帮助编写 Python Exams 编码的应用程序 - Python

简介

本文将介绍一款用 Python 编写的帮助程序员编写 Python 考试题目的应用程序。该应用程序包括以下功能：

• 自动生成随机 Python 函数，包括函数名、输入参数和函数体；
• 自动生成 Python 代码缺失部分的题目；
• 自动生成 Python 代码填空题。

该应用程序能够大大提高编写 Python 考试题目的效率，同时也能够保证题目的多样性和难度。

程序设计思路

该应用程序主要采用了 Python 的随机生成函数的库 random 和字符串操作库 string。

具体实现流程如下：

1. 先定义一个列表，存储 Python 中的所有标准函数和关键词，用于后面随机生成 Python 函数名和函数体时的筛选；
2. 设计生成随机 Python 函数的函数 def generate_function()，其中包括随机生成函数名、函数参数和函数体的函数；
3. 设计生成 Python 代码缺失部分的函数 def generate_missing_code()，其中包括随机生成 Python 代码的模板、缺失的部分和答案的函数；
4. 设计生成 Python 代码填空题的函数 def generate_code_quiz()，其中包括随机生成 Python 代码的模板、选项和答案的函数；
5. 使用 Flask 框架将这三个函数封装成三个 API，并利用 Bootstrap 美化交互页面，实现在线编写 Python 考试题目的应用程序。

代码实现

以下是利用 Flask 框架实现的三个 API：

1. 自动生成 Python 函数的 API：

@app.route('/generate_function')
def generate_function():
    functions = ['abs', 'all', 'any', 'bin', 'bool', 'breakpoint', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars', 'zip']
    name = ''.join(random.choices(string.ascii_lowercase, k=8))
    params = ', '.join(random.choices(string.ascii_lowercase, k=random.randint(1,5)))
    body = ''.join(random.choices(string.ascii_uppercase, k=random.randint(50,100)))
    return f"def {name}({params}):\n    {body}"

2. 自动生成 Python 代码缺失部分的 API：

@app.route('/generate_missing_code')
def generate_missing_code():
    templates = ['for i in range({}):', 'if {} == {}:']
    missing_index = random.choice([0,1])
    missing = 'range(10)' if missing_index == 0 else ('a', 'b')
    answer = 'i' if missing_index == 0 else 'a'
    code = random.choice(templates).format(missing[0], missing[1])
    return f"{code}\n    pass # replace this line with your code\n\n# answer: {answer}"

3. 自动生成 Python 代码填空题的 API：

@app.route('/generate_code_quiz')
def generate_code_quiz():
    templates = ['{} = {}{}{}', '{} = {}({})', '{}({})\n\n{}()']
    template_index = random.randint(0,2)
    if template_index == 0:
        options = [chr(i) for i in range(ord('A'), ord('A')+4)]
        correct_index = random.randint(0,3)
        correct_option = options[correct_index]
        options.remove(correct_option)
        a, b, c = random.choices(string.ascii_uppercase, k=3)
        code = random.choice(templates).format(a, b, c, options[0])
        code += f"\n{b}({a}, {c})\n\n{b}({c}, {a})"
    elif template_index == 1:
        options = [abs, len, max, min]
        correct_index = random.randint(0,3)
        correct_option = options[correct_index].__name__
        options = [o.__name__ for o in options if o != options[correct_index]]
        a, b = random.choices(string.ascii_uppercase, k=2)
        args = [random.randint(1,9), random.randint(1,9)]
        code = random.choice(templates).format(a, correct_option, args[0], args[1])
        code += f"\n\n{b}({a}, {args[0]}) == {correct_option}({a}, {args[0]})\n{b}({args[1]}, {a}) == {correct_option}({args[1]}, {a})"
    else:
        options = [i for i in range(10)]
        correct_index = random.randint(0,3)
        correct_option = options[correct_index]
        options = [o for o in options if o != correct_option]
        a, b = random.choices(string.ascii_uppercase, k=2)
        code = random.choice(templates).format(a, b)
        code += f"\n\n{a} = {correct_option}()\nprint({a})\n\n{a} = {options[0]}()\nprint({a})\n\n{a} = {options[1]}()\nprint({a})"
    options.insert(correct_index, correct_option)
    options = '\n'.join([f"{chr(65+i)}. {o}" for i, o in enumerate(options)])
    return f"{code}\n\nOptions:\n{options}\n\nAnswer: {chr(65+correct_index)}"

使用方法

1. 下载并安装 Python 和 Flask 框架；
2. 将以上三个函数拷贝到 Flask 项目的 app.py 文件中；
3. 在命令行中输入 flask run 启动本地服务器；
4. 打开浏览器，访问 localhost:5000/generate_function、localhost:5000/generate_missing_code 和 localhost:5000/generate_code_quiz，即可查看返回的 Python 函数、Python 代码缺失部分和 Python 代码填空题。