# 开发文档

本文档说明 yaml2pptx 项目的代码结构、开发规范和技术决策。

## 项目概述

yaml2pptx 是一个将 YAML 格式的演示文稿源文件转换为 PPTX 文件的工具，支持模板系统和浏览器预览功能。

## 代码结构

项目采用模块化架构，按功能职责组织代码：

```
html2pptx/
├── yaml2pptx.py (200 行)          # 入口脚本，CLI + main 函数
├── utils.py (74 行)               # 工具函数（日志、颜色转换）
├── core/                          # 核心领域模型
│   ├── elements.py (200 行)       # 元素抽象层（dataclass + validate）
│   ├── template.py (191 行)       # 模板系统
│   └── presentation.py (91 行)    # 演示文稿类
├── loaders/                       # 数据加载层
│   └── yaml_loader.py (113 行)    # YAML 加载和验证
├── validators/                    # 验证层
│   ├── __init__.py                # 导出主验证器
│   ├── result.py (70 行)          # 验证结果数据结构
│   ├── validator.py (150 行)      # 主验证器
│   ├── geometry.py (120 行)       # 几何验证器
│   └── resource.py (110 行)       # 资源验证器
├── renderers/                     # 渲染层
│   ├── pptx_renderer.py (292 行)  # PPTX 渲染器
│   └── html_renderer.py (172 行)  # HTML 渲染器（预览）
└── preview/                       # 预览功能
    └── server.py (244 行)         # Flask 服务器 + 文件监听
```

### 依赖关系

```
yaml2pptx.py (入口)
    ↓
    ├─→ utils (工具函数)
    ├─→ loaders.yaml_loader (YAML 加载)
    ├─→ validators.validator (验证器)
    │       ↓
    │       ├─→ validators.result (验证结果)
    │       ├─→ validators.geometry (几何验证)
    │       ├─→ validators.resource (资源验证)
    │       └─→ core.elements (元素验证)
    ├─→ core.presentation (演示文稿)
    │       ↓
    │       ├─→ core.template (模板)
    │       └─→ core.elements (元素)
    ├─→ renderers.pptx_renderer (PPTX 生成)
    │       ↓
    │       └─→ core.elements
    └─→ preview.server (预览服务)
            ↓
            └─→ renderers.html_renderer
                    ↓
                    └─→ core.elements
```

**依赖原则**：
- 单向依赖：入口 → 验证/渲染 → 核心 ← 加载
- 无循环依赖
- 核心层不依赖其他业务模块
- 验证层可以调用核心层的元素验证方法

## 模块职责

### 1. yaml2pptx.py（入口层）
- **职责**：CLI 参数解析、流程编排
- **行数**：约 100-150 行
- **包含**：
  - `/// script` 依赖声明
  - `parse_args()` - 命令行参数解析
  - `main()` - 主流程编排
- **不包含**：业务逻辑、数据处理

### 2. utils.py（工具层）
- **职责**：通用工具函数
- **包含**：
  - 日志函数：`log_info()`, `log_success()`, `log_error()`, `log_progress()`
  - 颜色转换：`hex_to_rgb()`, `validate_color()`

### 3. loaders/yaml_loader.py（加载层）
- **职责**：YAML 文件加载和验证
- **包含**：
  - `YAMLError` - 自定义异常
  - `load_yaml_file()` - 加载 YAML 文件
  - `validate_presentation_yaml()` - 验证演示文稿结构
  - `validate_template_yaml()` - 验证模板结构

### 4. core/elements.py（核心层 - 元素抽象）
- **职责**：定义元素数据类和工厂函数
- **包含**：
  - `_is_valid_color()` - 颜色格式验证工具函数
  - `TextElement` - 文本元素（dataclass + validate）
  - `ImageElement` - 图片元素（dataclass + validate）
  - `ShapeElement` - 形状元素（dataclass + validate）
  - `TableElement` - 表格元素（dataclass + validate）
  - `create_element()` - 元素工厂函数
- **特点**：
  - 使用 `@dataclass` 装饰器
  - 在 `__post_init__` 中进行创建时验证
  - 在 `validate()` 方法中进行元素级验证
  - 元素类负责自身属性的验证（颜色格式、字体大小、枚举值等）

### 4.5. validators/（验证层）
- **职责**：YAML 文件验证，在转换前检查问题
- **包含**：
  - `validators/result.py` - 验证结果数据结构
    - `ValidationIssue` - 验证问题（level, message, location, code）
    - `ValidationResult` - 验证结果（errors, warnings, infos）
  - `validators/geometry.py` - 几何验证器
    - `GeometryValidator` - 检查元素边界、页面范围
    - 支持 0.1 英寸容忍度
  - `validators/resource.py` - 资源验证器
    - `ResourceValidator` - 检查图片、模板文件存在性
    - 验证模板文件结构
  - `validators/validator.py` - 主验证器
    - `Validator` - 协调所有子验证器
    - 集成元素级验证、几何验证、资源验证
- **特点**：
  - 分级错误报告（ERROR/WARNING/INFO）
  - ERROR 阻止转换，WARNING 不阻止
  - 验证职责分层：元素级验证在元素类中，系统级验证在验证器中

### 5. core/template.py（核心层 - 模板）
- **职责**：模板加载和变量解析
- **包含**：
  - `Template` 类
  - 变量解析：`resolve_value()`, `resolve_element()`
  - 条件渲染：`evaluate_condition()`
  - 模板渲染：`render()`

### 6. core/presentation.py（核心层 - 演示文稿）
- **职责**：演示文稿管理和幻灯片渲染
- **包含**：
  - `Presentation` 类
  - 模板缓存：`get_template()`
  - 幻灯片渲染：`render_slide()`
- **特点**：
  - 将元素字典转换为元素对象
  - 使用 `create_element()` 工厂函数

### 7. renderers/pptx_renderer.py（渲染层 - PPTX）
- **职责**：PPTX 文件生成
- **包含**：
  - `PptxGenerator` 类
  - 渲染方法：`_render_text()`, `_render_image()`, `_render_shape()`, `_render_table()`
  - 元素分发：`_render_element()`
- **特点**：
  - 渲染器内置在生成器中
  - 使用 `isinstance()` 检查元素类型
  - 通过元素对象的属性访问数据

### 8. renderers/html_renderer.py（渲染层 - HTML）
- **职责**：HTML 预览渲染
- **包含**：
  - `HtmlRenderer` 类
  - 渲染方法：`render_text()`, `render_image()`, `render_shape()`, `render_table()`
- **特点**：
  - 与 PptxRenderer 共享元素抽象层
  - 使用固定 DPI (96) 进行单位转换

### 9. preview/server.py（预览层）
- **职责**：浏览器预览和热重载
- **包含**：
  - Flask 应用：`create_flask_app()`
  - 文件监听：`YAMLChangeHandler`
  - 预览服务器：`start_preview_server()`
  - HTML 模板：`HTML_TEMPLATE`, `ERROR_TEMPLATE`

## 开发规范

### 1. Python 环境

**必须使用 uv 运行脚本**：
```bash
# 正确
uv run yaml2pptx.py input.yaml output.pptx

# 错误 - 严禁直接使用主机环境的 python
python yaml2pptx.py input.yaml output.pptx
```

**依赖管理**：
- 所有依赖在 `pyproject.toml` 的 `[project.dependencies]` 中声明
- uv 会自动安装依赖，无需手动 `pip install`

### 2. 命令行接口

**子命令架构**：
```bash
# check - 验证 YAML 文件
uv run yaml2pptx.py check <input> [--template-dir <dir>]

# convert - 转换为 PPTX
uv run yaml2pptx.py convert <input> [output] [--template-dir <dir>] [--skip-validation] [--force]

# preview - 启动预览服务器
uv run yaml2pptx.py preview <input> [--template-dir <dir>] [--port <port>] [--host <host>] [--no-browser]
```

**参数说明**：
- `--template-dir`：所有命令通用，指定模板目录
- `--skip-validation`：convert 专用，跳过自动验证
- `--force/-f`：convert 专用，强制覆盖已存在文件
- `--port`：preview 专用，指定端口（默认随机 30000-40000）
- `--host`：preview 专用，指定主机地址（默认 127.0.0.1）
- `--no-browser`：preview 专用，不自动打开浏览器

### 3. 文件组织

**代码文件**：
- 每个模块文件控制在 150-300 行
- 入口脚本约 200 行
- 使用有意义的文件名和目录结构

**测试文件**：
- 所有测试文件、临时文件必须放在 `temp/` 目录下
- 不污染项目根目录

### 4. 代码风格

**导入顺序**：
```python
# 1. 标准库
import sys
from pathlib import Path

# 2. 第三方库
import yaml
from pptx import Presentation

# 3. 本地模块
from utils import log_info
from core.elements import TextElement
```

**文档字符串**：
- 每个模块必须有模块级文档字符串
- 每个类和函数必须有文档字符串
- 使用中文编写注释和文档

**命名规范**：
- 模块名：小写 + 下划线（如 `yaml_loader.py`）
- 类名：大驼峰（如 `TextElement`）
- 函数名：小写 + 下划线（如 `load_yaml_file()`）
- 常量：大写 + 下划线（如 `HTML_TEMPLATE`）

## 技术决策

### 1. 元素抽象层使用 dataclass

**决策**：使用 Python dataclass 定义元素数据类

**理由**：
- 简洁性：自动生成 `__init__`、`__repr__` 等方法
- 类型提示：支持类型注解，IDE 友好
- 验证时机：`__post_init__` 在创建时自动调用
- 可扩展性：未来可以添加方法

**示例**：
```python
@dataclass
class TextElement:
    type: str = 'text'
    content: str = ''
    box: list = field(default_factory=lambda: [1, 1, 8, 1])
    font: dict = field(default_factory=dict)

    def __post_init__(self):
        if len(self.box) != 4:
            raise ValueError("box 必须包含 4 个数字")
```

### 2. 渲染器内置在生成器中

**决策**：将渲染逻辑内置在 PptxGenerator 和 HtmlRenderer 类中

**理由**：
- 封装性：渲染逻辑与生成器紧密相关
- 简单性：不需要额外的渲染器接口
- 性能：避免额外的方法调用开销

**示例**：
```python
class PptxGenerator:
    def _render_element(self, slide, elem, base_path):
        if isinstance(elem, TextElement):
            self._render_text(slide, elem)
        elif isinstance(elem, ImageElement):
            self._render_image(slide, elem, base_path)
```

### 3. 创建时验证

**决策**：在元素对象创建时进行验证（`__post_init__` 方法）

**理由**：
- 尽早失败：在数据进入系统时就发现错误
- 清晰的错误位置：堆栈指向元素创建处
- 避免无效状态：确保元素对象始终有效

### 4. 元素工厂函数

**决策**：提供 `create_element(elem_dict)` 工厂函数

**理由**：
- 统一入口：所有元素创建都通过工厂函数
- 类型安全：进行类型检查
- 易于扩展：添加新元素类型只需添加一个分支

### 5. 验证职责分层

**决策**：将验证逻辑分为两层
1. **元素级验证**：放在元素类本身（`core/elements.py`）
2. **系统级验证**：放在独立的验证器模块（`validators/`）

**理由**：
- 元素类最了解自己的约束，应该负责自身的完整性验证
- 系统级验证需要全局上下文（如页面尺寸、文件路径），适合集中处理
- 符合单一职责原则，便于扩展和维护

**元素级验证职责**：
- 必需字段检查（在 `__post_init__` 中）
- 数据类型检查（在 `__post_init__` 中）
- 值的有效性检查（在 `validate()` 方法中）
  - 颜色格式验证
  - 字体大小合理性
  - 枚举值检查（如形状类型）
  - 表格数据一致性

**系统级验证职责**：
- 几何验证（元素是否在页面范围内，需要知道页面尺寸）
- 资源验证（文件是否存在，需要知道文件路径）
- 跨元素验证（如果未来需要）

**示例**：
```python
# 元素级验证（在元素类中）
@dataclass
class TextElement:
    def validate(self) -> List[ValidationIssue]:
        issues = []
        if self.font.get('color'):
            if not _is_valid_color(self.font['color']):
                issues.append(ValidationIssue(
                    level="ERROR",
                    message=f"无效的颜色格式: {self.font['color']}",
                    code="INVALID_COLOR_FORMAT"
                ))
        return issues

# 系统级验证（在验证器中）
class GeometryValidator:
    def validate_element(self, element, slide_index, elem_index):
        # 需要页面尺寸信息
        if element.box[0] + element.box[2] > self.slide_width:
            # 报告边界超出
```

### 6. 验证容忍度

**决策**：几何验证时，允许 0.1 英寸的容忍度

**理由**：
- 浮点数计算可能有精度误差
- 0.1 英寸（约 2.54mm）在视觉上几乎不可见
- 避免误报，提升用户体验

**实现**：
```python
TOLERANCE = 0.1  # 英寸

if right > slide_width + TOLERANCE:
    # 报告 WARNING
```

## 扩展指南

### 添加新元素类型

假设要添加 `VideoElement`：

**1. 在 core/elements.py 中定义数据类**：
```python
@dataclass
class VideoElement:
    type: str = 'video'
    src: str = ''
    box: list = field(default_factory=lambda: [1, 1, 4, 3])
    autoplay: bool = False

    def __post_init__(self):
        if not self.src:
            raise ValueError("视频元素必须指定 src")
        if len(self.box) != 4:
            raise ValueError("box 必须包含 4 个数字")
```

**2. 在工厂函数中添加分支**：
```python
def create_element(elem_dict: dict):
    elem_type = elem_dict.get('type')
    # ... 其他类型 ...
    elif elem_type == 'video':
        return VideoElement(**elem_dict)
```

**3. 在 PptxGenerator 中实现渲染方法**：
```python
def _render_element(self, slide, elem, base_path):
    # ... 其他类型 ...
    elif isinstance(elem, VideoElement):
        self._render_video(slide, elem, base_path)

def _render_video(self, slide, elem: VideoElement, base_path):
    # 实现视频渲染逻辑
    pass
```

**4. 在 HtmlRenderer 中实现渲染方法**：
```python
def render_slide(self, slide_data, index, base_path):
    # ... 其他类型 ...
    elif isinstance(elem, VideoElement):
        elements_html += self.render_video(elem, base_path)

def render_video(self, elem: VideoElement, base_path):
    # 实现 HTML 视频渲染
    return f'<video src="{elem.src}" ...></video>'
```

### 添加新渲染器

假设要添加 PDF 渲染器：

**1. 创建 renderers/pdf_renderer.py**：
```python
from core.elements import TextElement, ImageElement, ShapeElement, TableElement

class PdfRenderer:
    def __init__(self):
        # 初始化 PDF 库
        pass

    def add_slide(self, slide_data, base_path=None):
        # 添加页面
        pass

    def _render_element(self, page, elem, base_path):
        if isinstance(elem, TextElement):
            self._render_text(page, elem)
        # ... 其他元素类型
```

**2. 在 yaml2pptx.py 中添加 PDF 模式**：
```python
from renderers.pdf_renderer import PdfRenderer

def main():
    # ... 解析参数 ...
    if args.pdf:
        # PDF 生成模式
        generator = PdfRenderer()
        # ... 渲染逻辑
```

## 测试规范

### 测试框架

项目使用 pytest 作为测试框架，测试代码位于 `tests/` 目录。

### 测试结构

```
tests/
├── conftest.py              # pytest 配置和共享 fixtures
├── conftest_pptx.py         # PPTX 文件验证工具
├── unit/                    # 单元测试
│   ├── test_elements.py     # 元素类测试
│   ├── test_template.py     # 模板系统测试
│   ├── test_utils.py        # 工具函数测试
│   ├── test_validators/     # 验证器测试
│   │   ├── test_geometry.py
│   │   ├── test_resource.py
│   │   ├── test_result.py
│   │   └── test_validator.py
│   └── test_loaders/        # 加载器测试
│       └── test_yaml_loader.py
├── integration/             # 集成测试
│   ├── test_presentation.py
│   ├── test_rendering_flow.py
│   └── test_validation_flow.py
├── e2e/                     # 端到端测试
│   ├── test_convert_cmd.py
│   ├── test_check_cmd.py
│   └── test_preview_cmd.py
└── fixtures/                # 测试数据
    ├── yaml_samples/        # YAML 样本
    ├── templates/           # 测试模板
    └── images/              # 测试图片
```

### 运行测试

```bash
# 安装测试依赖
uv pip install -e ".[dev]"

# 运行所有测试
uv run pytest

# 运行特定类型的测试
uv run pytest tests/unit/       # 单元测试
uv run pytest tests/integration/  # 集成测试
uv run pytest tests/e2e/        # 端到端测试

# 运行特定测试文件
uv run pytest tests/unit/test_elements.py

# 显示详细输出
uv run pytest -v

# 显示测试覆盖率
uv run pytest --cov=. --cov-report=html
```

### 编写测试

**测试类命名**：使用 `Test<ClassName>` 格式

**测试方法命名**：使用 `test_<what_is_being_tested>` 格式

```python
class TestTextElement:
    """TextElement 测试类"""

    def test_create_with_defaults(self):
        """测试使用默认值创建 TextElement"""
        elem = TextElement()
        assert elem.type == 'text'

    def test_invalid_color_raises_error(self):
        """测试无效颜色会引发错误"""
        with pytest.raises(ValueError, match="无效颜色"):
            TextElement(font={"color": "red"})
```

### Fixtures

共享 fixtures 定义在 `tests/conftest.py` 中：

- `temp_dir`: 临时目录
- `sample_yaml`: 最小测试 YAML 文件
- `sample_image`: 测试图片
- `sample_template`: 测试模板
- `pptx_validator`: PPTX 验证器

```python
def test_with_fixture(sample_yaml):
    """使用 fixture 的测试"""
    assert sample_yaml.exists()
```

### PPTX 验证

使用 `PptxFileValidator` 验证生成的 PPTX 文件：

```python
def test_pptx_generation(temp_dir, pptx_validator):
    """测试 PPTX 生成"""
    # ... 生成 PPTX ...
    output_path = temp_dir / "output.pptx"

    # 验证文件
    assert pptx_validator.validate_file(output_path) is True

    # 验证内容
    prs = Presentation(str(output_path))
    assert pptx_validator.validate_text_element(
        prs.slides[0],
        index=0,
        expected_content="Test"
    ) is True
```

### 手动测试

```bash
# 验证 YAML 文件
uv run yaml2pptx.py check temp/test.yaml

# 使用模板时验证
uv run yaml2pptx.py check temp/demo.yaml --template-dir temp/templates

# 转换 YAML 为 PPTX
uv run yaml2pptx.py convert temp/test.yaml temp/output.pptx

# 自动生成输出文件名
uv run yaml2pptx.py convert temp/test.yaml

# 跳过自动验证
uv run yaml2pptx.py convert temp/test.yaml temp/output.pptx --skip-validation

# 强制覆盖已存在文件
uv run yaml2pptx.py convert temp/test.yaml temp/output.pptx --force

# 使用模板
uv run yaml2pptx.py convert temp/demo.yaml temp/output.pptx --template-dir temp/templates

# 启动预览服务器
uv run yaml2pptx.py preview temp/test.yaml

# 指定端口
uv run yaml2pptx.py preview temp/test.yaml --port 8080

# 允许局域网访问
uv run yaml2pptx.py preview temp/test.yaml --host 0.0.0.0

# 不自动打开浏览器
uv run yaml2pptx.py preview temp/test.yaml --no-browser
```

### 测试文件位置

- **自动化测试**：`tests/` 目录
- **手动测试文件**：`temp/` 目录
  - `temp/*.yaml` - 手动测试用的 YAML 文件
  - `temp/*.pptx` - 生成的 PPTX 文件
  - `temp/templates/` - 手动测试用的模板文件

## 常见问题

### Q: 为什么不能直接使用 python 运行脚本？

A: 项目使用 uv 和 pyproject.toml 来管理依赖。直接使用 python 会导致依赖缺失。必须使用 `uv run yaml2pptx.py`。

### Q: 如何添加新的依赖？

A: 在 `pyproject.toml` 的 `[project.dependencies]` 中添加：
```toml
[project]
dependencies = [
    "python-pptx",
    "pyyaml",
    "flask",
    "watchdog",
    "new-dependency",  # 添加新依赖
]
```

### Q: 为什么元素使用 dataclass 而不是普通字典？

A: dataclass 提供：
1. 类型安全和 IDE 支持
2. 自动生成的方法（`__init__`, `__repr__`）
3. 创建时验证（`__post_init__`）
4. 更好的可维护性和可扩展性

### Q: 如何调试渲染问题？

A: 使用预览模式：
```bash
uv run yaml2pptx.py preview temp/test.yaml
```
在浏览器中查看渲染结果，支持热重载。

## 项目约束

1. **面向中文开发者**：注释、文档、错误消息使用中文
2. **使用 uv 运行**：严禁直接使用主机环境的 python
3. **测试文件隔离**：所有测试文件放在 `temp/` 目录
4. **不污染主机环境**：不修改主机的 Python 配置

## 维护指南

### 代码审查要点

- [ ] 模块文件大小合理（150-300 行）
- [ ] 无循环依赖
- [ ] 所有类和函数有文档字符串
- [ ] 使用中文注释
- [ ] 元素验证在 `__post_init__` 中完成
- [ ] 导入语句按标准库、第三方库、本地模块排序
- [ ] 测试文件在 `temp/` 目录下

### 性能优化建议

1. **模板缓存**：Presentation 类已实现模板缓存
2. **元素验证**：只在创建时验证一次，渲染时不再验证
3. **文件监听**：预览模式使用 watchdog 高效监听文件变化