pip install python-docx psutil

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
本科畢業(yè)論文自動(dòng)化生成系統(tǒng)
核心功能：
    1. 論文封面、摘要、關(guān)鍵詞、原生1-3級(jí)標(biāo)題標(biāo)準(zhǔn)化排版
    2. 正文、圖片、表格、圖表題注自動(dòng)排版
    3. 分節(jié)符/分頁(yè)符、頁(yè)眉、頁(yè)腳(居中頁(yè)碼)自動(dòng)生成
    4. 文件占用檢測(cè)，防止Word打開時(shí)寫入報(bào)錯(cuò)
    5. 目錄占位符(Word按F9刷新)
格式標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)格符合高校本科畢業(yè)論文格式規(guī)范
技術(shù)實(shí)現(xiàn)：基于python-docx操作Word文檔，支持分節(jié)、原生標(biāo)題、域代碼
"""
import os
import time
import psutil
from docx import Document
from docx.shared import Pt, Cm
from docx.enum.text import WD_ALIGN_PARAGRAPH, WD_LINE_SPACING
from docx.oxml.ns import qn
from docx.oxml import OxmlElement
class ThesisGenerator:
    """
    本科論文文檔生成核心類
    封裝論文排版、格式設(shè)置、元素插入、文件安全檢測(cè)等全流程功能
    采用Word原生標(biāo)題樣式，支持分節(jié)符、自動(dòng)頁(yè)碼
    Attributes:
        save_path (str): 論文docx文件保存路徑
        doc (Document): python-docx文檔操作對(duì)象
        font_cn (str): 論文默認(rèn)中文字體，固定為宋體
        font_en (str): 論文默認(rèn)西文字體，固定為Times New Roman
    """
    def __init__(self, save_path: str) -> None:
        """
        初始化論文生成器，執(zhí)行文件安全檢測(cè)并創(chuàng)建/加載文檔
        Args:
            save_path: 論文文檔的保存路徑，必須為.docx格式
        """
        # 初始化文檔保存路徑
        self.save_path = save_path
        # 檢測(cè)文件是否被Word/WPS占用，避免權(quán)限錯(cuò)誤
        self._check_file_occupied()
        # 加載已有文檔或創(chuàng)建空白文檔
        self.doc = Document(save_path) if os.path.exists(save_path) else Document()
        # 學(xué)術(shù)論文標(biāo)準(zhǔn)字體配置
        self.font_cn = "宋體"
        self.font_en = "Times New Roman"
    def _check_file_occupied(self) -> None:
        """
        私有方法：檢測(cè)目標(biāo)文件是否被Word/WPS等程序占用
        若文件被打開，輸出提示信息并終止程序，防止寫入失敗
        Raises:
            SystemExit: 文件被占用時(shí)退出程序
        """
        # 文件不存在則直接返回
        if not os.path.exists(self.save_path):
            return
        # 獲取目標(biāo)文件名
        target_file = os.path.basename(self.save_path)
        # 遍歷系統(tǒng)進(jìn)程檢測(cè)文件占用狀態(tài)
        for proc in psutil.process_iter(['name', 'open_files']):
            try:
                # 跳過無打開文件的進(jìn)程
                if proc.info['open_files'] is None:
                    continue
                # 匹配被打開的文件
                for f in proc.info['open_files']:
                    if target_file in f.path:
                        print(f"? 錯(cuò)誤：文件 {self.save_path} 已被【{proc.name()}】打開！")
                        print("請(qǐng)關(guān)閉Word/WPS后重新運(yùn)行程序！")
                        time.sleep(3)
                        exit(1)
            except Exception:
                # 忽略系統(tǒng)進(jìn)程權(quán)限異常
                continue
    def _set_font_style(self, run, cn_font: str, en_font: str, size: int, bold: bool = False) -> None:
        """
        私有通用字體設(shè)置方法，解決Word中文字體不生效的兼容問題
        Args:
            run: 文檔文本運(yùn)行對(duì)象（文字載體）
            cn_font: 中文字體名稱
            en_font: 西文字體名稱
            size: 字體大小，單位：磅
            bold: 是否加粗，True=加粗，F(xiàn)alse=不加粗，默認(rèn)False
        """
        # 設(shè)置西文字體
        run.font.name = en_font
        # 兼容設(shè)置中文字體（Word核心修復(fù)）
        run._element.rPr.rFonts.set(qn('w:eastAsia'), cn_font)
        # 設(shè)置字體大小
        run.font.size = Pt(size)
        # 設(shè)置加粗屬性
        run.font.bold = bold
    def add_section_break(self) -> None:
        """
        插入【分節(jié)符(下一頁(yè))】
        論文專用：實(shí)現(xiàn)封面/摘要/目錄/正文分節(jié)，支持獨(dú)立設(shè)置頁(yè)眉頁(yè)腳、頁(yè)碼起始
        替代普通分頁(yè)符，符合高校論文格式規(guī)范
        """
        # 添加分節(jié)符，新節(jié)從下一頁(yè)開始
        self.doc.add_section()
    def add_title(self, text: str) -> None:
        """
        添加論文封面總標(biāo)題
        格式規(guī)范：黑體二號(hào)(22pt)、居中對(duì)齊、加粗、段前30磅/段后20磅
        Args:
            text: 論文總標(biāo)題文本內(nèi)容
        """
        # 創(chuàng)建段落
        para = self.doc.add_paragraph()
        # 添加文字
        run = para.add_run(text)
        # 設(shè)置字體樣式
        self._set_font_style(run, "黑體", self.font_en, 22, bold=True)
        # 段落居中對(duì)齊
        para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
        # 設(shè)置段落段前間距
        para.paragraph_format.space_before = Pt(30)
        # 設(shè)置段落段后間距
        para.paragraph_format.space_after = Pt(20)
    def add_abstract(self, abstract_text: str, keywords: list) -> None:
        """
        添加論文摘要與關(guān)鍵詞
        格式規(guī)范：摘要標(biāo)題黑體14pt居中，正文宋體12pt、1.5倍行距、首行縮進(jìn)
        Args:
            abstract_text: 摘要正文內(nèi)容
            keywords: 關(guān)鍵詞列表，如['Python', '辦公自動(dòng)化']
        """
        # 1. 添加摘要標(biāo)題
        title_para = self.doc.add_paragraph()
        t_run = title_para.add_run("摘  要")
        self._set_font_style(t_run, "黑體", self.font_en, 14, True)
        title_para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
        # 2. 添加摘要正文
        body_para = self.doc.add_paragraph()
        b_run = body_para.add_run(abstract_text)
        self._set_font_style(b_run, self.font_cn, self.font_en, 12)
        # 首行縮進(jìn)2字符
        body_para.paragraph_format.first_line_indent = Cm(0.74)
        # 設(shè)置1.5倍行距
        body_para.paragraph_format.line_spacing_rule = WD_LINE_SPACING.MULTIPLE
        body_para.paragraph_format.line_spacing = 1.5
        # 3. 添加關(guān)鍵詞
        key_para = self.doc.add_paragraph()
        k_run = key_para.add_run(f"關(guān)鍵詞：{'；'.join(keywords)}")
        self._set_font_style(k_run, self.font_cn, self.font_en, 12, True)
    def add_h1(self, text: str) -> None:
        """
        添加Word原生一級(jí)標(biāo)題（level=1）
        格式規(guī)范：黑體小三(15pt)、居中、加粗、段前12磅/段后6磅
        支持Word目錄自動(dòng)識(shí)別
        Args:
            text: 一級(jí)標(biāo)題文本內(nèi)容
        """
        # 創(chuàng)建原生一級(jí)標(biāo)題
        para = self.doc.add_heading(text, level=1)
        # 獲取標(biāo)題文字對(duì)象
        run = para.runs[0]
        # 設(shè)置字體樣式
        self._set_font_style(run, "黑體", self.font_en, 15, True)
        # 居中對(duì)齊
        para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
        # 設(shè)置段落間距
        para.paragraph_format.space_before = Pt(12)
        para.paragraph_format.space_after = Pt(6)
    def add_h2(self, text: str) -> None:
        """
        添加Word原生二級(jí)標(biāo)題（level=2）
        格式規(guī)范：黑體四號(hào)(14pt)、左對(duì)齊、加粗
        支持Word目錄自動(dòng)識(shí)別
        Args:
            text: 二級(jí)標(biāo)題文本內(nèi)容
        """
        # 創(chuàng)建原生二級(jí)標(biāo)題
        para = self.doc.add_heading(text, level=2)
        run = para.runs[0]
        self._set_font_style(run, "黑體", self.font_en, 14, True)
        # 左對(duì)齊
        para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.LEFT
    def add_h3(self, text: str) -> None:
        """
        添加Word原生三級(jí)標(biāo)題（level=3）
        格式規(guī)范：宋體小四(12pt)、左對(duì)齊、加粗
        支持Word目錄自動(dòng)識(shí)別
        Args:
            text: 三級(jí)標(biāo)題文本內(nèi)容
        """
        # 創(chuàng)建原生三級(jí)標(biāo)題
        para = self.doc.add_heading(text, level=3)
        run = para.runs[0]
        self._set_font_style(run, self.font_cn, self.font_en, 12, True)
        # 左對(duì)齊
        para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.LEFT
    def add_body(self, text: str) -> None:
        """
        添加論文正文段落
        格式規(guī)范：宋體小四(12pt)、1.5倍行距、首行縮進(jìn)2字符、左對(duì)齊
        Args:
            text: 正文內(nèi)容文本
        """
        para = self.doc.add_paragraph()
        run = para.add_run(text)
        self._set_font_style(run, self.font_cn, self.font_en, 12)
        # 首行縮進(jìn)
        para.paragraph_format.first_line_indent = Cm(0.74)
        # 1.5倍行距
        para.paragraph_format.line_spacing_rule = WD_LINE_SPACING.MULTIPLE
        para.paragraph_format.line_spacing = 1.5
        # 左對(duì)齊
        para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.LEFT
    def add_image(self, img_path: str, caption: str, width_cm: float = 12) -> None:
        """
        插入圖片并添加居中題注
        格式規(guī)范：圖片居中，題注宋體小五(10pt)居中
        Args:
            img_path: 本地圖片完整路徑
            caption: 圖片題注，如：圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖
            width_cm: 圖片寬度，單位：厘米，默認(rèn)12cm
        """
        # 圖片不存在則添加提示文本
        if not os.path.exists(img_path):
            self.add_body(f"【圖片未找到】{img_path}")
            return
        # 插入圖片并設(shè)置寬度
        self.doc.add_picture(img_path, width=Cm(width_cm))
        # 最后一個(gè)段落（圖片）居中對(duì)齊
        self.doc.paragraphs[-1].alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
        # 添加圖片題注
        cap_para = self.doc.add_paragraph()
        cap_run = cap_para.add_run(caption)
        self._set_font_style(cap_run, self.font_cn, self.font_en, 10)
        cap_para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    def add_table(self, caption: str, rows: int, cols: int, data: list) -> None:
        """
        插入表格并添加居中題注
        格式規(guī)范：表格帶邊框，題注宋體小五(10pt)居中
        Args:
            caption: 表格題注，如：表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比
            rows: 表格總行數(shù)
            cols: 表格總列數(shù)
            data: 表格數(shù)據(jù)，二維列表格式
        """
        # 添加表格題注
        cap_para = self.doc.add_paragraph()
        cap_run = cap_para.add_run(caption)
        self._set_font_style(cap_run, self.font_cn, self.font_en, 10)
        cap_para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
        # 創(chuàng)建帶邊框表格
        table = self.doc.add_table(rows=rows, cols=cols, style="Table Grid")
        # 循環(huán)填充表格數(shù)據(jù)
        for i in range(rows):
            for j in range(cols):
                table.cell(i, j).text = data[i][j]
    def add_toc(self) -> None:
        """
        插入目錄占位符
        使用方式：打開Word后選中目錄 → 按F9鍵自動(dòng)生成完整目錄
        格式規(guī)范：目錄標(biāo)題黑體14pt居中
        """
        # 目錄標(biāo)題
        para = self.doc.add_paragraph()
        run = para.add_run("目  錄")
        self._set_font_style(run, "黑體", self.font_en, 14, True)
        para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
        # 生成目錄操作提示
        self.doc.add_paragraph("操作提示：打開Word → 選中本段落 → 按 F9 自動(dòng)生成目錄")
    def set_header_footer(self, header_text: str) -> None:
        """
        設(shè)置頁(yè)眉（居中）+ 頁(yè)腳（居中自動(dòng)頁(yè)碼）
        格式規(guī)范：頁(yè)眉頁(yè)腳均為宋體小五(10pt)
        Args:
            header_text: 頁(yè)眉顯示的文本內(nèi)容
        """
        # 獲取文檔第一節(jié)對(duì)象
        section = self.doc.sections[0]
        # ========== 配置頁(yè)眉 ==========
        header = section.header
        h_para = header.paragraphs[0]
        h_run = h_para.add_run(header_text)
        self._set_font_style(h_run, self.font_cn, self.font_en, 10)
        h_para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
        # ========== 配置頁(yè)腳頁(yè)碼 ==========
        footer = section.footer
        f_para = footer.paragraphs[0]
        f_para.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
        # 創(chuàng)建PAGE域，生成Word自動(dòng)頁(yè)碼
        run = f_para.add_run()
        # 域開始標(biāo)簽
        fld_char_begin = OxmlElement('w:fldChar')
        fld_char_begin.set(qn('w:fldCharType'), 'begin')
        run._element.append(fld_char_begin)
        # 頁(yè)碼域指令
        instr_text = OxmlElement('w:instrText')
        instr_text.text = 'PAGE'
        run._element.append(instr_text)
        # 域結(jié)束標(biāo)簽
        fld_char_end = OxmlElement('w:fldChar')
        fld_char_end.set(qn('w:fldCharType'), 'end')
        run._element.append(fld_char_end)
    def save(self) -> None:
        """
        統(tǒng)一保存文檔
        所有編輯操作完成后調(diào)用一次即可，優(yōu)化性能
        """
        self.doc.save(self.save_path)
# ====================== 論文生成執(zhí)行主程序 ======================
if __name__ == '__main__':
    # 論文保存路徑
    FILE_PATH = "./本科畢業(yè)論文.docx"
    # 初始化論文生成器（自動(dòng)檢測(cè)文件是否被占用）
    thesis = ThesisGenerator(save_path=FILE_PATH)
    # ========== 第一頁(yè)：論文封面 ==========
    thesis.add_title("基于Python的自動(dòng)化政策周刊生成系統(tǒng)研究")
    # ========== 分節(jié)符：封面 → 摘要（論文標(biāo)準(zhǔn)分節(jié)） ==========
    thesis.add_section_break()
    # 第二頁(yè)：摘要與關(guān)鍵詞
    thesis.add_abstract(
        abstract_text="本文針對(duì)政策周刊人工排版效率低、格式不規(guī)范等痛點(diǎn)，基于Python開發(fā)自動(dòng)化生成系統(tǒng)。系統(tǒng)采用python-docx實(shí)現(xiàn)Word標(biāo)準(zhǔn)化排版，支持三級(jí)標(biāo)題、圖表、頁(yè)眉頁(yè)腳等全要素生成，大幅提升辦公效率。",
        keywords=["Python", "辦公自動(dòng)化", "政策周刊", "Word排版"]
    )
    # ========== 分節(jié)符：摘要 → 目錄 ==========
    thesis.add_section_break()
    # 第三頁(yè)：論文目錄
    thesis.add_toc()
    # ========== 分節(jié)符：目錄 → 正文 ==========
    thesis.add_section_break()
    # 第四頁(yè)：正文（設(shè)置頁(yè)眉+自動(dòng)頁(yè)碼）
    thesis.set_header_footer(header_text="Python自動(dòng)化政策周刊生成系統(tǒng)研究")
    # 正文內(nèi)容排版
    thesis.add_h1("1 緒論")
    thesis.add_body("政策周刊是政務(wù)與企業(yè)信息傳遞的核心載體，傳統(tǒng)人工編輯模式存在效率低、格式混亂等問題。")
    thesis.add_h2("1.1 研究背景")
    thesis.add_body("數(shù)字化轉(zhuǎn)型推動(dòng)辦公自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展，文檔自動(dòng)生成成為剛需。")
    thesis.add_h3("1.1.1 行業(yè)痛點(diǎn)")
    thesis.add_body("人工排版Word文檔耗時(shí)耗力，格式難以統(tǒng)一，無法滿足高頻次發(fā)布需求。")
    # 插入圖片
    thesis.add_image("test.jpg", "圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖", width_cm=14)
    # 插入表格
    table_data = [
        ["模塊", "技術(shù)方案", "核心功能"],
        ["文檔生成", "python-docx", "自動(dòng)排版"],
        ["數(shù)據(jù)處理", "Python", "批量解析"]
    ]
    thesis.add_table("表1 系統(tǒng)功能清單", 3, 3, table_data)
    # ========== 分節(jié)符：正文 → 結(jié)論 ==========
    thesis.add_section_break()
    thesis.add_h1("2 結(jié)論與展望")
    thesis.add_body("本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了政策周刊全流程自動(dòng)化生成，有效解決傳統(tǒng)辦公痛點(diǎn)，具備較高的推廣價(jià)值。")
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