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标题: 看数学老师是如何一键搞定报告和试卷的 [打印本页]
作者: lsekfe 时间: 2016-8-2 11:42
标题: 看数学老师是如何一键搞定报告和试卷的
转自：博客园1. 自动化报告测试平台: MATLAB 2015b
先来看一个最简单的例子(demo1.m)
% demo1.mimport mlreportgen.dom.*;d = Document('demo1','docx');open(d);append(d,'hello world!');close(d);rptview(d.OutputPath);
import mlreportgen.dom.*;
第一行是将所需要的类和函数导入工作空间。这里我们最常用的类就是Document.
d = Document('test','docx');open(d);
在第二、三行中我们新建一个文档，其中文件类型docx可以替换成html或者pdf. Document类的相关属性可以通过命令查看 (doc mlreportgen.dom.Document)
append(d,'hello world!');
在第四行我们给文档添加了一句经典的话，我们还可以自定义它们的样式。比如加粗、斜体、改成蓝色、字体大小等等。
% 替换上面的一行代码p=Text('hello world');p.Style={Bold(true),FontSize('16pt'),Color('blue')};p.Strike='double';append(d,p)
这里出现了第一个文档类：Text，即文本。Matlab提供了很多可调节的属性，如下表。修改起来也很方便，如要把文本改为斜体，则添加：p.Italic=1;即可。
[td]Text的属性 | 取值 | 备注 |
Bold | true/false | 加粗 |
Color | str('red'、'blue'等) | 颜色 |
Italic | true/false | 斜体 |
BackgroundColor | str | 背景色 |
Underline | str('single'、'dotdash'等) | 下划线 |
FontFamilyName | str | 字体 |
FontSize | str('12pt') | 字体大小 |
Strike | str | 删除线 |
StyleName | str | 模板中的样式名 |
接下来我们将生成一个更复杂的文档。首先想想一个word文档一班都有哪些元素。MATLAB提供了很多(下面的表格仅列出了部分)。本文主要介绍其中的五个：页面设置、标题、段落、表格、图片。
[td]属性 | 含义 |
CustomAttribute | Custom element attribute |
CustomElement | Custom element of a document |
CustomText | Plain text to be appended to a custom element |
DOCXPageFooter | Page footer for a Word document. |
DOCXPageHdrFtr | Page Base class for page header and footer |
DOCXPageHeader | Page header for a Word document. |
DOCXPageMargins | Margins of pages in a Word page layout |
DOCXPageSize | Size, orientation of pages in a Word layout |
DOCXSection | Page layout section of a Word document |
Document | Create a dom document |
ExternalLink | Create a hyperlink to an external target |
Form | Defines a form |
FormalTable | Create a formal table |
Group | Group of document objects |
Heading | Create a heading paragraph. |
HorizontalRule | Create a horizontal rule. |
Image | Create an image to be included in a report. |
ImageArea | Defines an image area as a hyperlink |
InternalLink | Create a hyperlink to a target in this |
LinkTarget | Create a target for a hyperlink. |
ListItem | Item in a list |
Node | Defines a document node |
Object | Defines a document object |
OrderedList | Ordered (numbered) list |
Paragraph | Create a formatted block of text, i.e., a paragraph. |
Table | Create a table. |
TableColSpecGroup | Defines style of a group of table columns |
TableEntry | Create a table Entry |
TableRow | Creates a table row |
Template | Create a template for a document |
Text | Create a text object |
接下来我们做一个完整的模板。首先新建空白文档。
% demo2.mimport mlreportgen.dom.*;d=Document('demo2','docx');open(d);
1.1 页面页面设置包括页面大小('A4'等)、页面方向、页边距.
% 页面设置s = d.CurrentDOCXSection;s.PageSize.Orientation ='landscape'; % portrait(default)s.PageSize.Height = '8.5in';s.PageSize.Width = '11in';s.PageMargins.Left = '3.0cm';s.PageMargins.Right = '3.0cm';s.PageMargins.Top = '2.5cm';s.PageMargins.Bottom = '2.5cm';% 中文字体样式设置heiti=FontFamily;heiti.FamilyName='Arial';heiti.EastAsiaFamilyName='黑体';songti=FontFamily;songti.FamilyName='Arial';songti.EastAsiaFamilyName='宋体';
1.2 标题标题的初始格式由模板中自带的标题样式决定，当然也可以自己修改。
%% 标题p=Heading(1,'Matlab 自动化报告模板');% 一级标题%p.Color='red';%p.HAlign='center';p.Style={heiti,Color('red'),HAlign('center')};append(d,p);
1.3 段落与文本不同，段落除下文本的属性外，还有边距、对齐、首行缩进、行间距、段前、段后等属性需要调节。在下面的代码框中，FirstLineIndent代表首行缩进的宽度，LineSpacing代表行间距，OuterMargin代表边距。在这里我们还引入了一个新的类：ExternalLink(外部链接)，当然Matlab也提供文档内部链接：InternalLink.
%% 段落append(d,Heading(2,'一、段落模板'));s='这里是段落。';s=repmat(s,[1,12]);p = Paragraph(s);% 中文字体样式自定义p.Style={songti,Color('blue'),... LineSpacing(1.5),... OuterMargin('10pt','0pt','0pt','10pt')};p1=Text('下划线。');%同段落差不多.p1.Underline='single';p1.Color='red';append(p,p1);append(p,s);p2=ExternalLink('http://github.com/gasongjian/', '超链接');append(p,p2);p.FontSize='14pt';p.FirstLineIndent='28pt';%这里差不多就是2个字符大小append(d,p);
1.4 简易表格Matlab 支持直接从数组矩阵和元胞矩阵建立表格。如t=Table(magic(5))或者
t=Table(cell(5)). 也可以利用TableRow一行一行添加。一个单元格可以填充的元素很多(文本、图像等)，所以可调节的就是表格的边框、单元格的大小、对齐等。本文给出一个简易的例子和一个复杂的例子。一件很遗憾的事就是不能合并单元格。当写完demo2后，本文还将提供一种更为简便的方式。
%% 简易表格append(d,Heading(2,'二、简单表格'));t={'志明','语文','数学','英语'; ... '成绩','70','98','89'; ... '等级','B','A','A'};p=Table(t);% 格式化单元格中的段落for ii=1:p.NRows for jj=1:p.NCols t=entry(p,ii,jj); t.Children(1).Style={songti,... Color('green'),... FontSize('12pt'),... LineSpacing(1.0),... OuterMargin('0pt','0pt','0pt','0pt')}; endendp.Style = {Border('single','blue','3px'), ... ColSep('single','blue','1px'), ... RowSep('single','blue','1px')};p.Width = '50%';p.HAlign='center';% 居中对齐p.TableEntriesHAlign='center';p.TableEntriesVAlign='middle';append(d,p);
1.5 复杂表格%% 复杂表格append(d,Heading(2,'三、复杂表格'));q = Table(5);q.Border = 'single';q.ColSep = 'single';q.RowSep = 'single';row = TableRow;te = TableEntry('算法名称');te.RowSpan = 2;append(row, te);te = TableEntry('第一类');te.ColSpan = 2;%te.Border = 'single';append(row, te);te = TableEntry('第二类');te.ColSpan = 2;%te.Border = 'single';append(row, te);append(q,row);% 第二行row=TableRow;append(row,TableEntry('T1'));append(row,TableEntry('T2'));append(row,TableEntry('T3'));append(row,TableEntry('T4'));append(q,row);% 其他行t=TableRow;append(t,TableEntry('条目'));for i=1:4 append(t,TableEntry(' '));endappend(q,t);append(q,clone(t));append(q,clone(t));append(q,clone(t));q.TableEntriesStyle={Width('80'),Height('40')};q.Style = {Border('single','green','3px'), ... ColSep('single','green','1px'), ... RowSep('single','green','1px')};q.HAlign='center';% 居中对齐 q.TableEntriesHAlign='center';q.TableEntriesVAlign='middle';append(d,q);
1.6 图片%% 插入图片append(d,Heading(2,'四、图片模板'));p1 = Image('myPlot_img.png');% ScaleToFit是为了使图片大小适应页面，也可以换成下方的自定义大小设置%p1.Style={HAlign('center'),ScaleToFit(1)};p1.Style={HAlign('center'),Width('600px'),Height('400px')};append(d,p1);close(d);rptview(d.OutputPath);
作为一个懒人，我希望写得更极致一点， 即我只想关注内容而忽略这些格式。这时候我们可以利用模板来实现这一切，把所需要的样式都存在模板里。事实上新建Word文档都是基于模板建立的，Matlab也是。通过在模板里修改默认样式或者新建样式，我们可以极大简化上述代码，从而使得上述工作不那么像编程。
1.7 巧用模板来简化代码% demo3.m% 利用模板中的样式来生成报告% 如果是中文版Word，自带样式名称请参见目录下的pdf文档import mlreportgen.dom.*% 模板文件 mytemplate.dotx 在文末会附下载链接d=Document('demo3','docx',fullfile(pwd,'mytemplate'));open(d);%% 标题p=Paragraph('成绩报告单','Heading 1');append(d,p);%% 文字段落(doc mlreportgen.dom.Paragraph)append(d,Heading(2,'一、段落模板'));s='这里是段落';s=repmat(s,[1,30]);p = Paragraph(s,'mypara1');%自定义段落样式append(d,p);%% 添加空的段落行for i=1:8 append(d,' ');end%% 插入表格append(d,Heading(2,'二、表格模板'));t={'姓名','语文','数学','英语'; ... '成绩','70','94','82'; ... '等级','C','A','B'}; p=Table(t,'mytable1');% 自定义表格样式append(d,p);close(d);rptview(d.OutputPath);
到这一个完整的模板就差不多了，还有一些新的类需要读者自己去探索。 接下来才是本文的正题，我们来玩一点好玩的事情。
2. 批量生成成绩单数据集和目标：
- 班级所有人的成绩表（成绩.xlsx）：姓名、语文、数学、总分;
- 给每个同学生一张成绩单，其中只有自己一个人的分数和相对应的等级。
% SchoolReport.m% n=学生人数% 为使得程序可读性加强，我们需要格式化成绩单% 1. 第一行格式：姓名，各个学科，总分% 2. 只有学生成绩，没有其他很杂的信息。% 3. 部分成绩若空缺，请不要用数字填充，可以空着或者文字(缺考)填充。%% 数据导入filename='成绩.xlsx';savename='成绩单';[score,textdata]=xlsread(filename);m=3; %学科数n=size(score,1);% 学生人数name=textdata(2:n+1,1);mean_score=mean(score,'omitnan');max_score=max(score,[],'omitnan');grade=Gradegen(score); %Gradegen是自定义函数，生成各个同学的等级%模板，实考对应变量score，等级对应变量gradetemplate=cell(5,m+1);template(1,1:m+1)={'姓名','语文','数学','总分'};template(2:5,1)={'实考成绩';'平均成绩';'最高成绩';'等级'};%% 相关接口import mlreportgen.dom.*;d = Document(savename,'docx',fullfile(pwd,'mytemplate'));open(d);%% 开始生成word成绩单列表% 添加分割线hr = HorizontalRule();hr.Style={Border('dotdash','blue','2px')};append(d,hr);% n是学生人数，m是学科数for i=1:n % 填充表格 template{1,1}=name{i}; for jj=2:m+1 s=score(i,jj-1); if isnan(s) s='缺考'; else s=num2str(s); end template{2,jj}=s;% 具体分数 template{3,jj}=sprintf('%4.2f',mean_score(jj-1));%学科平均分数 template{4,jj}=num2str(max_score(jj-1));%学科最高分数 template{5,jj}=grade{i,jj-1};% 等级 end q=Table(template,'mytable2'); q.TableEntriesStyle={Width('100'),Height('50')}; append(d,q); append(d,clone(hr));endclose(d);rptview(d.OutputPath);
成果预览：
除此之外，本文还提供了一个批量生成奖状的模板(在Word里也可以通过邮件合并功能实现)供参考。
3. 中学数学试卷生成在写这个之前，首先要感谢一位数学系学长鲍宏昌。接下来要介绍的项目就是基于学长开发的中学试卷包：bhcexam
3.1 数学题库存储类型：csv或者数据库
变量列表：
[td]| 变量 | 变量名 | 描述 | 取值 |
| 1 | ID | 题目编号 | 6位数字 |
| 2 | qtype | 题目类型 | 1代表填空题，2代表选择题等 |
| 3 | question | 题目内容 | 题目的latex代码 |
| 4 | options | 题目相关信息 | 选择题的四个选项等信息 |
| 5 | answer | 题目答案 |
|
| 6 | topic | 题目的考点 | 分级考点，如：高二-数列-递推 |
3.2 主要思路结合Matlab的数据处理与分析功能，我们可以做很多事，例如
- 根据给定的类型要求和考点要求，随机生成一张试卷；
- 结合单个同学的历史数据，生成适合他/她的试卷，在这份试卷中易错点出现的频次更高一些；
- 由于所有试卷都是生成的，我们可以更科学快捷的评估单次考试。
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