基于SSM框架的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在線評測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

馮麗露 康耀龍 高曉晶 王濤

摘要：本文基于JSP、Spring、Mybatis、Mysql等技術(shù)，設(shè)計實現(xiàn)了基于SSM框架的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在線評測系統(tǒng)。本系統(tǒng)是一個在線評測網(wǎng)站，提供了豐富的算法題目以及必要的交流論壇，用戶可以在網(wǎng)站內(nèi)提交自己的程序代碼，系統(tǒng)會自動進行編譯并返回結(jié)果，管理員可以實現(xiàn)添加題庫題目、查看學(xué)生答題記錄、導(dǎo)出學(xué)生成績等。本系統(tǒng)為用戶提供了一個練習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的在線評測平臺，方便學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更好地將理論同實踐結(jié)合，進而充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢，使學(xué)習(xí)效益最大化。

關(guān)鍵詞：在線評測;信息管理;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）13-0086-04

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的在線評測系統(tǒng)的主要用途是對用戶提交的程序代碼進行自動評測，并將評測結(jié)果告知用戶。在線評測機對用戶提交的代碼進行編譯、鏈接、執(zhí)行，并將程序最終執(zhí)行結(jié)果同預(yù)期輸出進行比較。在線評測系統(tǒng)一般包括判題機、評測樣例存儲服務(wù)器、網(wǎng)頁服務(wù)器。

● 相關(guān)開發(fā)技術(shù)

本系統(tǒng)采用當下較為流行的JSP、Spring、Mybatis、Mysql技術(shù)，這些技術(shù)發(fā)展較為穩(wěn)定，安全性高，容易上手編程。

JSP可以訪問Servlet、Java Bean，同時支持在網(wǎng)頁中直接嵌入Java代碼。Spring為Java企業(yè)級項目應(yīng)用程序開發(fā)提供了集成的整合框架。Spring利用控制翻轉(zhuǎn)和面向切面編程技術(shù)實現(xiàn)了低入侵式編程，降低代碼之間的耦合度。[1-2]Mybatis不會對應(yīng)用程序數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫表中已有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何的負面影響，SQL語句在配置的Xml文件中管理，解除了原有設(shè)計過程中程序代碼同SQL語句的耦合，使得業(yè)務(wù)層邏輯同SQL語句分離，從而提高了代碼的可維護性和編程的易實現(xiàn)性。[3]

● 系統(tǒng)需求分析

①為了方便教師和學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)進行訪問，系統(tǒng)采用B/S進行架構(gòu)，免去了C/S架構(gòu)安裝的麻煩。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境良好的情況下就能進行在線提交和在線討論。

②數(shù)據(jù)信息的保存需要安全可靠，所以，在數(shù)據(jù)庫選擇方面選擇關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Mysql，同時，為了應(yīng)對后期數(shù)據(jù)量增多導(dǎo)致查詢效率下降的問題，需要對數(shù)據(jù)進行分類存儲，對數(shù)據(jù)量較大的表另做分庫分表的設(shè)計。[4]數(shù)據(jù)庫中的表主要用于存放用戶信息、題目信息、提交記錄、評論內(nèi)容等。

③對不同登錄人員的權(quán)限控制。為了確保系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，要避免非授權(quán)用戶登錄后臺系統(tǒng)進行的非法操作。

④系統(tǒng)對學(xué)生提交代碼具有評測功能，能對學(xué)生的解答做出校驗。同時將信息反饋至學(xué)生，以便其能根據(jù)反饋有針對性地完善代碼，進而通過測試。[5]

⑤系統(tǒng)具有統(tǒng)計、分析功能，能對學(xué)生提交的數(shù)據(jù)做出分析，能自動計算出學(xué)生成績，數(shù)據(jù)信息應(yīng)該方便教師查閱和導(dǎo)出。

● 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在線評測系統(tǒng)的設(shè)計

本系統(tǒng)從總體框架、基本功能、數(shù)據(jù)庫三方面進行設(shè)計?？傮w框架設(shè)計是對系統(tǒng)整體功能的邏輯規(guī)劃;基本功能設(shè)計是對詳細功能的設(shè)計;數(shù)據(jù)庫設(shè)計根據(jù)所需數(shù)據(jù)表建立。

1.系統(tǒng)總體框架

該在線評測系統(tǒng)劃分為前臺門戶頁面和教師后臺管理兩部分，整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用的是瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)模式，用戶通過網(wǎng)站域名進行登錄訪問，如圖1所示。

2.基本功能設(shè)計

系統(tǒng)前臺主要用于學(xué)生注冊和登錄系統(tǒng)、在線評測、查詢評測結(jié)果、交流討論、修改個人信息等;后臺主要用于教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行查閱，維護題目信息，添加評測數(shù)據(jù)等。

①網(wǎng)站首頁：將網(wǎng)站內(nèi)容做一個整體的展示，具體包括題庫信息、登錄、注冊模塊、個人信息維護、在線評測等。

②題庫信息：主要包含待評測的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法題目信息，點擊相應(yīng)的題目標題即可查看具體的題目描述。

③交流論壇：該模塊為學(xué)習(xí)者提供了交流平臺，在學(xué)習(xí)的過程中學(xué)習(xí)者可以通過評論、問答的方式向教師或同伴提問。

④個人信息維護：維護個人的賬號信息，包括用戶的頭像、昵稱、郵箱、班級等信息。

⑤后臺總體信息概覽：查看題庫系統(tǒng)總體信息，包括注冊人數(shù)、題目數(shù)量、答題提交總量等。

⑥學(xué)生信息管理：管理和查看學(xué)生在網(wǎng)站的學(xué)習(xí)情況，包括學(xué)生的答題情況、學(xué)期末總成績等。

⑦題目信息管理：完成對題庫的維護，增加新題目或刪除舊題目。

3.平臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)和需求分析，數(shù)據(jù)庫中各類實體可概括為用戶實體、題目實體、權(quán)限實體、提交記錄實體等。用戶實體主要用于保存用戶個人信息;題目實體主要用于保存題目詳細信息;權(quán)限實體主要用于記錄用戶權(quán)限信息;提交記錄實體用于記錄用戶的個人提交信息。用戶實體與權(quán)限實體之間存在權(quán)限關(guān)系，題目同用戶、提交記錄之間分別存在提交和答題關(guān)系。

● 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在線評測系統(tǒng)的實現(xiàn)

本文只介紹《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》在線評測系統(tǒng)中的部分核心功能，包括題庫搭建、評測邏輯、后臺管理、答題統(tǒng)計、成績分析。

1.題庫搭建

在題庫中展示了所有存儲在數(shù)據(jù)庫中的評測題目信息，用戶進入題庫中點擊題目的標題，進入題目的詳情頁面，進入后即可在題目右側(cè)的答題頁面進行解題，如上頁圖2所示。題庫頁面核心代碼如圖3所示。

2.評測邏輯

測試系統(tǒng)以在線動態(tài)編譯代碼的形式對代碼的正確性進行校驗，代碼在線動態(tài)編譯。當用戶在線提交代碼后，后臺會返回一個評測結(jié)果，用戶可以根據(jù)服務(wù)器的返回結(jié)果來判斷提交的代碼是否正確。后臺判題業(yè)務(wù)邏輯核心代碼如圖4所示。

3.后臺管理

教師在后臺系統(tǒng)可以查看整個系統(tǒng)中的題目總數(shù)、用戶注冊人數(shù)、提交題目數(shù)等信息。

4.答題統(tǒng)計