# CLAUDE.md

This file provides guidance to Claude Code (claude.ai/code) when working with code in this repository.

## What this is

小学生乘法口诀（九九表）语音背诵小程序。核心交互：**自动读题 → 小朋友开口说答案 → 本地离线语音识别判分**，全程免手（hands-free）。三种模式：顺序闯关、随机挑战（随机模式对错题动态加权）、双人抢答（键盘/蓝牙手柄按键抢答，抢到者语音作答，抢答内部又分顺序/随机出题）。**UI 只面向 PC / Pad（≥760px），不做手机端适配**，风格参考多邻国（高饱和主色 + 厚底 3D 按钮 + 大圆角 + 弹跳动效）。

只有两份代码文件：`index.html`（前端单页，含全部 UI/逻辑）和 `server.js`（后端，零 npm 依赖）。没有构建步骤、没有 `package.json`、没有 `node_modules`、没有测试框架。

## Commands

```bash
# 新电脑一键部署（幂等：装依赖 → 补模型 → 生成证书 → 启动，见 DEPLOY.md）
bash bootstrap.sh

# 启动（HTTP:8000 + HTTPS:8443，首次自动生成自签证书）
bash start.sh            # 或 node server.js

# 换电脑 / IP 变了后重新生成自签名证书
bash gen-cert.sh

# 语法检查（无测试框架，改完用这个自查）
node -e "new (require('vm').Script)(require('fs').readFileSync('server.js','utf8'));console.log('server ok')"
node -e "const m=require('fs').readFileSync('index.html','utf8').match(/<script>([\s\S]*?)<\/script>/)[1];new (require('vm').Script)(m);console.log('frontend ok')"

# 端到端验证识别流水线（生成中文语音 → 打 /stt）
say -v Tingting "三七二十一" -o /tmp/t.aiff
ffmpeg -y -i /tmp/t.aiff -c:a libopus /tmp/t.webm
curl -s -X POST --data-binary @/tmp/t.webm -H "Content-Type: audio/webm" http://localhost:8000/stt

# 切换到更快的 base 模型
WHISPER_MODEL=models/ggml-base.bin node server.js

# 识别准确率回归评测（需先启动服务；改 grammar/判分/whisper 参数后必跑）
node eval.js                 # 45 题 × (完整口诀/只说得数/错误答案) 全量
QUICK=1 node eval.js         # 抽样快跑
VOICES=Tingting,Shelley node eval.js   # 多音色
```

**改动 `index.html` 里判分/解析逻辑（`judge`/`parseNumToken`/`extractLastNumber`）后**，务必把纯函数抠出来跑一批中文数字用例（`二十一`/`二一`/`21`/`三七二十一`/`答案是二十一` 等都应判对），这是最易回归的部分。

## 运行环境依赖（非 npm）

后端 shell out 到两个系统命令，缺一不可：
- `ffmpeg` —— 把浏览器录音（桌面 `webm/opus`、iOS `mp4/aac`）统一转 16k 单声道 wav
- `whisper-cli` —— whisper.cpp 的离线识别二进制（`brew install whisper-cpp`）

模型放在 `models/`：`ggml-small.bin`（默认，较准）、`ggml-base.bin`（较快）。识别全程离线，不联网、不上云。

## Architecture

### 后端 `server.js`（纯 Node `http`/`https`，无框架无依赖）
- 同一个 `handler(req,res)` 同时挂在 HTTP(8000) 和 HTTPS(8443) 上。HTTPS 用 `certs/` 里的自签证书，缺证书则只起 HTTP。
- 路由：`GET /`（index.html）、`GET /cert`（iOS 下载证书）、`GET /health`、`POST /stt`。
- `POST /stt?a=&b=` 流水线（`transcribe()`）：收原始 body Buffer → 按 `Content-Type` 定扩展名写临时文件 → `ffmpeg` 转 wav（前后各补 0.5s 静音，短音节必需）→ `whisper-cli -l zh` 语法约束解码输出 txt → 去标点/空白 → 返回 `{text}`。**前端只拿 `text`，判分在前端做**，后端不碰口诀逻辑。
- **grammar 约束解码是识别准确率的命根子**：带 `a`/`b` 参数时用 `dynGrammar()` 按题生成 grammar（前缀锁死为本题因数、得数全开放——只约束前缀不会把答错扶正）；否则退回静态 `grammar/number.gbnf`；没有 grammar 文件才用 `--prompt` 偏置。grammar 只允许中文数字输出——阿拉伯数字会把「十四/七十四」压扁成 14/74 丢掉「十」。grammar 另含发音兼容 `alias` 规则（牛/流/柳/溜/两/酒）：不给别名时方言音会被硬扭到错误数字（如 niú 声学上更近 jiǔ「九」），给别名让解码器输出真实音、前端 `DIG` 映射回数字。

### 前端 `index.html`（单文件，四个「页面」用 `.hide` 切换：home / game / match / end）
- **口诀数据**：`buildProblems()` 生成三角表（a≤b），每条带 `weight`（随机模式加权用）。`kouOf()`/`numToCn()` 生成传统口诀读法（如 `三四十二`、`二五一十`）。**全局口诀范围** `CONFIG.tableMin/tableMax`（「几开头」到「几开头」，即限定小因数 a 的区间）过滤题池，三种模式共用，家长设置可改、存 localStorage（`calx-range`）。
- **代际守卫 `later(fn,ms)`**：所有“过一会推进游戏”的延迟回调（下一题、自动重录、结果卡自动前进等）必须用 `later` 而不是裸 `setTimeout`——`quit()`/`startGame()`/`enterMatch()`/`matchStart()` 会把 `epoch+1`，旧局排下的回调自动作废。曾有 bug：退出比赛后残留回调把「时间到」结果卡弹到首页。
- **判分核心**（改这里要特别小心，容错是重点需求）：`judge(transcript,a,b,p)` 用 `stripKou` 剥掉标点/运算词/口语填充词、再剥掉句首因数前缀（正反序、中/数字），然后 `parseNumToken`/`extractLastNumber` 把中文数字或阿拉伯数字解析成整数与乘积比对。要同时容忍 `二十一`/`二一`/`21`/完整口诀/句尾数字等说法。判分有三条“不冤枉”重录通道：`isJustFactors`（只背了因数没说得数）、`isTeenDroppedTen`（得数十几但只听到个位，如 14 只听到「四」——「十」音弱易被吞）、`isSwapConfusion`（十四↔四十这类平翘舌+语序混淆）。`DIG` 表含**发音兼容别名**（牛/流/柳/溜→6、酒/久→9 等，n/l 不分方言），与后端 grammar 的 `alias` 规则配套——加别名要两边同步。
- **免手录音闭环**（关键状态机）：`autoAsk()`（TTS 读题）→ `startRecordCycle()`（MediaRecorder 录音 + `vadTick()` 音量静音检测自动断句）→ `stopRecord()` → `onRecStop()`（上传 `/stt` → `judge` → `resolve`）。没听清会自动重录，上限 `CONFIG.maxAttempts`。
- **`resolve(correct,timedOut)`** 是所有作答路径（语音/键盘/超时）的唯一汇合点：更新分数/进度、随机模式调 `updateWeight()`、触发正/负反馈（`positive`/`negative` + 音效 `beep` + 彩带 + 结果卡 `afterSheet`）、再 `nextQuestion()`（顺序模式答错则 `retrySame` 重问同题）。
- **随机错题加权** `updateWeight()`：答错/超时大幅提权、答对且快降权、答对但慢小幅提权；`pickWeighted()` 按权重随机抽题 → 错题/慢题更常出现，练熟自动减少。权重同时看**对错**和**用时**（`elapsed` vs `CONFIG.slowMs`）。
- **降级链**：不支持录音 / 麦克风不可用 → 自动切数字键盘（`switchToPad`，`padMode`/`autoActive` 两个开关联动），键盘作答同样汇入 `resolve()`。
- **双人抢答模式**（match 页，左右玩家 + 中间出题区）：`enterMatch()` 进大厅（可选顺序/随机出题 `matchOrder`，顺序=题池过一遍、随机=`CONFIG.matchQuestions` 题）→ `matchStart()`/`matchNext()` 出题 → 抢答窗口内 `matchKeydown`（键盘）/`padPoll`（Gamepad API 轮询，边沿触发）命中绑定键则 `buzz(side)` → 抢到者走同一套录音闭环作答（`buzzAt` 起算的 **A 秒硬截止**：重录只用剩余窗口、到点 `matchOvertime()` 直接判超时，不像单人模式可无限重试）。**作答终局统一走 `settle(correct,timedOut)` 路由**：抢答模式进 `matchResolve`（答对 +5 / 答错超时 −2，一局结束 `matchFinish` 显示冠军），单人模式进 `resolve`——改录音/判分闭环时两个模式都要过一遍。抢答键绑定 `buzzKeys` 存 localStorage（`calx-buzz`），支持键盘键码和手柄（pad 序号+按钮号）；录音 UI 元素（`micBtn`/`heard`/计时条）经 `bindRecUI()` 在 game/match 两页间重指向，数字键盘 DOM 节点在两页间搬移（`mPadSlot`）。

### 前端所有可调参数集中在 `index.html` 顶部的 `CONFIG`
读题开关、限时秒数、随机题数、错题加权系数、VAD 灵敏度（`vadThreshold`/`vadSilenceMs`）、重录次数等。首页「⚙️ 家长设置」面板直接绑定其中常用项。

## 平台约束（重要，别踩坑）

- **iOS 语音必须 HTTPS + 受信任证书**。iOS 上所有浏览器都是 WebKit，`http://IP` 下苹果直接禁麦克风、不弹授权；且浏览器自带的 `SpeechRecognition` 在 iOS 基本不可用 —— 这正是要走「录音上传后端识别」而非浏览器识别的原因。iOS 首次需下载 `/cert` 并在「设置 → 通用 → 证书信任设置」里开完全信任，详见 `README.md`。
- **音频/麦克风/TTS 必须在用户手势内解锁**：`ensureAudio()` 在首页点「开始」（`startGame`）时调用一次 `getUserMedia` + `AudioContext.resume()` + 静音 TTS，之后才能全自动。
- 证书 SAN 里写死了本机 LAN IP；IP 变了必须 `gen-cert.sh` 重新生成。