DOCX库尝试

使用Python-docx库创建专业的Word文档

在日常工作和学习中，我们经常需要生成格式规范的Word文档，特别是学术论文、报告等正式文档。手动调整格式既繁琐又容易出错。今天，我将介绍如何使用Python的python-docx库来自动化生成格式化的Word文档。

什么是python-docx？

python-docx是一个强大的Python库，用于创建和修改Microsoft Word (.docx)文件。它提供了丰富的API，让我们能够通过编程方式控制文档的各个方面，包括段落、字体、表格、图片等。

安装python-docx

首先，我们需要安装这个库：

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pip install python-docx

基础概念

在使用python-docx之前，需要了解几个基本概念：

  • Document（文档）：整个Word文档对象
  • Paragraph（段落）：文档中的一个段落
  • Run（文字块）：段落中具有相同格式的一段连续文字
  • Style（样式）：预定义的格式集合

创建和设置文档

让我们从创建一个基本文档开始：

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from docx import Document
from docx.shared import Pt, Inches
from docx.enum.text import WD_ALIGN_PARAGRAPH

# 创建文档
doc = Document()

# 设置默认样式
style = doc.styles['Normal']
style.font.name = 'Times New Roman'
style.font.size = Pt(10.5)  # 五号字

处理中英文混排

在处理中文文档时，一个常见的需求是设置不同的中英文字体。我们可以通过以下方式实现：

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from docx.oxml.ns import qn
from docx.oxml import OxmlElement

def set_run_font(run, english_font='Times New Roman', chinese_font='宋体', font_size=None, bold=False):
    """设置run的字体"""
    if font_size:
        run.font.size = font_size
    run.font.bold = bold
    
    rpr = run._element.get_or_add_rPr()
    rFonts = OxmlElement('w:rFonts')
    rFonts.set(qn('w:ascii'), english_font)
    rFonts.set(qn('w:eastAsia'), chinese_font)
    rpr.append(rFonts)

添加标题和段落

添加标题

python-docx支持多级标题，我们可以根据需要设置不同级别的标题格式：

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def add_heading_1(doc, text):
    """添加一级标题"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    
    run = p.add_run(text)
    set_run_font(run, chinese_font='黑体', font_size=Pt(14))  # 四号

添加正文段落

正文段落通常需要首行缩进和两端对齐：

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def add_paragraph_text(doc, text):
    """添加正文段落"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.JUSTIFY
    p.paragraph_format.first_line_indent = Pt(21)  # 2个汉字符缩进
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    
    run = p.add_run(text)
    set_run_font(run, chinese_font='宋体', font_size=Pt(10.5))

创建表格

python-docx提供了强大的表格功能。以下是创建一个三线表的示例：

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def add_table(doc, caption, data):
    """添加表格"""
    # 表题
    p_caption = doc.add_paragraph()
    p_caption.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    run = p_caption.add_run(caption)
    set_run_font(run, chinese_font='宋体', font_size=Pt(9))
    
    # 创建表格
    rows, cols = len(data), len(data[0])
    table = doc.add_table(rows=rows, cols=cols)
    table.style = 'Table Grid'
    
    # 填充数据
    for i, row_data in enumerate(data):
        for j, cell_text in enumerate(row_data):
            cell = table.cell(i, j)
            cell.text = str(cell_text)
            # 设置单元格格式...

高级功能

添加公式

虽然python-docx不直接支持数学公式，但我们可以添加格式化的公式文本：

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def add_equation(doc, equation_text, chapter_num, eq_num):
    """添加公式"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    
    # 公式内容
    run = p.add_run(equation_text)
    run.font.italic = True
    
    # 公式编号
    run_num = p.add_run(f"\t({chapter_num}.{eq_num})")

处理列表和编号

对于带编号的列表，可以使用以下方法：

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def add_sub_item(doc, text, item_type='number', level=1):
    """添加编号项"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.paragraph_format.first_line_indent = Pt(21)
    
    if item_type == 'number':
        prefix = f"({level})"
    elif item_type == 'circle':
        prefix = f"①②③④⑤"[level-1] if level <= 5 else f"({level})"
    
    run = p.add_run(f"{prefix} {text}")

页面设置

有时我们需要控制页面布局：

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from docx.shared import Cm

# 设置页边距
sections = doc.sections
for section in sections:
    section.top_margin = Cm(2.54)
    section.bottom_margin = Cm(2.54)
    section.left_margin = Cm(3.17)
    section.right_margin = Cm(3.17)

实际应用示例

让我们看一个完整的例子，创建一个简单的报告：

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# 创建文档
doc = Document()

# 添加标题
p = doc.add_paragraph()
p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
run = p.add_run("项目进度报告")
run.font.size = Pt(16)
run.bold = True

# 添加正文
doc.add_paragraph("本报告总结了项目第一季度的进展情况。")

# 添加表格
table_data = [
    ["任务", "负责人", "完成度"],
    ["需求分析", "张三", "100%"],
    ["系统设计", "李四", "80%"],
    ["编码实现", "王五", "60%"]
]

table = doc.add_table(rows=4, cols=3)
for i, row in enumerate(table_data):
    for j, cell_text in enumerate(row):
        table.cell(i, j).text = cell_text

# 保存文档
doc.save("项目报告.docx")

注意事项和技巧

  1. 字体设置：处理中文文档时，要分别设置中英文字体，避免显示问题
  2. 样式复用：可以创建自定义样式，提高代码复用性
  3. 性能优化：处理大文档时，避免频繁创建run对象，尽量批量处理
  4. 错误处理：添加适当的异常处理，确保程序稳定性

总结

python-docx是一个功能强大的库，能够满足大部分Word文档自动化生成的需求。通过合理使用这个库，我们可以：

  • 大幅提高文档生成效率
  • 确保文档格式的一致性
  • 实现批量文档生成
  • 与其他Python库结合，实现数据到文档的自动化流程

掌握python-docx的使用，将为你的办公自动化之路打开一扇新的大门。无论是生成报告、创建模板，还是批量处理文档，都能得心应手。

完整的代码示例请参考文末附录。希望这篇文章能帮助你更好地使用python-docx库！

附录

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from docx import Document
from docx.shared import Pt, Inches, Cm
from docx.enum.text import WD_ALIGN_PARAGRAPH, WD_LINE_SPACING
from docx.oxml.ns import qn
from docx.oxml import OxmlElement

# =============================================================================
# 辅助函数
# =============================================================================

def set_document_defaults(doc):
    """设置文档的默认字体和段落间距"""
    # 设置默认字体
    style = doc.styles['Normal']
    style.font.name = 'Times New Roman'
    style.font.size = Pt(10.5)  # 五号字
    
    # 设置中文字体
    rpr = style.element.get_or_add_rPr()
    rFonts = OxmlElement('w:rFonts')
    rFonts.set(qn('w:ascii'), 'Times New Roman')
    rFonts.set(qn('w:hAnsi'), 'Times New Roman')
    rFonts.set(qn('w:eastAsia'), '宋体')
    rFonts.set(qn('w:cs'), 'Times New Roman')
    rpr.append(rFonts)
    
    # 设置默认段落格式
    p_fmt = style.paragraph_format
    p_fmt.line_spacing = Pt(18)  # 行距18磅
    p_fmt.space_after = Pt(0)
    p_fmt.space_before = Pt(0)

def set_run_font(run, english_font='Times New Roman', chinese_font='宋体', font_size=None, bold=False, italic=False):
    """设置run的字体"""
    if font_size:
        run.font.size = font_size
    run.font.bold = bold
    run.font.italic = italic
    
    rpr = run._element.get_or_add_rPr()
    rFonts = OxmlElement('w:rFonts')
    rFonts.set(qn('w:ascii'), english_font)
    rFonts.set(qn('w:hAnsi'), english_font)
    rFonts.set(qn('w:eastAsia'), chinese_font)
    rFonts.set(qn('w:cs'), english_font)
    rpr.append(rFonts)

def add_chinese_title(doc, text):
    """添加中文课题名称 - 小二号，黑体，加粗，居中"""
    doc.add_paragraph()  # 上空一行
    p = doc.add_paragraph()
    p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    p.paragraph_format.space_before = Pt(6)  # 段前0.5行
    p.paragraph_format.space_after = Pt(6)   # 段后0.5行
    
    run = p.add_run(text)
    set_run_font(run, chinese_font='黑体', font_size=Pt(18), bold=True)  # 小二号
    doc.add_paragraph()  # 下空一行

def add_chinese_abstract_title(doc):
    """添加中文摘要标题 - 四号，黑体，居中"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    p.paragraph_format.space_before = Pt(6)
    p.paragraph_format.space_after = Pt(6)
    
    run = p.add_run('摘要')
    set_run_font(run, chinese_font='黑体', font_size=Pt(14))  # 四号

def add_chinese_abstract_content(doc, abstract_text):
    """添加中文摘要内容 - 五号宋体，首行缩进2个汉字符"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.paragraph_format.first_line_indent = Pt(21)  # 2个汉字符缩进
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    
    run = p.add_run(abstract_text)
    set_run_font(run, chinese_font='宋体', font_size=Pt(10.5))  # 五号

def add_chinese_keywords(doc, keywords):
    """添加中文关键词 - 标题加粗，内容五号宋体"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    
    # 关键词标题
    run_title = p.add_run('关键词：')
    set_run_font(run_title, chinese_font='宋体', font_size=Pt(10.5), bold=True)
    
    # 关键词内容
    run_content = p.add_run(keywords)
    set_run_font(run_content, chinese_font='宋体', font_size=Pt(10.5))

def add_english_title(doc, text):
    """添加英文课题名称 - 小二号，Times New Roman，加粗，居中"""
    doc.add_page_break()  # 换页
    doc.add_paragraph()  # 上空一行
    
    p = doc.add_paragraph()
    p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    p.paragraph_format.space_before = Pt(6)
    p.paragraph_format.space_after = Pt(6)
    
    run = p.add_run(text)
    set_run_font(run, font_size=Pt(18), bold=True)  # 小二号
    doc.add_paragraph()  # 下空一行

def add_english_abstract_title(doc):
    """添加英文摘要标题 - 四号Times New Roman，居中"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    p.paragraph_format.space_before = Pt(6)
    p.paragraph_format.space_after = Pt(6)
    
    run = p.add_run('Abstract')
    set_run_font(run, font_size=Pt(14))  # 四号

def add_english_abstract_content(doc, abstract_text):
    """添加英文摘要内容 - 五号Times New Roman，首行缩进2个汉字符"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.paragraph_format.first_line_indent = Pt(21)
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    
    run = p.add_run(abstract_text)
    set_run_font(run, font_size=Pt(10.5))  # 五号

def add_english_keywords(doc, keywords):
    """添加英文关键词 - 标题加粗，内容五号Times New Roman"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    
    # 关键词标题
    run_title = p.add_run('Keywords: ')
    set_run_font(run_title, font_size=Pt(10.5), bold=True)
    
    # 关键词内容
    run_content = p.add_run(keywords)
    set_run_font(run_content, font_size=Pt(10.5))

def add_heading_1(doc, text, chapter_num=None):
    """添加1级标题 - 四号，黑体，居中"""
    doc.add_page_break()  # 换页
    doc.add_paragraph()  # 空一行
    
    p = doc.add_paragraph()
    p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    p.paragraph_format.space_before = Pt(6)
    p.paragraph_format.space_after = Pt(6)
    
    if chapter_num:
        full_text = f"{chapter_num} {text}"
    else:
        full_text = text
    
    run = p.add_run(full_text)
    set_run_font(run, chinese_font='黑体', font_size=Pt(14))  # 四号

def add_heading_2(doc, text, section_num):
    """添加2级标题 - 五号，黑体，顶格"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    p.paragraph_format.space_before = Pt(6)
    p.paragraph_format.space_after = Pt(6)
    
    run = p.add_run(f"{section_num} {text}")  # 序号与题名之间空一格
    set_run_font(run, chinese_font='黑体', font_size=Pt(10.5))  # 五号

def add_heading_3(doc, text, section_num):
    """添加3级标题 - 五号，黑体，缩进2个汉字符"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.paragraph_format.first_line_indent = Pt(21)  # 缩进2个汉字符
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    p.paragraph_format.space_before = Pt(6)
    p.paragraph_format.space_after = Pt(6)
    
    run = p.add_run(f"{section_num} {text}")  # 序号与题名之间空一格
    set_run_font(run, chinese_font='黑体', font_size=Pt(10.5))  # 五号

def add_paragraph_text(doc, text):
    """添加正文段落 - 五号，宋体，两端对齐，首行缩进2个汉字符"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.JUSTIFY
    p.paragraph_format.first_line_indent = Pt(21)
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    
    run = p.add_run(text)
    set_run_font(run, chinese_font='宋体', font_size=Pt(10.5))  # 五号

def add_equation(doc, equation_text, chapter_num, eq_num):
    """添加公式 - 居中，五号宋体"""
    p = doc.add_paragraph()
    p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    p.paragraph_format.line_spacing = 1.5  # 1.5倍行距
    
    # 公式内容
    run = p.add_run(equation_text)
    set_run_font(run, chinese_font='宋体', font_size=Pt(10.5), italic=True)
    
    # 公式编号右对齐
    run_num = p.add_run(f"\t({chapter_num}.{eq_num})")
    set_run_font(run_num, chinese_font='宋体', font_size=Pt(10.5))

def add_table(doc, table_num, chapter_num, caption, data):
    """添加表格 - 采用三线表"""
    doc.add_paragraph()  # 上空一行
    
    # 表题
    p_caption = doc.add_paragraph()
    p_caption.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    p_caption.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    
    run = p_caption.add_run(f"表{chapter_num}.{table_num} {caption}")
    set_run_font(run, chinese_font='宋体', font_size=Pt(9))  # 小五号
    
    # 创建表格
    rows, cols = len(data), len(data[0])
    table = doc.add_table(rows=rows, cols=cols)
    table.style = 'Table Grid'
    
    # 填充数据
    for i, row_data in enumerate(data):
        for j, cell_text in enumerate(row_data):
            cell = table.cell(i, j)
            cell.text = str(cell_text)
            p = cell.paragraphs[0]
            p.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
            p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
            
            for run in p.runs:
                set_run_font(run, chinese_font='宋体', font_size=Pt(9))  # 小五号
                if i == 0:  # 表头加粗
                    run.bold = True
    
    doc.add_paragraph()  # 下空一行

def add_figure(doc, fig_num, chapter_num, caption):
    """添加图片占位符和图题"""
    doc.add_paragraph()  # 上空一行
    
    # 图片占位符
    p_placeholder = doc.add_paragraph("[--- 在此插入图片 ---]")
    p_placeholder.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    
    # 图题
    p_caption = doc.add_paragraph()
    p_caption.alignment = WD_ALIGN_PARAGRAPH.CENTER
    p_caption.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    
    run = p_caption.add_run(f"图{chapter_num}.{fig_num} {caption}")
    set_run_font(run, chinese_font='宋体', font_size=Pt(9))  # 小五号
    
    doc.add_paragraph()  # 下空一行

def add_sub_item(doc, text, item_type='number', level=1):
    """添加三级以下标题或段落号
    item_type: 'number' for (1), 'letter_upper' for A., 'letter_lower' for a., 'circle' for ①
    """
    p = doc.add_paragraph()
    p.paragraph_format.first_line_indent = Pt(21)  # 缩进2个汉字符
    p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
    
    if item_type == 'number':
        prefix = f"({level})"
    elif item_type == 'letter_upper':
        prefix = f"{chr(64 + level)}."
    elif item_type == 'letter_lower':
        prefix = f"{chr(96 + level)}."
    elif item_type == 'circle':
        prefix = f"①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩"[level-1] if level <= 10 else f"({level})"
    
    run = p.add_run(f"{prefix} {text}")
    set_run_font(run, chinese_font='黑体', font_size=Pt(10.5))  # 五号黑体

def add_references(doc, references):
    """添加参考文献"""
    add_heading_1(doc, "参考文献")
    
    for i, ref in enumerate(references, 1):
        p = doc.add_paragraph()
        p.paragraph_format.line_spacing = Pt(18)
        
        run = p.add_run(f"[{i}] {ref}")
        set_run_font(run, chinese_font='宋体', font_size=Pt(10.5))  # 五号

# =============================================================================
# 使用示例
# =============================================================================

if __name__ == "__main__":
    # 1. 创建文档并设置默认格式
    doc = Document()
    set_document_defaults(doc)
    
    # 2. 添加中文课题名称
    add_chinese_title(doc, "轨道交通设施设备电气参数高精度采集与服役状态智能感知技术")
    
    # 3. 添加中文摘要
    add_chinese_abstract_title(doc)
    add_chinese_abstract_content(doc, 
        "本研究针对轨道交通设施设备电气参数采集精度不高、状态监测不够智能的问题，"
        "提出了一种基于宽频段高精度采集技术的智能感知方案。通过集成11种传统采集器功能，"
        "实现了对电气参数的精准监测和服役状态的智能评估。实验结果表明，该技术能够有效"
        "提高采集精度和监测效率，为轨道交通的安全运营提供了可靠保障。本研究的创新点在于"
        "将多种采集功能集成到单一设备中，大大简化了系统结构，降低了维护成本。")
    
    # 4. 添加中文关键词
    add_chinese_keywords(doc, "轨道交通，电气参数，高精度采集，智能感知，状态监测")
    
    # 5. 添加英文课题名称
    add_english_title(doc, 
        "High-Precision Acquisition and Intelligent Perception Technology for "
        "Electrical Parameters and Service Status of Rail Transit Facilities")
    
    # 6. 添加英文摘要
    add_english_abstract_title(doc)
    add_english_abstract_content(doc,
        "This study addresses the issues of low precision in electrical parameter "
        "acquisition and insufficient intelligence in condition monitoring of rail "
        "transit facilities. A intelligent perception scheme based on wide-band "
        "high-precision acquisition technology is proposed. By integrating 11 "
        "traditional collector functions, accurate monitoring of electrical parameters "
        "and intelligent assessment of service status are achieved.")
    
    # 7. 添加英文关键词
    add_english_keywords(doc, "rail transit, electrical parameters, high-precision acquisition, intelligent perception, condition monitoring")
    
    # 8. 添加第一章
    add_heading_1(doc, "绪论", "1")
    
    # 9. 添加二级标题
    add_heading_2(doc, "研究背景与意义", "1.1")
    add_paragraph_text(doc, 
        "随着我国轨道交通事业的快速发展，对设施设备运行状态的实时监测和智能评估"
        "提出了更高的要求。传统的监测方法存在采集精度低、响应速度慢、智能化程度"
        "不高等问题，难以满足现代轨道交通安全运营的需求。")
    
    # 10. 添加三级标题
    add_heading_3(doc, "国内外研究现状", "1.1.1")
    add_paragraph_text(doc, 
        "近年来，国内外学者在轨道交通电气参数监测方面开展了大量研究工作。"
        "专利CN109142844B集成了11种传统采集器功能，通过宽频段高精度采集技术"
        "实现了电气参数的精准监测。")
    
    # 11. 添加公式示例
    add_equation(doc, "P = U × I × cosφ", 1, 1)
    
    # 12. 添加段落号示例
    add_sub_item(doc, "采集精度提高到0.1%", 'number', 1)
    add_sub_item(doc, "响应时间缩短至10ms", 'number', 2)
    add_sub_item(doc, "支持多通道同步采集", 'number', 3)
    
    # 13. 添加段内层次号示例
    add_paragraph_text(doc, "系统具有以下特点：")
    add_sub_item(doc, "高精度采集能力", 'circle', 1)
    add_sub_item(doc, "实时数据处理", 'circle', 2)
    
    # 14. 添加表格示例
    table_data = [
        ["参数名称", "传统方法", "本文方法", "提升幅度"],
        ["采集精度", "1%", "0.1%", "90%"],
        ["响应时间", "100ms", "10ms", "90%"],
        ["通道数量", "4", "16", "300%"]
    ]
    add_table(doc, 1, 1, "技术参数对比", table_data)
    
    # 15. 添加图片示例
    add_figure(doc, 1, 1, "系统架构示意图")
    
    # 16. 添加参考文献
    references_list = [
        "张三, 李四. 轨道交通电气参数监测技术研究[J]. 中国铁道科学, 2023, 44(2): 15-22.",
        "Wang X, Liu Y. High-precision data acquisition system for railway applications[J]. "
        "IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2022, 69(5): 4521-4530.",
        "王五, 赵六. 基于物联网的轨道交通智能监测系统设计[J]. 铁道学报, 2023, 45(3): 88-95.",
        "Johnson M, Smith K. Intelligent condition monitoring in rail transit systems[J]. "
        "Transportation Research Part C, 2021, 128: 103-115.",
        "陈七. 城市轨道交通供电系统状态监测与故障诊断[M]. 北京: 科学出版社, 2022.",
        "李八, 周九. 轨道交通设备全生命周期管理技术[J]. 城市轨道交通研究, 2023, 26(4): 45-52.",
        "Brown A. Advanced sensor technologies for railway infrastructure monitoring[J]. "
        "Sensors and Actuators A: Physical, 2022, 335: 113-125.",
        "钱十, 孙十一. 基于大数据的轨道交通设备健康评估方法[J]. 交通运输工程学报, 2023, 23(2): 178-186.",
        "Taylor R, Anderson P. Machine learning applications in railway predictive maintenance[J]. "
        "Expert Systems with Applications, 2023, 213: 118-132.",
        "郑十二. 智能轨道交通系统关键技术研究进展[J]. 中国科学: 技术科学, 2023, 53(6): 891-905."
    ]
    add_references(doc, references_list)
    
    # 17. 保存文档
    doc.save("学术论文格式化文档.docx")
    print("文档已保存为: 学术论文格式化文档.docx")

效果如下所示：