c语言毕业论文

c语言毕业论文1

　　一、研究背景及研究意义

　　信息技术的快速发展加速了教育信息化的进程，在线教育系统与测试系统的出现为学生提供了一个可以提高和检测综合能力的便捷途径。另一方面，C语言教学在各大高校中都是必修课程之一，且在计算机相关课程教学中，针对某个理论性的知识点的考察，一般会以客观题的形式给出。由于答案具有唯一性，通过简单得匹配方式便能识别正确与否从而给出相应成绩。针对这类客观题的自动评分技术已经相当成熟，因此后续在自动评分方向的研究中主要集中于主观题的自动评判。在过去几年的积极探索阶段到现有的实际研究成果来看，有关C语言知识的检测中对编程题的考察是必不可少的。虽然检测的形式各不相同（填写空缺代码块完成完整程序，按题目要求编写整个程序），但终究是为了考察学生掌握编程技巧及编程思想的程度。

　　本课题研究的主要目的是结合编程实现的特征，为一个正在初始运营中的在线测试平台提供一个能查重与自动评分的功能模块。其中最终评分包括两个部分，一是对每个学生提交的程序代码文件相互之间进行相似度检测，当相似度超过预定阈值作为抄袭处理，此为查重检测。二是将学生程序与模板程序匹配检测相似度并由此计算最终得分。

　　程序语言与自然语言在各自适用领域上有较大差异，其语言虽然都有词法、语法规则等，但编写程序语言时并没有自然语言那么的灵活，不会出现一词多义，一义多词，他只有固定的关键字，标识符编写规则，功能实现结构等，所以较于自然语言来说识别起来要容易一些。国内外对编程题相似度检测及自动评分都有不少的研究，现也有一些系统比较成熟。

　　目前，各大高校对C语言课程考察方式一般还是以传统的纸质化考试为主。

　　这样的考试方法在人工阅卷的过程中存在着些许的不确定因素，随着教育的普及，能力测试之后需要批改的试卷绝不是一个小数目。这单一单调的工作很容易使得批改人员疲惫不堪，从而阅卷出错率将会被动的提高。利用计算机完成自动阅卷将杜绝这一问题的出现，同时，其运行速度快能及时的给学生反馈结果也没有人的感官情绪，能公平公正的对待每一份试卷。

　　对于主观题的自动评分技术还在不断的完善中，由于在主观题的识别所需的技术：人工智能、自然语言处理、模式识别等还处于起步阶段。所以主观题自动阅卷技术不能一蹴而就，还需要不断的实验研究。目前，探索开发出合理试用的主观题自动评分系统是一个技术难题，若能将开发的系统投入教学或是别的考察里面，将会大大的节省人力物力。

　　二、国内外研究现状

　　国外对文本相似度检测的研究早国内，在20世纪中期，就有学者提出让计算机同人工阅卷一般来对主观题如作文进行评阅。至今，经过数多学者的致力研究，出现了许多与教育结合的应用系统，并已投入使用。在对自然语言的文本分析处理方法的研究同时，随着计算机教育的普及，程序代码的检测也在逐渐兴起。

　　1966年，Ellis Page开发了一个模拟人工评分的系统Project EssayGrade（PEG），该系统是总结学生提交文本的特征向量，然后将文本的特征进行量化，最后根据量化的结果对其文本进行判分。

　　1967年，Halstead提出了用属性计数法计算程序代码之间的相似度，所谓的属性是指代码的某些度量值，如：空行的数目，字符量，语句量，控制结构量等，在他的研究基础之上，1977年Otteiistein设计了检测FORTRAN编程语言的代码抄袭检测系统，该系统基于属性技术的相似度检测技术。基于属性技术求解程序代码之间相似度的系统还有Faidhi和Robinson的程序抄袭检测系统，以及Grier设计的Accuse程序抄袭检测系统。

　　单方面只考虑属性计数而忽略程序的结构组成，得出的代码相似度比值准确率较低，在1996年，Verco和Wise对Accuse程序抄袭检测系统进行了一系列可能性的测试，通过在源程序中加入不影响代码运行的字符串或用其他结构代替原结构等方式。在对测试结果分析研究之后指出：只是单纯的增加供于检测的程序属性数量，在程序相似度检测中并不能得到更加精确的检测结果。

　　G.Whal首次提出了程序结构方向的研究思路，通过分析程序的内部结构来匹配两源代码之间的相似度。在此后，学者们朝着这两个方向开始研究，同时也有将二者结合研究的。

　　G.Whal设计的Plague系统，Micheal Wise设计的YAP3系统，Sim系统都是采用的程序结构度量技术进行研究。Donaldson是结合了属性技术与程序结构度量两种技术完成对程序相似度的检测。

　　还有用token（标记）序列来表示程序的字符串匹配算法，是根据编译原理技术，将程序的语句进行分词的操作，然后将得到的单词存入token序列。然后使用字符串匹配算法计算相似度。常用的字符串匹配算法有：最长公共子序列（LCS）算法、余弦算法、编辑距离（Levenshtein）算法等。采用这种方法的有Duploc、NICAD、Dup、Clone Detective、CCFinder、CP-Miner等。

　　现在使用比较广泛是Online Judge系统，简称OJ,是一个在线的判题系统，系统通过对用户提交的代码进行编译和运行，对于能够运行的程序通过预先设定的测试集来检测代码运行的结果，以及运行时间是否在规定范围之内。该系统最早使用在ACM-ICPC国际大学生程序设计赛和 OI 信息学奥林匹克竞赛中。该系统的返回结果有7种：Wrong Answer:答案不完全正确；Time Limit Exceeded:

　　运行超出时间限制；Memory Limit Exceeded:超出内存限制；Output LimitExceeded:输出超过限制；Runtime Error:运行时错误；Compile Error:编译错误；Accepted :程序通过。该系统采用的是动态评分方式。

　　三、研究内容

　　本文的主要研究内容以及创新点有：

　　1）研究文本相似度检测技术，分别比较点阵图法、空间向量的余弦算法、最长公共子序列LCS算法、最小编辑距离Levenshtein distance算法对源程序相似度检测效果。提出基于LCS的C语言程序查重算法。并对源代码进行适用于LCS算法匹配的预处理操作，改进匹配方式以提高算法匹配效率，提取源代码的特征属性求解阈值。

　　2）研究程序识别相关技术，以及自动评分的两种常见方法：动态评分；静态评分。本文主要研究静态评分方法，将程序抽象提取为SDG的表现形式，分析结构语义对源代码进行预处理，并提出基于控制流程匹配度的C语言自动评分算法。

　　3）分析C语言程序的结构，分析抽象语法树的表现形式，将程序划分为多个不同粒度的子程序，并转换为结构树。运用编译原理技术分析数据依赖、控制依赖完成树的构建。因此提出基于最小子程序匹配的C语言自动评分算法。

　　四、提纲

　　摘要

　　ABSTRACT

　　第1章绪论

　　1.1研究背景及研究意义

　　1.2国内外研究现状

　　1.2.1国外研究现状

　　1.2.2国内研究现状

　　1.3本论文的主要研究内容

　　1.4论文组织安排

　　第2章相关理论及技术介绍

　　2.1正则表达式

　　2.1.1正则表达式的符号元

　　2.1.2正则表达式的使用的规则

　　2.1.3Java字符串匹配

　　2.2编译原理技术

　　2.2.1词法分析

　　2.2.2语法分析

　　2.2.3语义分析

　　2.3系统依赖图

　　2.3.1结构化程序设计

　　2.3.2程序流程图

　　2.3.3程序依赖图

　　2.3.4系统依赖图

　　2.4C语言

　　2.4.1C语言程序设计

　　2.4.2C语言结构特点

　　2.4.3C语言基础概述

　　2.4.4C语言代码多样性分析

　　2.5本章小结

　　第3章基于LCS的C语言程序查重算法

　　3.1代码抄袭概述

　　3.2抄袭常用方法

　　3.3源代码查重预处理

　　3.4程序代码查重算法

　　3.4.1文本相似度算法

　　3.4.2LCS最长公共子序列

　　3.4.3阈值分析

　　3.4.4检测代码重复率

　　3.4.5算法分析

　　3.5实验结果及分析

　　3.6本章小结

　　第4章基于流程控制匹配的自动评分算法

　　4.1流程控制结构图

　　4.1.1流程控制结构划分

　　4.1.2流程控制结构划分细节说明

　　4.1.3结构依赖关系划分

　　4.1.4结构依赖关系划分说明

　　4.2程序流程控制结构图

　　4.2.1代码预处理

　　4.2.2自定义函数分析

　　4.2.3生成流程控制结构图算法

　　4.3程序流程控制结构图匹配算法

　　4.3.1匹配单位元素定义

　　4.3.2程序代码自动评分算法

　　4.3.3算法分析

　　4.4实验结果及分析

　　4.5本章小结

　　第5章基于最小子程序匹配的自动评分算法

　　5.1子程序的概述

　　5.1.1子程序的定义

　　5.1.2定义基本语句单元

　　5.2基于结构树的程序中间表示

　　5.2.1代码预处理

　　5.2.2结构树定义

　　5.2.3生成树状图算法

　　5.3最小子程序匹配评分算法

　　5.3.1划分最小粒度子程序

　　5.3.2子程序匹配描述

　　5.3.3子程序匹配的自动评分算法

　　5.3.4算法分析

　　5.4实验结果及分析

　　5.5本章小结

　　第6章总结与展望

　　6.1结论

　　6.2展望

　　参考文献

　　致谢

　　五、组织安排

　　整个论文包含个章节，整体组织结构如下所示：

　　第一章绪论，根据研读的国内外文献简要描叙一下本文所研究主题的背景、意义，然后介绍国内外相关研究方法及成果，以及自己研究的内容简介。

　　第二章介绍了完成本文实验的相关理论知识：正则表达式的应用、编译原理技术、程序与图的关系、C语言编码特性、多样性等。

　　第三章介绍程序查重算法动态求解最长公共子序列。

　　第四章介绍了基于流程控制匹配的自动评分算法第五章介绍了基于最小子程序匹配的自动评分算法。

　　第六章总结了整个算法实现过程中主要工作，分析优缺点，并对后续的工作进行展望。

　　六、进度安排

　　20xx年11月01日-11月07日 论文选题、

　　20xx年11月08日-11月20日 初步收集毕业论文相关材料，填写《任务书》

　　20xx年11月26日-11月30日 进一步熟悉毕业论文资料，撰写开题报告

　　20xx年12月10日-12月19日 确定并上交开题报告

　　20xx年01月04日-02月15日 完成毕业论文初稿，上交指导老师

　　20xx年02月16日-02月20日 完成论文修改工作

　　20xx年02月21日-03月20日 定稿、打印、装订

　　20xx年03月21日-04月10日 论文答辩

c语言毕业论文2

　　近年来C语言作为计算机语言在国内外得到迅速推广应用，在程序语言使用中排名第二，只和排行第一的JAVA语言相差甚微。其功能丰富，表达力强，使用灵活方便，目标代码运行效率高，兼有高级语言与低级语言的许多特点，几乎所有操作系统都支持C语言开发。“C语言程序设计”在高校相关专业往往是编程的入门课，从“门外汉”变成“门内汉”的过程不仅需要学习基础概念、编程知识、编程方法，还需将自己的智慧转换成计算机能够识别的代码，这个转换过程需要我们学会用计算机的思维方式方法解决问题。所以，学习C语言、设计算法、编写程序的教学，就是对学生进行思维方式引导和培养的过程。

　　1教学现状

　　C语言程序设计课程一般在大学低年级开设，该阶段的学生大多数没有编程基础，甚至于一些计算机的基础知识也似是而非，仅停留在计算机的使用上，对于计算机能够实现各种操作的原因不了解。刚开始许多学生认为学习编程和学习应用软件的使用一样，在不长的时间内就能够成为编程“高手”。而C语言程序设计作为编程的入门课，首先必须讲授编程的一些基本概念，比如常量、变量、数据类型、运算符、表达式等。这些内容相对显得枯燥，部分性急的学生要耐心学习。因为这些内容是编程的基础，需要学生深入掌握，由此对学生的心理就要有所把握。随着教学内容的推进，有些学生慢慢跟不上进度，课上听得懂，但自己编程就不知从何入手，究其原因，其一是对算法没有掌握，其二是对这门语言了解不够。算法是编程的思路，有了算法,才可能写出程序，如果学生对算法不理解或者掌握不够，则直接影响编程。除此之外，如何将现成的算法用C语言描述出来，许多学生仍然不很熟悉。

　　2教学内容与目的

　　C语言的教学是从常量、变量、运算符、表达式等基本概念开始，逐步引导学生进入与计算机沟通交流的初级阶段。这不仅要使学生掌握这些基本概念，还需要让学生理解这些就是编程的素材。C语言解决的所有问题最终都需要用语句来描述，而语句是由这些语言要素所构成，怎样把常量、变量、运算符、表达式灵活地组合成解决问题的语句，是编程的关键。类似我们把汉语的一个个单词组合成表达特定含义的语句，C语言的常量、变量、运算符、表达式相当于词汇，将它们组合成完成特定要求的语句。在结构化编程中，学生只能从总体到具体，逐步细化、逐步分解，只有知道计算机能够执行什么后，才能写出算法乃至程序。学习编程语言很难像学习汉语一样，时时都有一个环境，只在课堂的时间接触C语言，熟悉的进程必然缓慢。课堂的作用仅在于接触、理解，而真正掌握则需要自己尽可能多的应用所学知识。也就是我们常说的“C语言的编程能力不是看出来的,不是听出来的,而是自己动手练出来的”。一个人知道很多汉语词汇，但不能将它们连成通顺的句子表达自己的思想，说明这个人表达能力不行。学习编程的过程中,如果只知道基本概念和知识，而不能灵活的用来解决问题，就没有意义了，因为掌握基础知识的目的是为了利用它们编写程序，让计算机完成我们交付的任务。

　　3教学方法和策略

　　计算机只执行程序,不能告诉我们如何解决问题。我们编写程序，就需要考虑解决问题的思路和方法，并且让这些思路和方法能够在计算机上实现，这就是设计算法、编程。教学过程中可以使学生理解这些思路和方法，逐步接受计算机的思维方式，熟悉编程语言。

　　3.1目标定位

　　根据C语言的特点，将教学划分为三个阶段：第一阶段是基本语言要素，包括常量与变量、数据类型与操作符、程序的基本结构、数组与指针、函数；第二阶段是高级程序设计要素，包括结构体、变量的作用域、模块化程序设计、文件；第三阶段是课程设计，要求学生解决一些实用的问题。第一阶段的教学可以为每章列出一个提纲，指出重点和难点。例如，讲授“操作符与表达式”时，重点强调C语言的许多语句都是通过表达式来描述，运输符的优先级和结合律是表达式的核心，如果牢记了运输符的优先级和结合律，在读懂程序的过程中就可以做到事半功倍，而数据类型、变量、常量则一带而过。这样既可以提高课堂效率，又避免学生因过于繁杂的内容失去耐心。又如，讲解数组与指针时，区分数组名与指针变量的相同与不同，许多学生还会纠结引入指针的必要性，但通过解释类似邮件快递的具体地址与惯常用名在收件速度上的不同，则增强学生对指针变量的理解。总之，难易结合，通过简单易懂的例子解释复杂问题，需要死记硬背的基本概念则通过读程序、改写程序得以加强，由此为自己编写程序打下良好的基础。第二阶段的教学是在学生已经掌握基本语言要素的基础上展开。这时可以延续前面的教学模式，用少量的时间对知识要点大致讲述，不过多涉及细节问题，布置较大的案例程序进行分析和练习，总结所学知识。本阶段要遵循循序渐进的原则，先要求学生读懂程序，再修改部分程序、观察程序的运行结果，然后要求学生对解决类似的问题尝试着编写程序，最后摆脱开熟悉的命题，提出完全陌生的问题让学生解决。第三阶段是课程设计，教师提出的选题要能调动学生的兴趣和参与热情，既实用又不至于让学生产生畏难情绪。例如，编写学生学籍管理、输出企业的人事管理等。该阶段是对前期学习的总结。

　　3.2设立案例库

　　案例库的质量将影响教学效果。因此案例必须：1）典型性，能够覆盖课程的相关知识点。2）实用性、趣味性，便于调动学生的兴趣。3）针对性，要考虑到学生的接受能力。4）系统性，案例间要相互联系。例如，讲解数组与指针的时，列举了一个例子，给出利用下标法编写的程序，要求学生修改为利用指针编程。另外，提醒学生如何正确使用一维数组和二维数组。需要注意的是让学生自己编程，除了布置课后作业，课堂上的练习也非常必要。因为教师很难控制课后学生到底用了多长时间去编程或思考编程，但是让他们在课堂上的练习又要占用大量时间，这和紧张的课时有冲突，作者认为比较折中的办法是编程时教师多用板书，由此在板书过程中带动学生跟着思考,部分代码教师可以特意空出来，告知学生这部分代码要做什么事，然后可以由学生补充完整。

　　3.3项目教学策略

　　“大任务”与“小事件”是教学改革的核心。所谓“大任务”是指能够结合大部分知识点，并具有实用性，它是学生在经过C语言程序设计第一、二阶段的学习后，必须完成的项目。所谓“小事件”是某个具体知识点，可以是语言要素，也可以是一小段典型案例（例如，选择排序）。在整个教学过程中，“小事件”是“大任务”必要的准备，是实现“大任务”的基础；“大任务”是“小事件”的延伸和拓展，是“小事件”的综合运用，两者相辅相成。例如，在完成第一阶段语言要素的讲授后，就布置课程的综合设计题目——学生成绩管理系统。将“大任务”分解成若干“小事件”，并标注出每个“小事件”涉及的知识点、解决问题的思路和着重点，让学生带着任务去学习，使学生有目的的吸取知识，提供学习效率，然后通过这个项目，将所学知识整合起来，完成一个实用系统。由此让学生认识到所学知识的意义，并更加激发其学习兴趣。案例教学的目的就是要调动学生学习的主观能动性，让学生带着问题去学习、探索，在寻找解决问题方案的过程中掌握知识。

　　4结论

　　学生掌握了C语言的基本要素后，通过将“大任务”分解成若干“小事件”，以“小事件”讲解为中心，对案例分析——分解——模拟设计——模块整合等几个环节组织教学的案例驱动教学方法，有助于提高学生的学习兴趣，有利于培养学生发散思维的能力。“C语言程序设计”案例驱动教学模式是一种学生变被动学习为主动学习的有效方法，由于能够理论联系实际，让学生带着问题进入课程的学习，让学生改变以往混学分的思想，对这门课的认同度有了明显提高。另外，大大加强了师生间的互动交流，教学相长得以充分体现，部分学生还结合自己的专业和爱好，积极参与教师的科研工作，其探究能力和创新意识得到了较好的培养。