Igor20264
915 lines
39 KiB
Python
915 lines
39 KiB
Python
from abc import ABC, abstractmethod
|
||
from typing import Dict, List, Any, Optional, Union, Callable
|
||
from docx import Document
|
||
from docx.shared import Pt, Cm, RGBColor
|
||
from docx.enum.text import WD_ALIGN_PARAGRAPH, WD_LINE_SPACING
|
||
from docx.enum.style import WD_STYLE_TYPE
|
||
from docx.oxml.ns import qn
|
||
from docx.oxml import OxmlElement
|
||
import re
|
||
|
||
|
||
class GostDocumentConfig:
|
||
"""Конфигурация параметров документа по ГОСТ"""
|
||
|
||
def __init__(self, **kwargs):
|
||
# Поля документа (в сантиметрах)
|
||
self.margins = kwargs.get('margins', {
|
||
'top': 2.0,
|
||
'bottom': 2.0,
|
||
'left': 3.0,
|
||
'right': 1.5
|
||
})
|
||
|
||
# Шрифты
|
||
self.font = kwargs.get('font', {
|
||
'name': 'Times New Roman',
|
||
'size': 14,
|
||
'main_language': 'ru-RU'
|
||
})
|
||
|
||
# Межстрочный интервал
|
||
self.line_spacing = kwargs.get('line_spacing', 1.5)
|
||
|
||
# Отступы для заголовков
|
||
self.heading_spacing = kwargs.get('heading_spacing', {
|
||
1: {'before': 24, 'after': 12},
|
||
2: {'before': 24, 'after': 6},
|
||
3: {'before': 18, 'after': 6}
|
||
})
|
||
|
||
# Стили заголовков
|
||
self.heading_styles = kwargs.get('heading_styles', {
|
||
1: {'size': 16, 'bold': True, 'all_caps': True, 'align': 'center'},
|
||
2: {'size': 14, 'bold': True, 'all_caps': False, 'align': 'left'},
|
||
3: {'size': 14, 'bold': True, 'italic': True, 'all_caps': False, 'align': 'left'}
|
||
})
|
||
|
||
# Стиль абзаца
|
||
self.paragraph = kwargs.get('paragraph', {
|
||
'first_line_indent': 1.25, # в см
|
||
'alignment': 'justify'
|
||
})
|
||
|
||
# Стиль таблиц
|
||
self.table = kwargs.get('table', {
|
||
'font_size': 12,
|
||
'header_bold': True
|
||
})
|
||
|
||
# Стиль подписей
|
||
self.caption = kwargs.get('caption', {
|
||
'font_size': 12,
|
||
'italic': True,
|
||
'align': 'center'
|
||
})
|
||
|
||
|
||
class GostDocumentCore(ABC):
|
||
"""Базовый класс для создания документов по ГОСТ с возможностью расширения"""
|
||
|
||
def __init__(self, config: Optional[GostDocumentConfig] = None,
|
||
title: str = "", author: str = ""):
|
||
"""
|
||
Инициализация документа с настройками ГОСТ
|
||
|
||
Args:
|
||
config: Конфигурация документа (если None - используются стандартные настройки ГОСТ)
|
||
title: Заголовок документа
|
||
author: Автор документа
|
||
"""
|
||
self.config = config or GostDocumentConfig()
|
||
self.title = title
|
||
self.author = author
|
||
self.document = Document()
|
||
self._element_processors = {}
|
||
self._setup_document()
|
||
self._create_gost_styles()
|
||
|
||
# Регистрируем базовые процессоры элементов
|
||
self.register_processor('heading', self._process_heading)
|
||
self.register_processor('paragraph', self._process_paragraph)
|
||
self.register_processor('table', self._process_table)
|
||
self.register_processor('list', self._process_list)
|
||
self.register_processor('image', self._process_image)
|
||
|
||
def _setup_document(self):
|
||
"""Настройка базовых параметров документа согласно ГОСТ"""
|
||
# Настройка полей страницы
|
||
sections = self.document.sections
|
||
for section in sections:
|
||
section.top_margin = Cm(self.config.margins['top'])
|
||
section.bottom_margin = Cm(self.config.margins['bottom'])
|
||
section.left_margin = Cm(self.config.margins['left'])
|
||
section.right_margin = Cm(self.config.margins['right'])
|
||
|
||
# Установка стандартного стиля для всего документа
|
||
style = self.document.styles['Normal']
|
||
font = style.font
|
||
font.name = self.config.font['name']
|
||
font.size = Pt(self.config.font['size'])
|
||
|
||
# Установка кириллического шрифта
|
||
font.element.rPr.rFonts.set(qn('w:eastAsia'), self.config.font['name'])
|
||
|
||
# Настройка формата абзаца
|
||
paragraph_format = style.paragraph_format
|
||
paragraph_format.line_spacing_rule = (
|
||
WD_LINE_SPACING.ONE_POINT_FIVE if self.config.line_spacing == 1.5
|
||
else WD_LINE_SPACING.DOUBLE if self.config.line_spacing == 2.0
|
||
else WD_LINE_SPACING.EXACTLY
|
||
)
|
||
paragraph_format.alignment = (
|
||
WD_ALIGN_PARAGRAPH.JUSTIFY if self.config.paragraph['alignment'] == 'justify'
|
||
else WD_ALIGN_PARAGRAPH.LEFT if self.config.paragraph['alignment'] == 'left'
|
||
else WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
|
||
)
|
||
paragraph_format.first_line_indent = Cm(self.config.paragraph['first_line_indent'])
|
||
|
||
def _create_gost_styles(self):
|
||
"""Создание стилей заголовков и других элементов в соответствии с ГОСТ"""
|
||
# Заголовок 1 уровня
|
||
self._create_heading_style(1)
|
||
# Заголовок 2 уровня
|
||
self._create_heading_style(2)
|
||
# Заголовок 3 уровня
|
||
self._create_heading_style(3)
|
||
|
||
# Стиль для списка
|
||
if 'List GOST' not in self.document.styles:
|
||
list_style = self.document.styles.add_style('List GOST', WD_STYLE_TYPE.PARAGRAPH)
|
||
list_style.base_style = self.document.styles['List']
|
||
list_style.font.name = self.config.font['name']
|
||
list_style.font.size = Pt(self.config.font['size'])
|
||
list_style.paragraph_format.left_indent = Cm(1.25)
|
||
list_style.paragraph_format.space_before = Pt(0)
|
||
list_style.paragraph_format.space_after = Pt(6)
|
||
list_style.paragraph_format.line_spacing_rule = (
|
||
WD_LINE_SPACING.ONE_POINT_FIVE if self.config.line_spacing == 1.5
|
||
else WD_LINE_SPACING.DOUBLE
|
||
)
|
||
|
||
# Стиль для подписей таблиц и рисунков
|
||
if 'Caption GOST' not in self.document.styles:
|
||
caption_style = self.document.styles.add_style('Caption GOST', WD_STYLE_TYPE.PARAGRAPH)
|
||
caption_style.base_style = self.document.styles['Caption']
|
||
caption_style.font.name = self.config.font['name']
|
||
caption_style.font.size = Pt(self.config.caption['font_size'])
|
||
caption_style.font.italic = self.config.caption['italic']
|
||
caption_style.paragraph_format.alignment = (
|
||
WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER if self.config.caption['align'] == 'center'
|
||
else WD_ALIGN_PARAGRAPH.LEFT
|
||
)
|
||
caption_style.paragraph_format.space_before = Pt(6)
|
||
caption_style.paragraph_format.space_after = Pt(12)
|
||
|
||
def _create_heading_style(self, level: int):
|
||
"""Создает стиль заголовка заданного уровня"""
|
||
style_name = f'Heading {level} GOST'
|
||
|
||
if style_name in self.document.styles:
|
||
return
|
||
|
||
style = self.document.styles.add_style(style_name, WD_STYLE_TYPE.PARAGRAPH)
|
||
|
||
# Настройка шрифта
|
||
heading_config = self.config.heading_styles[level]
|
||
style.font.name = self.config.font['name']
|
||
style.font.size = Pt(heading_config['size'])
|
||
style.font.bold = heading_config['bold']
|
||
style.font.italic = heading_config.get('italic', False)
|
||
style.font.all_caps = heading_config['all_caps']
|
||
|
||
# Настройка абзаца
|
||
spacing = self.config.heading_spacing[level]
|
||
style.paragraph_format.space_before = Pt(spacing['before'])
|
||
style.paragraph_format.space_after = Pt(spacing['after'])
|
||
style.paragraph_format.line_spacing_rule = (
|
||
WD_LINE_SPACING.ONE_POINT_FIVE if self.config.line_spacing == 1.5
|
||
else WD_LINE_SPACING.DOUBLE
|
||
)
|
||
|
||
# Выравнивание
|
||
if heading_config['align'] == 'center':
|
||
style.paragraph_format.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
|
||
elif heading_config['align'] == 'left':
|
||
style.paragraph_format.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.LEFT
|
||
style.paragraph_format.first_line_indent = Cm(0) # Без красной строки для заголовков
|
||
|
||
def register_processor(self, element_type: str, processor: Callable):
|
||
"""
|
||
Регистрирует обработчик для определенного типа элемента
|
||
|
||
Args:
|
||
element_type: Тип элемента (например, 'heading', 'table')
|
||
processor: Функция-обработчик
|
||
"""
|
||
self._element_processors[element_type] = processor
|
||
|
||
def get_processor(self, element_type: str) -> Optional[Callable]:
|
||
"""
|
||
Возвращает обработчик для указанного типа элемента
|
||
|
||
Args:
|
||
element_type: Тип элемента
|
||
|
||
Returns:
|
||
Обработчик или None, если не найден
|
||
"""
|
||
return self._element_processors.get(element_type)
|
||
|
||
def _process_heading(self, element: Dict[str, Any]) -> None:
|
||
"""Обрабатывает элемент заголовка"""
|
||
level = element.get('level', 1)
|
||
text = element.get('text', '')
|
||
|
||
heading = self.document.add_heading(level=0)
|
||
style_name = f'Heading {level} GOST'
|
||
|
||
if style_name in self.document.styles:
|
||
heading.style = style_name
|
||
else:
|
||
# Базовая настройка, если стиль не создан
|
||
heading.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER if level == 1 else WD_ALIGN_PARAGRAPH.LEFT
|
||
run = heading.add_run(text)
|
||
run.font.size = Pt(16 if level == 1 else 14)
|
||
run.font.bold = True
|
||
|
||
# Добавляем текст
|
||
heading.add_run(text)
|
||
|
||
def _process_paragraph(self, element: Dict[str, Any]) -> None:
|
||
"""Обрабатывает элемент абзаца"""
|
||
text = element.get('text', '')
|
||
style = element.get('style')
|
||
|
||
p = self.document.add_paragraph()
|
||
|
||
if style and style in self.document.styles:
|
||
p.style = style
|
||
|
||
# Основной текст по ГОСТ
|
||
p.paragraph_format.line_spacing_rule = (
|
||
WD_LINE_SPACING.ONE_POINT_FIVE if self.config.line_spacing == 1.5
|
||
else WD_LINE_SPACING.DOUBLE
|
||
)
|
||
p.paragraph_format.alignment = (
|
||
WD_ALIGN_PARAGRAPH.JUSTIFY if self.config.paragraph['alignment'] == 'justify'
|
||
else WD_ALIGN_PARAGRAPH.LEFT
|
||
)
|
||
p.paragraph_format.first_line_indent = Cm(self.config.paragraph['first_line_indent'])
|
||
print(text)
|
||
# Добавляем текст
|
||
p.add_run(text)
|
||
|
||
def _process_table(self, element: Dict[str, Any]) -> None:
|
||
"""Обрабатывает элемент таблицы"""
|
||
data = element.get('data', [])
|
||
headers = element.get('headers')
|
||
|
||
# Добавляем подпись таблицы
|
||
caption = self.document.add_paragraph()
|
||
caption.style = 'Caption GOST'
|
||
caption.add_run("Таблица ").bold = True
|
||
|
||
# Создаем таблицу
|
||
rows = len(data) + (1 if headers else 0)
|
||
cols = len(data[0]) if data else 0
|
||
if cols == 0:
|
||
return
|
||
|
||
table = self.document.add_table(rows=rows, cols=cols)
|
||
table.style = 'Table Grid'
|
||
|
||
# Заполняем заголовки, если они есть
|
||
if headers:
|
||
hdr_cells = table.rows[0].cells
|
||
for i, header in enumerate(headers):
|
||
hdr_cells[i].text = header
|
||
for paragraph in hdr_cells[i].paragraphs:
|
||
for run in paragraph.runs:
|
||
run.font.bold = self.config.table['header_bold']
|
||
|
||
# Заполняем данные
|
||
start_row = 1 if headers else 0
|
||
for i, row_data in enumerate(data):
|
||
row_cells = table.rows[i + start_row].cells
|
||
for j, cell_data in enumerate(row_data):
|
||
row_cells[j].text = str(cell_data)
|
||
|
||
# Настройка шрифта для всех ячеек
|
||
for row in table.rows:
|
||
for cell in row.cells:
|
||
for paragraph in cell.paragraphs:
|
||
for run in paragraph.runs:
|
||
run.font.name = self.config.font['name']
|
||
run.font.size = Pt(self.config.table['font_size'])
|
||
|
||
def _process_list(self, element: Dict[str, Any]) -> None:
|
||
"""Обрабатывает элемент списка"""
|
||
items = element.get('items', [])
|
||
list_type = element.get('type', 'unordered') # 'unordered' или 'ordered'
|
||
|
||
for item in items:
|
||
p = self.document.add_paragraph(style='List GOST')
|
||
p.paragraph_format.left_indent = Cm(1.25)
|
||
p.paragraph_format.first_line_indent = Cm(-0.63) if list_type == 'ordered' else Cm(0)
|
||
|
||
if list_type == 'ordered':
|
||
# Добавляем номер вручную для упорядоченного списка
|
||
p.add_run(f"{items.index(item) + 1}. ").bold = True
|
||
|
||
p.add_run(item)
|
||
|
||
def _process_image(self, element: Dict[str, Any]) -> None:
|
||
"""Обрабатывает элемент изображения (заглушка для будущей реализации)"""
|
||
# В реальной реализации здесь будет добавление изображения
|
||
path = element.get('path', '')
|
||
width = element.get('width', None)
|
||
|
||
# Добавляем подпись
|
||
caption = self.document.add_paragraph()
|
||
caption.style = 'Caption GOST'
|
||
caption.add_run("Рисунок ").bold = True
|
||
|
||
# В реальной реализации здесь будет добавление изображения
|
||
# if path and os.path.exists(path):
|
||
# if width:
|
||
# self.document.add_picture(path, width=Cm(width))
|
||
# else:
|
||
# self.document.add_picture(path)
|
||
|
||
@abstractmethod
|
||
def add_element(self, element_type: str, **kwargs) -> None:
|
||
"""
|
||
Абстрактный метод для добавления элемента в документ.
|
||
Должен быть реализован в дочерних классах.
|
||
|
||
Args:
|
||
element_type: Тип элемента (heading, paragraph, table и т.д.)
|
||
**kwargs: Параметры элемента
|
||
"""
|
||
pass
|
||
|
||
def save(self, filename: str) -> None:
|
||
"""
|
||
Сохраняет документ в файл
|
||
|
||
Args:
|
||
filename: Имя файла для сохранения
|
||
"""
|
||
# Добавляем настройки совместимости
|
||
try:
|
||
self.document.settings.element.xpath('./w:compat')[0].clear()
|
||
except (IndexError, AttributeError):
|
||
pass
|
||
|
||
self.document.save(filename)
|
||
|
||
def create_title_page(self) -> None:
|
||
"""Создает титульную страницу документа"""
|
||
# Добавляем отступ сверху
|
||
for _ in range(5):
|
||
self.document.add_paragraph()
|
||
|
||
# Заголовок
|
||
title_paragraph = self.document.add_heading(level=0)
|
||
title_paragraph.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
|
||
title_run = title_paragraph.add_run(self.title)
|
||
title_run.font.size = Pt(16)
|
||
title_run.font.bold = True
|
||
title_run.font.name = self.config.font['name']
|
||
|
||
# Добавляем отступ
|
||
self.document.add_paragraph()
|
||
|
||
# Автор
|
||
author_paragraph = self.document.add_paragraph()
|
||
author_paragraph.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
|
||
author_run = author_paragraph.add_run(self.author)
|
||
author_run.font.size = Pt(self.config.font['size'])
|
||
author_run.font.name = self.config.font['name']
|
||
|
||
# Добавляем отступ снизу
|
||
for _ in range(10):
|
||
self.document.add_paragraph()
|
||
|
||
# Дата
|
||
date_paragraph = self.document.add_paragraph()
|
||
date_paragraph.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
|
||
date_run = date_paragraph.add_run("2023")
|
||
date_run.font.size = Pt(self.config.font['size'])
|
||
date_run.font.name = self.config.font['name']
|
||
|
||
# Устанавливаем титульную страницу как отдельный раздел
|
||
self.document.sections[0].start_type = 2 # Новая страница
|
||
|
||
|
||
class MarkdownGostDocument(GostDocumentCore):
|
||
"""
|
||
Расширенная реализация для обработки Markdown и преобразования в документ по ГОСТ
|
||
"""
|
||
|
||
def __init__(self, config: Optional[GostDocumentConfig] = None,
|
||
title: str = "", author: str = ""):
|
||
super().__init__(config, title, author)
|
||
self._markdown_processors = {}
|
||
self._setup_markdown_processors()
|
||
|
||
def _setup_markdown_processors(self):
|
||
"""Настраивает обработчики для различных элементов Markdown"""
|
||
# Заголовки
|
||
self.register_markdown_processor(r'#{1,6}\s+(.+)', self._process_md_heading)
|
||
# Обычный текст
|
||
self.register_markdown_processor(r'^(?!#{1,6}\s+)(?!-{3,})(?!#{1,6}$)(?!```)(?!!\[.*\]\(.*\)).+',
|
||
self._process_md_paragraph)
|
||
# Горизонтальная линия
|
||
self.register_markdown_processor(r'^-{3,}$', self._process_md_horizontal_rule)
|
||
# Списки
|
||
self.register_markdown_processor(r'^(\*|\-|\d+\.)\s+(.+)$', self._process_md_list)
|
||
# Таблицы (упрощенная обработка)
|
||
self.register_markdown_processor(r'^\|.*\|$', self._process_md_table)
|
||
# Изображения
|
||
self.register_markdown_processor(r'^!\[(.*)\]\((.*)\)$', self._process_md_image)
|
||
# Код
|
||
self.register_markdown_processor(r'^```(.*)$', self._process_md_code)
|
||
|
||
def register_markdown_processor(self, pattern: str, processor: Callable):
|
||
"""
|
||
Регистрирует обработчик для определенного паттерна Markdown
|
||
|
||
Args:
|
||
pattern: Регулярное выражение для паттерна
|
||
processor: Функция-обработчик
|
||
"""
|
||
self._markdown_processors[pattern] = processor
|
||
|
||
def _process_md_heading(self, match: re.Match, line: str) -> Dict[str, Any]:
|
||
"""Обрабатывает заголовок Markdown"""
|
||
heading_text = match.group(1).strip()
|
||
level = line.count('#')
|
||
# Ограничиваем уровень заголовка от 1 до 3 (согласно ГОСТ)
|
||
level = min(max(level, 1), 3)
|
||
return {'type': 'heading', 'level': level, 'text': heading_text}
|
||
|
||
def _process_md_paragraph(self, match: re.Match, line: str) -> Dict[str, Any]:
|
||
"""Обрабатывает обычный текст Markdown"""
|
||
return {'type': 'paragraph', 'text': line.strip()}
|
||
|
||
def _process_md_horizontal_rule(self, match: re.Match, line: str) -> Dict[str, Any]:
|
||
"""Обрабатывает горизонтальную линию Markdown"""
|
||
# В ГОСТ горизонтальные линии не используются, поэтому просто пропускаем
|
||
return None
|
||
|
||
def _process_md_list(self, match: re.Match, line: str) -> Dict[str, Any]:
|
||
"""Обрабатывает список Markdown"""
|
||
items = [line.strip()]
|
||
list_type = 'ordered' if re.match(r'^\d+\.', line) else 'unordered'
|
||
return {'type': 'list', 'items': items, 'type': list_type}
|
||
|
||
def _process_md_table(self, match: re.Match, line: str) -> Dict[str, Any]:
|
||
"""Обрабатывает таблицу Markdown (заглушка)"""
|
||
# Полная обработка таблиц требует анализа нескольких строк
|
||
return None # Будет обработано в полной реализации
|
||
|
||
def _process_md_image(self, match: re.Match, line: str) -> Dict[str, Any]:
|
||
"""Обрабатывает изображение Markdown"""
|
||
alt_text = match.group(1)
|
||
image_path = match.group(2)
|
||
return {'type': 'image', 'path': image_path, 'alt': alt_text}
|
||
|
||
def _process_md_code(self, match: re.Match, line: str) -> Dict[str, Any]:
|
||
"""Обрабатывает блок кода Markdown"""
|
||
# Код в ГОСТ обычно оформляется как отдельный раздел или сноска
|
||
return {'type': 'paragraph', 'text': f"Код: {line}", 'style': 'Code'}
|
||
|
||
def add_element(self, element_type: str, **kwargs) -> None:
|
||
"""
|
||
Добавляет элемент в документ согласно ГОСТ
|
||
|
||
Args:
|
||
element_type: Тип элемента (heading, paragraph, table и т.д.)
|
||
**kwargs: Параметры элемента
|
||
"""
|
||
processor = self.get_processor(element_type)
|
||
if processor:
|
||
element = {'type': element_type, **kwargs}
|
||
processor(element)
|
||
|
||
def process_markdown(self, markdown_text: str) -> None:
|
||
"""
|
||
Обрабатывает Markdown текст и добавляет элементы в документ
|
||
|
||
Args:
|
||
markdown_text: Текст в формате Markdown
|
||
"""
|
||
lines = markdown_text.split('\n')
|
||
i = 0
|
||
while i < len(lines):
|
||
line = lines[i].strip()
|
||
if not line:
|
||
i += 1
|
||
continue
|
||
|
||
processed = False
|
||
for pattern, processor in self._markdown_processors.items():
|
||
match = re.match(pattern, line)
|
||
if match:
|
||
element = processor(match, line)
|
||
if element:
|
||
self.add_element(element['type'], **{k: v for k, v in element.items() if k != 'type'})
|
||
processed = True
|
||
break
|
||
|
||
if not processed:
|
||
# Если строка не соответствует ни одному паттерну, обрабатываем как обычный текст
|
||
self.add_element('paragraph', text=line)
|
||
|
||
i += 1
|
||
|
||
def process_markdown_file(self, file_path: str) -> None:
|
||
"""
|
||
Обрабатывает файл Markdown и добавляет элементы в документ
|
||
|
||
Args:
|
||
file_path: Путь к файлу Markdown
|
||
"""
|
||
with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as f:
|
||
markdown_text = f.read()
|
||
self.process_markdown(markdown_text)
|
||
|
||
|
||
# Пример использования
|
||
if __name__ == "__main__":
|
||
# Создаем кастомную конфигурацию (можно оставить стандартную)
|
||
custom_config = GostDocumentConfig(
|
||
margins={
|
||
'top': 2.0,
|
||
'bottom': 2.0,
|
||
'left': 3.0,
|
||
'right': 1.5
|
||
},
|
||
font={
|
||
'name': 'Times New Roman',
|
||
'size': 14
|
||
},
|
||
line_spacing=1.5,
|
||
heading_spacing={
|
||
1: {'before': 24, 'after': 12},
|
||
2: {'before': 24, 'after': 6},
|
||
3: {'before': 18, 'after': 6}
|
||
},
|
||
heading_styles={
|
||
1: {'size': 16, 'bold': True, 'all_caps': True, 'align': 'center'},
|
||
2: {'size': 14, 'bold': True, 'all_caps': False, 'align': 'left'},
|
||
3: {'size': 14, 'bold': True, 'italic': True, 'all_caps': False, 'align': 'left'}
|
||
}
|
||
)
|
||
|
||
# Создаем документ с поддержкой Markdown
|
||
doc = MarkdownGostDocument(
|
||
config=custom_config,
|
||
title="Отчет о научно-исследовательской работе",
|
||
author="Иванов И.И., группа 123"
|
||
)
|
||
|
||
# Добавляем титульную страницу
|
||
doc.create_title_page()
|
||
|
||
# Пример обработки Markdown
|
||
markdown_example = """
|
||
## Практическая работа 6 (часть 2)
|
||
**Тема. Нелинейные структуры данных. Бинарное дерево.**
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 1. Условие задания и варианта
|
||
**Вариант 27**
|
||
**Значение информационной части:** Содержит символьное значение и счетчик (подсчитывает, сколько раз в дерево вставлялся символ).
|
||
**Операции варианта:**
|
||
1. Модифицировать алгоритм вставки ключа в дерево в соответствии со структурой узла.
|
||
2. Определить символ, который встретился большее количество раз.
|
||
3. Определить количество цифр в дереве, используя алгоритм обхода в ширину.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 2. Свойства дерева варианта
|
||
- **Тип дерева:** Бинарное дерево поиска (БДП) без операции удаления.
|
||
- **Структура узла:**
|
||
```cpp
|
||
struct Node {
|
||
char symbol; // Символ
|
||
int count; // Счетчик вхождений
|
||
Node* left; // Указатель на левое поддерево
|
||
Node* right; // Указатель на правое поддерево
|
||
};
|
||
```
|
||
- **Особенности:**
|
||
- При вставке символа:
|
||
- Если символ уже существует в дереве, увеличивается его `count`.
|
||
- Иначе создается новый узел с `count = 1`.
|
||
- Упорядочение узлов: По ASCII-коду символов (меньшие символы — слева, большие — справа).
|
||
- Операция удаления не реализована (требования варианта 24–30).
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 3. Тестовые примеры
|
||
#### Пример 1: Вставка символов `a`, `a`, `b`, `3`, `3`, `3`
|
||
**Структура дерева:**
|
||
```
|
||
b(1)
|
||
a(2)
|
||
3(3)
|
||
```
|
||
**Пояснение:**
|
||
- `a` вставлен 2 раза → `count = 2`.
|
||
- `3` вставлен 3 раза → `count = 3` (самый частый символ).
|
||
- Количество цифр: 3 (только символ `3`).
|
||
|
||
#### Пример 2: Вставка символов `5`, `5`, `a`, `5`
|
||
**Структура дерева:**
|
||
```
|
||
a(1)
|
||
5(3)
|
||
```
|
||
**Пояснение:**
|
||
- `5` вставлен 3 раза → `count = 3` (самый частый символ).
|
||
- Количество цифр: 3.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 4. Описание функций
|
||
|
||
#### 4.1. Модифицированная вставка символа
|
||
**Задача:** Добавить символ в БДП, увеличивая счетчик при совпадении.
|
||
**Предусловие:** Дерево инициализировано.
|
||
**Постусловие:** Символ добавлен или обновлен в дереве.
|
||
**Прототип:**
|
||
```cpp
|
||
void BinaryTree::insert(char symbol);
|
||
```
|
||
**Алгоритм:**
|
||
1. Начать с корня.
|
||
2. Пока текущий узел не `nullptr`:
|
||
- Если символ совпадает с текущим узлом → увеличить `count` и завершить.
|
||
- Если символ меньше текущего → перейти в левое поддерево.
|
||
- Иначе → перейти в правое поддерево.
|
||
3. Если узел не найден → создать новый узел с `count = 1`.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
#### 4.2. Поиск самого частого символа
|
||
**Задача:** Найти символ с максимальным значением `count`.
|
||
**Предусловие:** Дерево не пустое.
|
||
**Постусловие:** Возвращен символ и его счетчик.
|
||
**Прототип:**
|
||
```cpp
|
||
std::pair<char, int> BinaryTree::findMostFrequent();
|
||
```
|
||
**Алгоритм:**
|
||
1. Инициализировать `maxCount = 0`, `maxSymbol = '\\0'`.
|
||
2. Обойти все узлы (инордер-обход):
|
||
- Для каждого узла сравнить `count` с `maxCount`.
|
||
- Если `count > maxCount` → обновить `maxSymbol` и `maxCount`.
|
||
3. Вернуть пару `(maxSymbol, maxCount)`.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
#### 4.3. Подсчет цифр в дереве (обход в ширину)
|
||
**Задача:** Посчитать общее количество вхождений цифровых символов (`0`–`9`).
|
||
**Предусловие:** Дерево инициализировано.
|
||
**Постусловие:** Возвращено число — сумма `count` для всех цифровых символов.
|
||
**Прототип:**
|
||
```cpp
|
||
int BinaryTree::countDigits();
|
||
```
|
||
**Алгоритм:**
|
||
1. Инициализировать очередь и счетчик `total = 0`.
|
||
2. Поместить корень в очередь.
|
||
3. Пока очередь не пуста:
|
||
- Извлечь узел из очереди.
|
||
- Если символ узла — цифра (`'0'`–`'9'`) → добавить `count` к `total`.
|
||
- Поместить левый и правый дочерние узлы в очередь.
|
||
4. Вернуть `total`.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
#### 4.4. Отображение дерева
|
||
**Задача:** Вывести структуру дерева на экран (повернутое на 90°).
|
||
**Предусловие:** Дерево инициализировано.
|
||
**Постусловие:** Дерево отображено в консоли.
|
||
**Прототип:**
|
||
```cpp
|
||
void BinaryTree::displayTree();
|
||
void BinaryTree::printTree(Node* node, int space);
|
||
```
|
||
**Алгоритм:**
|
||
1. Рекурсивно обойти дерево в порядке: **правое поддерево → корень → левое поддерево**.
|
||
2. Для каждого уровня увеличивать отступ (на 10 пробелов).
|
||
3. Вывести символ и `count` с текущим отступом.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 5. Код программы
|
||
```cpp
|
||
#include <iostream>
|
||
#include <stack>
|
||
#include <queue>
|
||
using namespace std;
|
||
|
||
struct Node {
|
||
char symbol;
|
||
int count;
|
||
Node* left;
|
||
Node* right;
|
||
Node(char s) : symbol(s), count(1), left(nullptr), right(nullptr) {}
|
||
};
|
||
|
||
class BinaryTree {
|
||
private:
|
||
Node* root;
|
||
|
||
void printTree(Node* node, int space) {
|
||
if (node == nullptr) return;
|
||
space += 10;
|
||
printTree(node->right, space);
|
||
cout << endl;
|
||
for (int i = 10; i < space; i++) cout << " ";
|
||
cout << node->symbol << "(" << node->count << ")";
|
||
printTree(node->left, space);
|
||
}
|
||
|
||
public:
|
||
BinaryTree() : root(nullptr) {}
|
||
|
||
void insert(char symbol) {
|
||
Node** current = &root;
|
||
while (*current != nullptr) {
|
||
if (symbol == (*current)->symbol) {
|
||
(*current)->count++;
|
||
return;
|
||
} else if (symbol < (*current)->symbol) {
|
||
current = &((*current)->left);
|
||
} else {
|
||
current = &((*current)->right);
|
||
}
|
||
}
|
||
*current = new Node(symbol);
|
||
}
|
||
|
||
pair<char, int> findMostFrequent() {
|
||
if (root == nullptr) return make_pair('\\0', 0);
|
||
char maxSymbol = '\\0';
|
||
int maxCount = 0;
|
||
stack<Node*> s;
|
||
Node* current = root;
|
||
while (current != nullptr || !s.empty()) {
|
||
while (current != nullptr) {
|
||
s.push(current);
|
||
current = current->left;
|
||
}
|
||
current = s.top();
|
||
s.pop();
|
||
if (current->count > maxCount) {
|
||
maxCount = current->count;
|
||
maxSymbol = current->symbol;
|
||
}
|
||
current = current->right;
|
||
}
|
||
return make_pair(maxSymbol, maxCount);
|
||
}
|
||
|
||
int countDigits() {
|
||
if (root == nullptr) return 0;
|
||
int total = 0;
|
||
queue<Node*> q;
|
||
q.push(root);
|
||
while (!q.empty()) {
|
||
Node* current = q.front();
|
||
q.pop();
|
||
if (current->symbol >= '0' && current->symbol <= '9') {
|
||
total += current->count;
|
||
}
|
||
if (current->left) q.push(current->left);
|
||
if (current->right) q.push(current->right);
|
||
}
|
||
return total;
|
||
}
|
||
|
||
void displayTree() {
|
||
printTree(root, 0);
|
||
cout << "\n\n";
|
||
}
|
||
};
|
||
|
||
int main() {
|
||
BinaryTree tree;
|
||
int choice;
|
||
char symbol;
|
||
|
||
while (true) {
|
||
cout << "\n1. Insert symbol\n";
|
||
cout << "2. Display tree\n";
|
||
cout << "3. Find most frequent symbol\n";
|
||
cout << "4. Count digits\n";
|
||
cout << "5. Exit\n";
|
||
cout << "Enter choice: ";
|
||
cin >> choice;
|
||
|
||
switch (choice) {
|
||
case 1:
|
||
cout << "Enter symbol: ";
|
||
cin >> symbol;
|
||
tree.insert(symbol);
|
||
break;
|
||
case 2:
|
||
cout << "Tree structure:\n";
|
||
tree.displayTree();
|
||
break;
|
||
case 3: {
|
||
auto result = tree.findMostFrequent();
|
||
if (result.second == 0) {
|
||
cout << "Tree is empty.\n";
|
||
} else {
|
||
cout << "Most frequent symbol: " << result.first
|
||
<< " (count: " << result.second << ")\n";
|
||
}
|
||
break;
|
||
}
|
||
case 4:
|
||
cout << "Number of digits: " << tree.countDigits() << endl;
|
||
break;
|
||
case 5:
|
||
return 0;
|
||
default:
|
||
cout << "Invalid choice.\n";
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 6. Скриншоты тестирования
|
||
#### Тест 1: Вставка `a`, `a`, `b`, `3`, `3`, `3`
|
||
|
||
- **Вывод дерева:** Корректно отображена структура с `3(3)` как самым частым символом.
|
||
- **Количество цифр:** 3 (символ `3` вставлен 3 раза).
|
||
|
||
#### Тест 2: Вставка `5`, `5`, `a`, `5`
|
||
|
||
- **Самый частый символ:** `5` (count=3).
|
||
- **Количество цифр:** 3.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
### 7. Ответы на контрольные вопросы
|
||
1. **Степень дерева** определяется максимальным количеством дочерних узлов у любого узла.
|
||
2. **Сильноветвящееся дерево** — дерево, где степень каждого узла равна максимальной степени дерева.
|
||
3. **Путь в дереве** — последовательность узлов от корня к целевому узлу.
|
||
4. **Длина пути** — количество ребер в пути (на 1 меньше количества узлов).
|
||
5. **Степень бинарного дерева** равна 2 (максимум 2 дочерних узла на узел).
|
||
6. **Пустое дерево** допустимо (корень = `nullptr`).
|
||
7. **Бинарное дерево** — дерево, где каждый узел имеет не более 2 дочерних узлов.
|
||
8. **Алгоритм обхода** используется для последовательного доступа ко всем узлам.
|
||
9. **Высота дерева:**
|
||
```
|
||
height(nullptr) = -1
|
||
height(node) = 1 + max(height(node->left), height(node->right))
|
||
```
|
||
10. **Дерево по таблице:**
|
||
|
||
11. **Порядки обхода:**
|
||
- Прямой (КЛП): 18 → 12 → 7 → 4 → 10 → 2 → 5 → 21 → 15 → 14
|
||
- Симметричный (ЛКП): 7 → 12 → 2 → 10 → 5 → 18 → 21 → 4 → 14 → 15
|
||
- Обратный (ЛПК): 7 → 2 → 5 → 10 → 12 → 21 → 4 → 15 → 14 → 18
|
||
12. **Обход в ширину** использует **очередь**.
|
||
13. **Пример обхода в ширину:** 18 → 12 → 14 → 7 → 10 → 15 → 4 → 2 → 5 → 21.
|
||
14. **Не рекурсивный обход в глубину** использует **стек**.
|
||
15. **Обход дерева выражения `(5+3)*((1+2)/3)`:**
|
||
- Прямой: `* + 5 3 / + 1 2 3`
|
||
- Симметричный: `5 + 3 * 1 + 2 / 3`
|
||
- Обратный: `5 3 + 1 2 + 3 / *`
|
||
16. **Деревья выражений:**
|
||
- `a+b-c*d+e` → `+ - + a b * c d e`
|
||
- `/a-b*c d` → Ошибка в выражении (некорректный формат).
|
||
- `a b c d / - *` → `* a - b / c d`
|
||
- `* - / + a b c d e` → `* - / + a b c d e`
|
||
17. **Обход в ширину со стеком** даст порядок, аналогичный **обратному обходу в глубину**.
|
||
18. **БДП для симметричного обхода `40 45 46 50 65 70 75`:**
|
||
|
||
19. **Исходное дерево для прямого обхода `50 45 35 15 40 46 65 75 70`:**
|
||
|
||
20. **БДП после вставки `1, 48, 75, 100`:**
|
||
|
||
|
||
---
|
||
|
||
**Вывод:** Реализованы все операции для бинарного дерева поиска с модифицированной структурой узла. Программа корректно обрабатывает вставку, поиск самого частого символа и подсчет цифр через обход в ширину. Тесты подтверждают работоспособность алгоритмов..
|
||
"""
|
||
# Обрабатываем Markdown
|
||
doc.process_markdown(markdown_example)
|
||
|
||
# Сохраняем документ
|
||
doc.save("./asdotchet_po_GOST.docx")
|
||
print("Документ успешно создан и сохранен как 'otchet_po_GOST.docx'") |