任意整数以内的加减法口算练习题生成web服务源码及搭建过程

提示：写这个web服务是为了练手玩，实际上已经有很多web（基于html或其他）、桌面应用、手机APP等支持题目生成功能了，并且手机APP还支持OCR识别判断答案是否正确，比如我试了一个小猿口算APP就挺好：http://kousuan.yuanfudao.com/

先上服务链接：http://aspirer.wang:3389/kousuan/7

链接的最后一个数字是可以修改的，改成几就是生成几以内的加减法练习题（比如上面的链接就是生成7以内的加减法口算题目，每次刷新都是新的题目不会重复）。

儿子上一年级经常有口算练习题，老师发的是一张习题纸，一共100道题，需要家长复印，但是存在三个小问题：一是复印出来的题目完全一样（有一次我发现儿子做题居然在参考前面一张。。。）；二是打印不方便，必须得复印，有些家长是没有复印机的（复印还要带上原件，老师发下来的时候家长不一定能及时拿到原件）；三是想自己提前给孩子出题练习其他更大数字的加减法不方便。

有了这个web站，后面还可以稍微修改下，支持生成乘法、除法的口算题。

整体部署架构：nginx+uwsgi+bottle，python编写的web后台服务。

部署过程参考资料：

使用nginx的原因是我的博客就是用的它，跟博客部署在一起了，只是端口不同。

源码：

root@myblog:~/kousuan# ls *.py
bottle.py  gen.py  kousuan.py

1 2	root@myblog:~/kousuan# ls *.py bottle.py gen.py kousuan.py

共3个文件：bottle.py是bottle wsgi框架，可以pip install安装，也可以直接拷贝源文件过来，非常方便。gen.py是为了方便后台测试用的，python执行它可以直接打印出题目。kousuan.py是给uwsgi用的，算是wsgi配置文件，当然里面也有一些其他代码，主要是生成html模板文件，以及配置wsgi router。

文件都很短，这里直接贴出来，不放github了：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

import random
import sys


def add(a, b):
    return a + b

def sub(a, b):
    return a - b

FUNC = {'+': add, '-': sub}

def gen_one_question(upper):
    f = random.randint(0, len(FUNC.keys()) - 1)
    i = random.randint(0, upper)
    j = random.randint(0, upper)

    return f, i, j

def gen(upper):
    content = ''
    for row in range(0, 25):
        line = ''
        for col in range(0, 4):
            r = -1
            while (r < 0 or r > upper):
                f, a, b = gen_one_question(upper)
                fv = FUNC.values()[f]
                r = fv(a, b)
                fk = FUNC.keys()[f]
            line += ' '.join([str(a), fk, str(b), '=', ', '])
        line += '\n'
        content += line

    return content


if __name__ == '__main__':
    num = sys.argv[1]
    head = num + '以内加减法口算练习\n学号：, 姓名：, 用时：,\n'
    content = gen(int(num))
    print head, content

#!/usr/bin/python

# -*- coding: UTF-8 -*-

import random

import sys

def add(a, b):

return a + b

def sub(a, b):

return a - b

FUNC = {'+': add, '-': sub}

def gen_one_question(upper):

f = random.randint(0, len(FUNC.keys()) - 1)

i = random.randint(0, upper)

j = random.randint(0, upper)

return f, i, j

def gen(upper):

content = ''

for row in range(0, 25):

line = ''

for col in range(0, 4):

r = -1

while (r < 0 or r > upper):

f, a, b = gen_one_question(upper)

fv = FUNC.values()[f]

r = fv(a, b)

fk = FUNC.keys()[f]

line += ' '.join([str(a), fk, str(b), '=', ', '])

line += '\n'

content += line

return content

if __name__ == '__main__':

num = sys.argv[1]

head = num + '以内加减法口算练习\n学号：, 姓名：, 用时：,\n'

content = gen(int(num))

print head, content

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

import bottle
from bottle import route, run, template

from gen import gen

mybottle = bottle.Bottle()

@mybottle.route('/kousuan')
@mybottle.route('/kousuan/')
@mybottle.route('/')
def index():
    return '''网址有误，请使用"/kousuan/数字"，如"/kousuan/7"'''


@mybottle.route('/kousuan/<num>')
def index(num):
    try:
        return _gen(num)
    except Exception as ex:
        print ex

def _gen(num):
    if not num.isdigit():
        return '''网址有误，最后一位必须是数字！'''

    content = gen(int(num))
    space = ' '
    html_content = '''
        <html>
        <body>
        <h3>%s以内加减法口算练习</h3>
        <h5>学号：%s 姓名：%s 用时：%s </h5>
        <table>
    ''' % (num, space*6, space*16, space*12)
    for l in content.splitlines():
        l = l.strip()[:-2]
        line = '<tr><td>' + l.replace(',', '     </td><td> ')
        line += '     </td></tr> \n'
        html_content += line

    html_content += '''
        </table>
        </body>
        </html>
    '''

    return html_content

application=mybottle
#run(host='0.0.0.0', port=3389)</num>

#!/usr/bin/python

# -*- coding: UTF-8 -*-

import bottle

from bottle import route, run, template

from gen import gen

mybottle = bottle.Bottle()

@mybottle.route('/kousuan')

@mybottle.route('/kousuan/')

@mybottle.route('/')

def index():

return '''网址有误，请使用"/kousuan/数字"，如"/kousuan/7"'''

@mybottle.route('/kousuan/<num>')

def index(num):

try:

return _gen(num)

except Exception as ex:

print ex

def _gen(num):

if not num.isdigit():

return '''网址有误，最后一位必须是数字！'''

content = gen(int(num))

space = ' '

html_content = '''

<html>

<body>

<h3>%s以内加减法口算练习</h3>

<table>

''' % (num, space*6, space*16, space*12)

for l in content.splitlines():

l = l.strip()[:-2]

line = '<tr><td>' + l.replace(',', ' </td><td> ')

line += ' </td></tr> \n'

html_content += line

html_content += '''

</table>

</body>

</html>

'''

return html_content

application=mybottle

#run(host='0.0.0.0', port=3389)</num>

html格式很简单，就没用专门的模板渲染框架如jinjia2等。

uwsgi配置文件：

[uwsgi]
socket = 127.0.0.1:10059
chdir = /root/kousuan
master = true
plugins = python
file = kousuan.py
uid = root # 我这边用www-data报权限错误，就改成了root
gid = root

[uwsgi]

socket = 127.0.0.1:10059

chdir = /root/kousuan

master = true

plugins = python

file = kousuan.py

uid = root # 我这边用www-data报权限错误，就改成了root

gid = root

nginx配置文件：

server {
    listen 3389;
    server_name aspirer.wang;
    root /root/kousuan;

    location / {
        try_files $uri @uwsgi;
    }

    location @uwsgi {
        include uwsgi_params;
        uwsgi_pass 127.0.0.1:10059;
    }
}

server {

listen 3389;

server_name aspirer.wang;

root /root/kousuan;

location / {

try_files $uri @uwsgi;

}

location @uwsgi {

include uwsgi_params;

uwsgi_pass 127.0.0.1:10059;

}

上面两个文件需要在对应的enabled目录下建立软链接，具体参考上面的部署过程参考资料（第二个链接）。

uwsgi和nginx的安装就不说了，apt就行。

部署好之后重启uwsgi和nginx服务就可以了。

监控：

为了及时发现web故障，用监控宝给3389 tcp端口和网站都加了监控，出现不可用会发短信和邮件通知。（我的博客用他们免费版用了这么久，也给人家打个广告）。

10.22更新：

修改了题目生成方法，大幅减少了包含0的题目的数量

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

import random
import sys


def add(a, b):
    return a + b

def sub(a, b):
    return a - b

FUNC = {'+': add, '-': sub}

def gen_one_question(lower, upper):
    f = random.randint(0, len(FUNC.keys()) - 1)
    i = random.randint(lower, upper)
    j = random.randint(lower, upper)

    return f, i, j

def gen(upper):
    content = ''
    for row in range(0, 25):
        line = ''
        for col in range(0, 4):
            r = -1
            while (r < 0 or r > upper):
                lower = random.randint(0, upper/2)
                f, a, b = gen_one_question(lower, upper)
                fv = FUNC.values()[f]
                r = fv(a, b)
                if ((a + b == 0) and (upper > 0)):
                    r = -1
                    continue
                fk = FUNC.keys()[f]
            line += ' '.join([str(a), fk, str(b), '=', ', '])
        line += '\n'
        content += line

    return content


if __name__ == '__main__':
    num = sys.argv[1]
    head = num + '以内加减法口算练习\n学号：, 姓名：, 用时：,\n'
    content = gen(int(num))
    print head, content

#!/usr/bin/python

# -*- coding: UTF-8 -*-

import random

import sys

def add(a, b):

return a + b

def sub(a, b):

return a - b

FUNC = {'+': add, '-': sub}

def gen_one_question(lower, upper):

f = random.randint(0, len(FUNC.keys()) - 1)

i = random.randint(lower, upper)

j = random.randint(lower, upper)

return f, i, j

def gen(upper):

content = ''

for row in range(0, 25):

line = ''

for col in range(0, 4):

r = -1

while (r < 0 or r > upper):

lower = random.randint(0, upper/2)

f, a, b = gen_one_question(lower, upper)

fv = FUNC.values()[f]

r = fv(a, b)

if ((a + b == 0) and (upper > 0)):

r = -1

continue

fk = FUNC.keys()[f]

line += ' '.join([str(a), fk, str(b), '=', ', '])

line += '\n'

content += line

return content

if __name__ == '__main__':

num = sys.argv[1]

head = num + '以内加减法口算练习\n学号：, 姓名：, 用时：,\n'

content = gen(int(num))

print head, content

其他：

生成题目时是暴力穷举符合条件的题目，其实可以根据每个题目的类型（加法或减法）以及生成的第一个数字，来限定第二个数字的随机范围，保证一次就可以生成符合条件的题目，可以很大程度减少计算量，不过对于这么小的程序和用户量的场景来说，这一点点计算量也就无所谓了。