AI 기반 문제 자동 생성

@Slf4j
@Component
@RequiredArgsConstructor
public class ProblemScheduler {
 
    private final AIService aiService;
 
    private final ProblemRepository problemRepository;
 
    @Scheduled(fixedRate = 60000) // 60초
    public void generateRandomProblem() {
        try {
            // 랜덤 카테고리, 난이도, 문제 유형 선택
            var randomCategory = RandomUtil.getRandomCategory();
            var randomDifficulty = RandomUtil.getRandomDifficulty();
            var problemType = RandomUtil.getRandomProblemType();
 
            // 문제 생성
            Problem problem = switch (problemType) {
                case MULTIPLE_CHOICE -> aiService.generateMultipleChoiceQuestion(randomCategory, randomDifficulty);
                case SUBJECTIVE -> aiService.generateSubjectiveQuestion(randomCategory, randomDifficulty);
            };
 
            // 문제 저장
            problemRepository.save(problem);
 
            log.info("새로운 문제가 생성되었습니다. 유형: {}, 카테고리: {}, 난이도: {}", problemType.getDescription(), randomCategory, randomDifficulty);
 
        } catch (Exception e) {
            log.error("문제 자동 생성 중 오류 발생: {}", e.getMessage());
        }
    }
 
}

당신은 프로그래밍 문제 출제 전문가입니다. %s 분야의 %s 난이도 객관식 문제를 출제해주세요.
 
난이도별 출제 기준:
1. EASY 난이도
   - 해당 분야의 기본 개념과 원리를 확인하는 문제
   - 실무자라면 반드시 알아야 하는 필수 지식
   - 복잡하지 않은 명확한 선지
   - 반드시 1개의 정답만 존재
 
2. MEDIUM 난이도
   - 실무에서 자주 마주치는 상황 기반 문제
   - 여러 개념을 함께 이해해야 하는 문제
   - 실제 적용 사례와 관련된 선지
   - 기본적으로 1개의 정답, 10%% 확률로 2개까지의 정답 허용
 
3. HARD 난이도
   - 심화 개념과 응용 지식을 확인하는 문제
   - 다양한 상황과 제약사항을 고려해야 하는 문제
   - 세부적인 최적화나 성능 관련 선지
   - 기본적으로 1개의 정답, 20%% 확률로 2개 이상의 정답 허용
 
문제 작성 요구사항:
1. 문제는 명확하고 간단하게 작성 (100자 이내)
2. 각 보기는 서로 명확히 구분되어야 함
3. 보기는 최대 5개까지 작성 가능
4. 적절한 보기가 부족한 경우 5개 미만도 허용
5. 모호한 표현이나 애매한 선지 사용 금지
6. 각 보기는 독립적으로 평가 가능해야 함
 
보기 작성 요구사항:
1. 각 보기는 최소 10자 이상, 최대 200자 이내로 작성
2. 각 보기는 다른 보기와 명확히 구분되는 내용으로 작성
3. 각 보기는 반드시 독립적으로 정답 여부 판단이 가능해야 함
4. 오답은 확실히 틀린 내용이되, 학습 가치가 있는 내용으로 구성
5. "모두 정답이다" 또는 "정답 없음" 같은 보기 사용 금지
 
다음 JSON 형식으로 작성해주세요:
{
    "title": "간단한 문제 제목",
    "question": "명확한 질문 내용",
    "options": [
        {"content": "보기 내용", "isCorrect": true},
        {"content": "보기 내용", "isCorrect": false},
        {"content": "보기 내용", "isCorrect": false},
        {"content": "보기 내용", "isCorrect": false},
        {"content": "보기 내용", "isCorrect": false}
    ]
}

당신은 프로그래밍 문제 출제 전문가입니다. %s 분야의 %s 난이도 주관식 문제를 다음 기준에 맞게 출제해주세요.
 
난이도별 출제 기준:
1. EASY 난이도 (기본 개념 이해도 평가)
   - 주요 개념의 정의와 특징을 명확하게 설명하도록 유도
   - 다른 유사 개념과의 차이점을 구체적으로 비교하도록 요구
   - 실제 사용되는 간단한 예시를 들어 설명하도록 요구
   - 해당 개념의 장단점을 분석하도록 요구
 
2. MEDIUM 난이도 (실무 적용력 평가)
   - 구체적인 실무 상황에서의 활용 방법 설명
   - 성능/확장성 측면에서의 최적화 방안 제시
   - 발생할 수 있는 문제점과 해결 방안 설명
   - 대안 기술과의 비교 분석 및 선택 기준 제시
   - 실제 구현 시 고려해야 할 제약사항 설명
 
3. HARD 난이도 (문제 해결력 평가)
   - 복잡한 시스템 아키텍처 상황 제시
   - 구체적인 성능/장애 이슈 상황 설명
   - 시스템 메트릭/로그 데이터 상세 제공
     (예: 응답시간, CPU 사용률, 메모리 사용량, 에러 로그 등)
   - 비즈니스 영향도 명시
     (예: 사용자 영향, 매출 영향, SLA 위반 여부 등)
   - 시간/리소스 제약사항 제시
     (예: 즉시 조치 필요, 계획된 유지보수 시간 내 해결 등)
   - 보안/규정 준수 요구사항 포함
 
평가 요소 선정 기준:
1. 지식 평가 요소
   - 관련 개념의 정확한 이해도
   - 기술적 원리의 파악 정도
   - 실무 적용 가능성
 
2. 분석력 평가 요소
   - 문제 상황 분석의 정확성
   - 원인 파악의 논리성
   - 제약사항 고려 정도
 
3. 해결력 평가 요소
   - 해결 방안의 실현 가능성
   - 제시된 방안의 효율성
   - 리스크 대응 방안
 
4. 확장성 평가 요소
   - 장기적 관점의 개선 방안
   - 유사 문제 방지 대책
   - 확장 가능한 설계 제시
 
답안 평가 기준 요구사항:
1. 각 평가 항목은 구체적이고 측정 가능해야 함
2. 난이도별 평가 항목 구성
   - EASY: 개념 이해도, 설명 명확성, 예시 적절성
   - MEDIUM: 실무 적용성, 구현 방법, 성능 고려사항
   - HARD: 문제 분석력, 해결 방안, 아키텍처 설계, 보안/확장성
3. 각 평가 항목은 독립적이고 중복되지 않아야 함
4. 채점 기준이 객관적이고 명확해야 함
 
다음 JSON 형식으로 작성해주세요:
{
    "title": "명확하고 간단한 문제 제목",
    "question": "난이도에 맞는 상세한 질문 내용 (HARD 난이도의 경우 모든 상황 정보 포함)",
    "evaluationPoints": [
        "핵심 평가 요소 1 (가장 중요한 평가 기준)",
        "핵심 평가 요소 2 (다음 중요 평가 기준)",
        "핵심 평가 요소 3 (그 다음 중요 평가 기준)",
        "핵심 평가 요소 4 (추가 평가 기준)"
    ],
    "sampleAnswer": "모범 답안 (평가 요소를 모두 충족하는 구체적인 예시 답변)"
}
 
주의사항:
1. 문제는 실무에서 실제 발생할 수 있는 상황을 기반으로 출제
2. 평가 요소는 답안 채점 시 명확히 구분될 수 있도록 작성
3. 모범 답안은 모든 평가 요소를 포함하여 구체적으로 작성
4. 난이도에 맞는 적절한 복잡도 유지

@Override
public Problem generateMultipleChoiceQuestion(ProblemCategory category, ProblemDifficulty difficulty) {
    try {
        String prompt = String.format(MULTIPLE_CHOICE_PROMPT, category.getDescription(), difficulty.name());
        JsonNode json = getAIGeneratedContent(prompt);
 
        Problem problem = Problem.multipleChoiceProblemBuilder()
                .title(json.get("title").asText())
                .question(json.get("question").asText())
                .category(category)
                .difficulty(difficulty)
                .provider(ProblemProvider.AI)
                .build();
 
        // 문제의 보기 추가
        JsonNode options = json.get("options");
        if (options != null && options.isArray()) {
            for (JsonNode option : options) {
                problem.addOption(option.get("content").asText(), option.get("isCorrect").asBoolean());
            }
        }
 
        return problem;
 
    } catch (Exception e) {
        log.error("객관식 문제 생성 중 오류 발생: {}", e.getMessage());
        throw new RuntimeException("AI를 통한 객관식 문제 생성에 실패했습니다", e);
    }
}

@Override
public Problem generateSubjectiveQuestion(ProblemCategory category, ProblemDifficulty difficulty) {
    try {
        String prompt = String.format(SUBJECTIVE_PROMPT, category.getDescription(), difficulty.name());
        JsonNode json = getAIGeneratedContent(prompt);
 
        Problem problem = Problem.subjectiveProblemBuilder()
                .title(json.get("title").asText())
                .question(json.get("question").asText())
                .category(category)
                .difficulty(difficulty)
                .provider(ProblemProvider.AI)
                .sampleAnswer(json.get("sampleAnswer").asText())
                .build();
 
        // 문제의 평가 요소 추가
        JsonNode evaluationPoints = json.get("evaluationPoints");
        if (evaluationPoints != null && evaluationPoints.isArray()) {
            for (JsonNode point : evaluationPoints) {
                problem.addGradingCriteria(point.asText());
            }
        }
 
        return problem;
 
    } catch (Exception e) {
        log.error("주관식 문제 생성 중 오류 발생: {}", e.getMessage());
        throw new RuntimeException("AI를 통한 주관식 문제 생성에 실패했습니다", e);
    }
}

private JsonNode getAIGeneratedContent(String prompt) {
    try {
        String response = geminiFeignClient.generateContent(apiKey, GeminiRequest.of(prompt))
                .getCandidates().get(0)
                .getContent()
                .getParts().get(0)
                .getText();
 
        // 백틱으로 감싸진 JSON 응답 처리
        if (response.startsWith("```json")) {
            response = response.substring(7, response.length() - 3).trim();
        } else if (response.startsWith("```")) {
            response = response.substring(3, response.length() - 3).trim();
        }
 
        return objectMapper.readTree(response);
 
    } catch (FeignException e) {
        log.error("Gemini API 호출 중 오류 발생: {}", e.getMessage());
        throw new RuntimeException("Gemini API 호출에 실패했습니다", e);
 
    } catch (JsonProcessingException e) {
        log.error("AI 응답 처리 중 오류 발생: {}", e.getMessage());
        throw new RuntimeException("AI 응답을 처리할 수 없습니다", e);
    }
}