Java編程題自動判分軟件框架的設(shè)計

文/崔寧 曾峰

1 Java編程題自動判分規(guī)則特點分析

1.1 面向?qū)ο?/h3>

Java編程題判分軟件具有很大的面向?qū)ο筇匦裕诓僮髦幸⒁鈶?yīng)用的數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法，在一個面向?qū)ο蟮能浖铮嫦虺绦蛞话闶怯上鄬Κ毩⒌念惵暶鹘M成，在Java編程題自動判分的軟件中，通過類聲明的判分可以較為合理科學(xué)的解決問題，類聲明中的每一個類代碼都是由結(jié)構(gòu)性代碼和功能性代碼兩部分組成。其中的結(jié)構(gòu)性代碼是將相互之間存在一種或者多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素進(jìn)行集合，主要的研究有數(shù)據(jù)間的固有關(guān)系、數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)部的存儲方法以及數(shù)據(jù)在不同結(jié)構(gòu)上的操作和處理。結(jié)構(gòu)性代碼主要有包括類、成員變量、構(gòu)造器以及方法聲明的頭部四方面的內(nèi)容。功能性代碼主要包括構(gòu)造器和體代碼兩方面的內(nèi)容。在自動判分的類層體系中，類是按照一定的體系和層次分布排列的，可以使子類集成超類，可以更好的完成自動評分。

1.2 準(zhǔn)確性

Java編程題自動判分軟件中，要保證判分性能豐富準(zhǔn)確，降低判分的復(fù)雜性，提高準(zhǔn)確度，比如在評分過程中，成員變量和方法聲明的頭部應(yīng)該分別進(jìn)行判讀和評分，所需要的源代碼也應(yīng)該分別開來，從而保證評分的準(zhǔn)確度。Java編程要對所做出的評分進(jìn)行解釋，Java字節(jié)符要提供對應(yīng)結(jié)構(gòu)中性的目標(biāo)文件格式，保證Java代碼可以有效的傳遞到評分程序上，實現(xiàn)Java編程的解釋功能，Java編程可以很快的將新類因素裝進(jìn)編程環(huán)境，實現(xiàn)增量目的。保證編程軟件中的輸入?yún)?shù)和比對指標(biāo)可以完全訪問，也可以實現(xiàn)評分對象的互換和調(diào)用。

1.3 獨立性

雖然Java編程題自動判分軟件中可以實現(xiàn)評分對象的互換和調(diào)用，但是評分的新類因素畢竟在成分和邏輯上存在很大的差異，如果不對評分新類進(jìn)行準(zhǔn)確分離和篩選，就會造成評分軟件系統(tǒng)出現(xiàn)混亂。因此在各個評分因子上要保持其獨立性，不要造成某一個評分因子影響整個評分系統(tǒng)的結(jié)果，要在保證Java編程的安全性和穩(wěn)健性上實現(xiàn)評分系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和獨立性。

2 基于反射機制的Java編程題自動判分技術(shù)

2.1 反射機制的概述

Java反射機制就是在運行過程中，對于任何一個類，都可以通過反射機制得知類的所有屬性，這種方法可以快速實現(xiàn)對類的調(diào)用和分析，獲取到的動態(tài)信息可以有效的實現(xiàn)Java程序的自動評判。

Java反射機制有運行時生成對象實例、運行時調(diào)用方法和運行時更改屬性這三方面的動態(tài)特性。使用反射機制可以很大程度上提高評分代碼的靈活性，實現(xiàn)評分系統(tǒng)的快速性和準(zhǔn)確性，但是在使用過程中，通過反射機制創(chuàng)建的對象性能上會有明顯的缺點，評分程序啟動時，某一個類就會發(fā)生反射，快速形成類的反射圖像，在評分軟件體系中就會形成Java反射機制框架，創(chuàng)建Java對象數(shù)據(jù)信息，然后在軟件中進(jìn)行字節(jié)符判斷，進(jìn)而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的自動評分。

Java反射機制的實現(xiàn)主要是依靠Class、Constructor、Field、Method這四類。Class類獲取類對象的方法有三種，一種就是通過類名獲得ClassClass=ClassName.class；另外一種是通過類名全路徑獲得：Class class =Class.forName(“類名全路徑”);最后一種就是通過實例對象獲得：Class class = object.getClass()。Class.forName()除 了 要 將 類 的Class文件加載到j(luò)vm中，還要對類進(jìn)行解釋分析，執(zhí)行類中的static模塊，還要執(zhí)行給靜態(tài)變量賦值的作用，Java反射機制可以很靈活的處理源數(shù)據(jù)代碼，這些代碼進(jìn)行合理性搭配，不需要在組件中進(jìn)行源代碼鏈接，就可以實現(xiàn)評分系統(tǒng)的運作。

Java反射機制中涉及到了靜態(tài)編譯和動態(tài)編譯的概念，所謂的靜態(tài)編譯就是指在編譯的過程中確定類的類型，綁定源代碼信息數(shù)據(jù)庫，做到通過。動態(tài)編譯主要是指Java反射機制和自動評分系統(tǒng)開始運作時，確定類的類型和綁定對象，動態(tài)編譯最大程度上發(fā)揮了Java的靈活性，充分體現(xiàn)了Java反射機制多態(tài)的應(yīng)用，降低了類之間的耦合性。

2.2 Java反射機制的優(yōu)點和缺點

Java反射機制可以實現(xiàn)動態(tài)創(chuàng)建對象和編譯，有很大的靈活性。通過Java反射機制可以獲得類的各種內(nèi)容，還實現(xiàn)了類的反編譯，對于Java反射機制來說，這種先編譯再進(jìn)行運作的語言，使代碼更加靈活，更容易實現(xiàn)面對現(xiàn)象。

Java反射機制的缺點就是對軟件的性能有所影響，通過Java反射機制，進(jìn)行的一般都是解釋性操作，這個時候告訴Java軟件操作系統(tǒng)，可以滿足要求，但是這類操作總是慢于只直接執(zhí)行相同的操作。因此具有很大的局限性，在使用過程中無法實現(xiàn)某些功能。

2.3 Java反射機制的意義

Java反射機制極大的提高了自動評分程序的靈活性和拓展性，可以降低評分模塊的耦合性，提升軟件自身的適應(yīng)性；Java反射機制可以讓評分程序更好的創(chuàng)建和控制類對象，在操作中無需進(jìn)行編碼目標(biāo)類的提前編制；Java反射機制能夠在評分軟件運行時，判斷類的變量和方法，實現(xiàn)對類的精準(zhǔn)調(diào)用；Java反射機制是構(gòu)建自動評分框架技術(shù)的基礎(chǔ)所在，使用反射機制可以避免將數(shù)據(jù)源代碼寫死在評分框架中。Java反射機制極大的激發(fā)了編程語言的靈活性，強化了反射機制的多態(tài)特性，進(jìn)一步提升了面向?qū)ο缶幊痰某橄竽芰Α?/p>

3 Java反射機制在自動判分軟件框架的具體設(shè)計

3.1 自動評分系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)闡述

（1）調(diào)用者首先要對自動評分軟件的結(jié)構(gòu)框架有深入的了解，調(diào)用者要向自動評分軟件框架提交評判程序，也就是編程中的含有類的字節(jié)符組成的字節(jié)數(shù)組，這些字節(jié)數(shù)組就像人體的骨骼框架一樣，支撐著評分軟件系統(tǒng)內(nèi)部的正常運作，是評分軟件系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)。

（2）評分軟件框架要裝入字節(jié)符進(jìn)而產(chǎn)生Class對象，應(yīng)用Class獲取類對象的三種方法，讀取相應(yīng)的判分項配置信息，并將這些判分項配置信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。

（3）通過對每一個判分項配置信息進(jìn)行分析和處理，最后根據(jù)判分項配置信息的最終分析結(jié)果進(jìn)行調(diào)用，調(diào)用程序中已經(jīng)預(yù)先設(shè)計好的評分標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)自動評分。

（4）自動判分軟件根據(jù)Java反射機制所返回的判分結(jié)果進(jìn)行整體分析評判，得出判分結(jié)果。

判分系統(tǒng)中判分器上有一個XML文件，XML文件是由一組markitemcategory元素組成，每一個markitemcategory元素都會被定義成為不相同的判分標(biāo)準(zhǔn)類文件，主要就是類別名和判分器軟件的類名，比如field type<／name> ；每一個判分的題目對應(yīng)一個判分項配置文件，這類文件通常都是由markitem元素組成，一一對應(yīng)下來，不會出現(xiàn)多項匹配和匹配失誤的情況。如果判分系統(tǒng)要加入新的可被評判題目時，只需要創(chuàng)建相應(yīng)的判分項配置文件，這些判分項配置文件可以很好對自動判分系統(tǒng)進(jìn)行識別和完善，建立與之對應(yīng)的判分項數(shù)據(jù)類，這些數(shù)據(jù)類通過判分器的配置文件，就可以實現(xiàn)對判分軟件的抽象數(shù)據(jù)類自行定義。

3.2 關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)

自定義類裝入器是Java反射機制在自動判分軟件框架的重要設(shè)計步驟之一，其中類的層次關(guān)系和加載順序主要就是根類加載器、擴展類加載器和系統(tǒng)類加載器這三類。根類加載器也被稱之為啟動類加載器，它主要負(fù)責(zé)/lib下面的類庫加載到內(nèi)存中，開發(fā)者無法直接獲取到啟動類加載器的引用，所以不能直接通過引用進(jìn)行操作。擴展類加載器是由Sun的ExtClassloader實現(xiàn)的，主要負(fù)責(zé)將< Java_Runtime_Home >/lib/ext或者由系統(tǒng)變量Java.ext.dir指定到相應(yīng)的位置，開發(fā)者可以直接使用擴展類加載器對判分軟件系統(tǒng)進(jìn)行修補和完善。系統(tǒng)類加載器是通過Sun的AppClassloader實現(xiàn)的，主要負(fù)責(zé)將系統(tǒng)類路徑中指定的文件類型加載到自動判分軟件系統(tǒng)中去，可以對系統(tǒng)類加載器直接引用。進(jìn)而實現(xiàn)判分軟件系統(tǒng)的多功能和多層次運作。

4 結(jié)束語

通過Java編程題自動判分軟件框架的設(shè)計，可以很好的實現(xiàn)計算機的可視化操作和交互操作，充分實現(xiàn)了Java語言的解釋執(zhí)行、可移植、體系結(jié)構(gòu)中立和多線程的功能，在信息化時代的應(yīng)用更加廣泛。