Java編程題自動判分軟件框架的設計

文/崔寧 曾峰

1 Java編程題自動判分規(guī)則特點分析

1.1 面向對象

Java編程題判分軟件具有很大的面向對象特性，在操作中要注意應用的數據和操作數據的方法，在一個面向對象的軟件里，面向程序一般是由相對獨立的類聲明組成，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的解決問題，類聲明中的每一個類代碼都是由結構性代碼和功能性代碼兩部分組成。其中的結構性代碼是將相互之間存在一種或者多種特定關系的數據元素進行集合，主要的研究有數據間的固有關系、數據在計算機內部的存儲方法以及數據在不同結構上的操作和處理。結構性代碼主要有包括類、成員變量、構造器以及方法聲明的頭部四方面的內容。功能性代碼主要包括構造器和體代碼兩方面的內容。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 準確性

Java編程題自動判分軟件中，要保證判分性能豐富準確，降低判分的復雜性，提高準確度，比如在評分過程中，成員變量和方法聲明的頭部應該分別進行判讀和評分，所需要的源代碼也應該分別開來，從而保證評分的準確度。Java編程要對所做出的評分進行解釋，Java字節(jié)符要提供對應結構中性的目標文件格式，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編程環(huán)境，實現(xiàn)增量目的。保證編程軟件中的輸入參數和比對指標可以完全訪問，也可以實現(xiàn)評分對象的互換和調用。

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行準確分離和篩選，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)的準確性和獨立性。

2 基于反射機制的Java編程題自動判分技術

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對象數據信息，然后在軟件中進行字節(jié)符判斷，進而實現(xiàn)對數據信息的自動評分。

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jvm中，還要對類進行解釋分析，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據代碼，這些代碼進行合理性搭配，不需要在組件中進行源代碼鏈接，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，綁定源代碼信息數據庫，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，在操作中無需進行編碼目標類的提前編制；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)對類的精準調用；Java反射機制是構建自動評分框架技術的基礎所在，使用反射機制可以避免將數據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，進一步提升了面向對象編程的抽象能力。

3 Java反射機制在自動判分軟件框架的具體設計

3.1 自動評分系統(tǒng)總體結構闡述

（1）調用者首先要對自動評分軟件的結構框架有深入的了解，調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)數組，這些字節(jié)數組就像人體的骨骼框架一樣，支撐著評分軟件系統(tǒng)內部的正常運作，是評分軟件系統(tǒng)工作的基礎。

（2）評分軟件框架要裝入字節(jié)符進而產生Class對象，應用Class獲取類對象的三種方法，讀取相應的判分項配置信息，并將這些判分項配置信息進行數據分析和處理。

（3）通過對每一個判分項配置信息進行分析和處理，最后根據判分項配置信息的最終分析結果進行調用，調用程序中已經預先設計好的評分標準，實現(xiàn)自動評分。

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

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準類文件，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)進行識別和完善，建立與之對應的判分項數據類，這些數據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據類自行定義。

3.2 關鍵實現(xiàn)技術

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計步驟之一，其中類的層次關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，它主要負責/lib下面的類庫加載到內存中，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行操作。擴展類加載器是由Sun的ExtClassloader實現(xiàn)的，主要負責將< Java_Runtime_Home >/lib/ext或者由系統(tǒng)變量Java.ext.dir指定到相應的位置，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，主要負責將系統(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。進而實現(xiàn)判分軟件系統(tǒng)的多功能和多層次運作。

4 結束語

通過Java編程題自動判分軟件框架的設計，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、體系結構中立和多線程的功能，在信息化時代的應用更加廣泛。