Java Swing 课程设计 —— 小学生算术练习软件（附源码+可执行JAR）

项目简介

一个基于 Java Swing 的图形化算术练习工具，面向小学生设计，支持四则运算、自定义难度、随机出题和即时反馈。

开发环境：JDK 21 + Java Swing，无任何第三方依赖，纯原生 Java 实现。

功能展示

1. 主界面

答题流程：输入答案 → 按 Enter 键 → 即时判断对错 → 点击「下一题」继续。

2. 答对反馈

输入正确答案后的截图，展示绿色 ✓ 提示

3. 答错反馈

输入错误答案后的截图，展示红色 ✗ 及正确答案

4. 难度设置

难度设置弹窗截图，展示数值范围调节器、运算类型复选框、操作数类型复选框

5. 分数运算

分数题目的截图（如 3/4 + 1/2 = ?）及结果

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功能特性

功能	说明
随机出题	每次生成不重复的题目，使用 java.util.Random
四则运算	加法、减法、乘法、除法，可在设置中独立开关
三种操作数	整数、小数（1 位精度）、分数（GCD 自动化简）
难度自定义	数值范围（1~1000）、运算类型、操作数类型自由组合
按键判题	输入框按 Enter 键即时提交判断
即时反馈	绿色 ✓ 正确，红色 ✗ 显示正确答案
成绩统计	底部状态栏实时显示已答题数、正确数、正确率

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项目结构

src/
├── Main.java                      # 程序入口（EDT 启动）
├── enums/
│   ├── Operation.java             # 运算枚举：+ - × ÷
│   └── NumberType.java            # 操作数类型枚举：整数/小数/分数
├── logic/                         # 业务逻辑（零 Swing 依赖，可独立测试）
│   ├── Question.java              # 题目数据类（record）
│   ├── Difficulty.java            # 难度配置（record）
│   ├── QuestionGenerator.java     # 随机题目生成核心
│   ├── AnswerChecker.java         # 答案解析与校验
│   └── ScoreTracker.java          # 答题统计
└── ui/                            # Swing 界面层
    ├── MainFrame.java             # 主窗口（650×450，不可拉伸）
    ├── QuizPanel.java             # 答题面板
    ├── ScorePanel.java            # 底部状态栏
    └── SettingsDialog.java        # 难度设置弹窗

架构设计

采用 MVC + 策略模式，UI 与业务逻辑严格分离：

• logic/ 包完全不依赖 javax.swing 或 java.awt，可脱离界面独立测试
• QuestionGenerator 依据 Difficulty 配置随机选择运算类型和操作数类型，通过 GCD 算法化简分数
• AnswerChecker 支持解析整数（5）、小数（2.5）、分数（3/4）三种输入格式，容差 1e-9
• UI 层所有 Swing 操作确保在 EDT 线程执行，QuizPanel 通过 PropertyChangeEvent 通知 ScorePanel 更新

用户输入 → Enter 键触发
    → AnswerChecker.check(input, question)
    → ScoreTracker.recordAnswer(correct)
    → QuizPanel 更新反馈 + ScorePanel 更新统计

核心代码片段

随机题目生成（QuestionGenerator）

public Question generate() {
    Question q;
    do {
        q = tryGenerate();          // 随机选择运算 + 操作数类型
    } while (q.equals(lastQuestion)); // 避免连续重复
    lastQuestion = q;
    return q;
}

答案校验（AnswerChecker）

public static double parse(String input) {
    if (input.contains("/")) {          // 分数格式 3/4
        String[] parts = input.split("/");
        double num = Double.parseDouble(parts[0]);
        double den = Double.parseDouble(parts[1]);
        if (den == 0) throw new NumberFormatException("分母不能为零");
        return num / den;
    }
    return Double.parseDouble(input);   // 整数或小数
}

分数化简（GCD 算法）

private int[] simplify(int num, int den) {
    if (num == 0) return new int[]{0, 1};
    int g = gcd(Math.abs(num), Math.abs(den));
    return new int[]{num / g, den / g};
}

private int gcd(int a, int b) {
    while (b != 0) { int t = b; b = a % b; a = t; }
    return a;
}

Java Swing 算术练习软件 - 完整源码+可执行JAR
算术练习软件 - 可执行JAR（双击运行）