之间，操作数取值范围为1-100；

3、题目数量的有效输入范围是“10-30”（含10,30，或-1退出登录），程序根据输入的题目数量生成符合小学、初中和高中难度的题目的卷子（具体要求见附表）。同一个老师的卷子中的题目不能与以前的已生成的卷子中的题目重复（以指定文件夹下存在的文件为准，见5）；

4、在登录状态下，如果用户需要切换类型选项，命令行输入“切换为XX”，XX为小学、初中和高中三个选项中的一个，输入项不符合要求时，程序控制台提示“请输入小学、初中和高中三个选项中的一个”；输入正确后，显示“”系统提示“准备生成XX数学题目，请输入生成题目数量”，用户输入所需出的卷子的题目数量，系统新设置的类型进行出题；

5、生成的题目将以“年-月-日-时-分-秒.txt”的形式保存，每个账号一个文件夹。每道题目有题号，每题之间空一行；

6、个人项目9月17日晚上10点以前提交至创新课程管理系统。提交方式：工程文件打包，压缩包名为“几班+姓名.rar”。迟交2天及以内者扣分，每天扣20%。迟交2天及以上者0分。

附表-1：账户、密码

附表-2：小学、初中、高中题目难度要求

功能测试：

 进入程序，弹出“请输入用户名和密码”，输入正确后，根据用户所处的年级进行出题，并要求用户输入题目数量。

 输入题目数量后，会在information文件夹中生成以用户名命名的文件夹，用来存放生成的题目。

 若要切换出题的难度，直接输入“切换为XX”即可切换为对应难度的出题模式。

 切换成功。

 若输出格式错误，会提示“请输入小学、初中和高中三个选项中的一个”。

 若要退出当前用户，输入“-1”即可回到登陆界面重新选择用户登录。

关键代码：

1、生成题目：

public String getProblem1() {
  String[] symbol = new String[]{"+", "-", "*", "/", "^2", "√", "sin", "cos", "tan"};
  //设置字符串数组保存符号
  Random r = new Random(); //产生随机数种子
  String problem = new String(); //创建字符串来保存结果
  while (true) {
    problem = "";
    int length = 0; //表示式子的长度
    int bracket = r.nextInt(3); //表示括号个数，随机化0.1.2
    int left = 0; //表示左括号多余的个数
    int gap = 0; //表示左右括号之间的跨度
    while (true) {
      if (r.nextInt(2) == 0 && bracket > 0) { //1/2的几率在数前加入左括号
        problem += "("; //式子加入左括号
        bracket--; //括号次数
        left++; //差值加一
        gap = 0; //初始化跨度
      }
      int num = r.nextInt(100) + 1; //加入0-100随机化数
      problem += String.valueOf(num); //把数加入式子
      gap++; //跨度加一
      if (r.nextInt(2) == 0 && left > 0 && gap >= 2) { //1/2的几率且满足差值大于0且跨度大于2时加入右括号
        problem += ")";
        left--;
      }
      if (length >= 2 && bracket <= 0 && left <= 0) { //长度大于2且括号个数为0且差值为0生成结束
        break;
      }
      problem += symbol[r.nextInt(4)]; //式子中再加入符号
      length++; //长度加一
    }
    if (length < 5 && gap < 3) { //过滤掉长度大于5且差值过大的式子
      break;
    }
  }
  problem += "=";
  return problem;
}

2、用户登录：

static User login(List<User> users) {
  System.out.println("请输入用户名和密码：");
  Scanner in = new Scanner(System.in);
  boolean flag = false; //标记位用来标记是否登录
  User iuser = new User(); //表示登录用户
  while (!flag) {
    String[] str = in.nextLine().split("\\s+");
    if (str.length != 2) { //输入少于两个字段
      System.out.println("请输入正确的用户名、密码:");
      continue;
    }
    String name = str[0]; //记录姓名
    String password = str[1]; //记录密码
    for (User user : users) {
      if (user.getName().equals(name) && user.getPassword().equals(password)) { //存在用户满足该用户名和密码
        flag = true;
        final int grade = user.getGrade();
        iuser.setName(user.getName()); //设置用户名
        iuser.setPassword(user.getPassword()); //设置密码
        iuser.setGrade(user.getGrade()); //设置年级
        System.out.print("当前选择为"); //对应数字输出相应的年级
        if (grade == 1) {
          System.out.print("小学");
        }
        if (grade == 2) {
          System.out.print("初中");
        }
        if (grade == 3) {
          System.out.print("高中");
        }
        System.out.println("出题");
        break; //登录成功跳出循环
      }
    }
    if (!flag) {
      System.out.println("请输入正确的用户名、密码:"); //如果没有满足该用户的账户，登录失败，重新输入
    }
  }
  return iuser; //返回登录的账户信息
}

3、查重

static HashSet<String> getPast(String name) {
  String path = dir + name;        //要遍历的路径
  File file = new File(path);        //获取其file对象
  if (!file.exists()) { //如果没有该文件夹进行创建
    file.mkdir();
  }
  File[] fs = file.listFiles();    //遍历path下的文件和目录，放在File数组中
  HashSet<String> pastProblem = new HashSet<String>();
  for (File f : fs) {                    //遍历File[]数组
    if (!f.isDirectory()) { //若非目录(即文件)，则读入
      try {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(f));
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
          // 一次读入一行数据并加入到结果的hashset中
          pastProblem.add(line);
        }
        br.close();
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
  return pastProblem;
}

代码优缺点：

1、优点：

代码简洁有效，虽然类的数量以及方法定义的长度不长，但基本的功能都能够成功的实现，做到了用简单的方法实现高效的功能，使其他查看代码的人能够更加简单易懂地明白方法及类的作用。不仅如此，在大部分的方法中都对重要的步骤以及变量进行了备注，方便自己在写代码的过程中便捷的找到自己想要使用的功能的同时，也给其他看代码的人节省了时间。

2、缺点：

没有在代码的各种类、方法以及接口下使用Javadoc，与google的编码规范不符，同时也不便于读者快速理解类和方法的作用。在运行代码时，代码的路径出错，编译器会进行报错，可能与路径的选择有关，在将其变为绝对路径后可以正常运行（绝对路径只能在当前定义的文件路径下正常运行），需要编写者进行进一步的修改以及debug。与此同时，代码中有个别方法超过了40行，与要求不符，也可以进一步的修改。