基于白箱測試的C語言代碼在線評(píng)測系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

1、    基于白箱測試的c語言代碼在線評(píng)測系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    衛(wèi)軍超+薛鵬鵬摘 要 在程序設(shè)計(jì)語言教學(xué)過程中，教師往往運(yùn)用手把手教學(xué)的方式對(duì)學(xué)生的源代碼編程進(jìn)行審核，這類傳統(tǒng)的教學(xué)模式效率低下，也不便于學(xué)生之間的交流。構(gòu)建一個(gè)基于白箱測試的建立在c語言基礎(chǔ)上的教學(xué)平臺(tái)，提高師生互動(dòng)，促進(jìn)大家學(xué)習(xí)交流，簡化程序的評(píng)測過程，提高學(xué)習(xí)的效率?！娟P(guān)鍵詞】白箱測試 在線評(píng)測 c語言高校程序設(shè)計(jì)類課程傳統(tǒng)的手工評(píng)測方式有許多難以克服的弊端，對(duì)教學(xué)效果和學(xué)生編程能力的提高造成了許多障礙。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是internet技術(shù)的普遍應(yīng)用， 源代碼在線評(píng)測系統(tǒng)

2、應(yīng)運(yùn)而生，應(yīng)用于各高校程序設(shè)計(jì)類課程的輔助教學(xué)，同時(shí)還可以當(dāng)做程序編程設(shè)計(jì)等競賽的模擬系統(tǒng)，和傳統(tǒng)的手工測評(píng)方式相比較而言，優(yōu)勢明顯。1 研究內(nèi)容在分析和總結(jié)前人研究工作的基礎(chǔ)上，本研究基于白箱測試實(shí)現(xiàn)對(duì)c語言源代碼的評(píng)測，使其能夠應(yīng)用在具體教學(xué)實(shí)踐中。1.1 評(píng)測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)評(píng)測系統(tǒng)要用到以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：操作 my sql 數(shù)據(jù)庫；編譯源代碼；執(zhí)行被測試的數(shù)據(jù)；測試運(yùn)行結(jié)果；獲取評(píng)測時(shí)間等。1.2 代碼安全性檢測代碼安全檢測是研究的核心內(nèi)容。一旦源代碼使用者提供了錯(cuò)誤的惡意性質(zhì)的代碼，必然會(huì)影響服務(wù)器的正常運(yùn)行。所以確保代碼的安全性是保障系統(tǒng)正常使用的核心，需要及時(shí)對(duì)用戶提供的源代碼進(jìn)行

3、安全性檢測，以白箱測試中的靜態(tài)分析技術(shù)為前提，設(shè)計(jì)這一模塊，針對(duì)c語言源代碼常見的安全漏洞機(jī)械能給你檢測，分析。重點(diǎn)研究存儲(chǔ)越界錯(cuò)誤、動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配錯(cuò)誤、內(nèi)存泄漏、類型不一致錯(cuò)誤、數(shù)組越界、死循環(huán)等類六類安全漏洞的檢測方法。1.3 代碼剽竊檢測分析常見的代碼剽竊的幾種方式，及目前國內(nèi)外代碼剽竊檢測技術(shù)的發(fā)展情況。代碼剽竊檢測這項(xiàng)技術(shù)的最終要的計(jì)算方法就是代碼相似度的檢測。檢測兩種代碼的相似情況的主要方法有兩種，屬性計(jì)數(shù)和結(jié)構(gòu)度量。結(jié)合實(shí)際教學(xué)環(huán)境，選擇合適的代碼相似度計(jì)算機(jī)方法，提出解決學(xué)生在日常的編程、考試中代碼剽竊自動(dòng)檢測的設(shè)計(jì)方案。2 評(píng)測技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)本研究主要是對(duì)實(shí)現(xiàn)評(píng)測系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行

4、研究，主要包括以下幾個(gè)方面：評(píng)測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、代碼安全檢測、代碼剽竊檢測。2.1 評(píng)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)（1）采用c語言操作mysql數(shù)據(jù)庫。用到的api主要有：mysql*mysql_init（mysql*mysql），用來實(shí)現(xiàn)初始化一個(gè)mysql對(duì)象。mysql* mysql_connect（mysql*mysql，const char*host，const*user，const char*passwd），用來實(shí)現(xiàn)連接數(shù)據(jù)庫。int mysql_query（mysql *mysql，const char*query），實(shí)現(xiàn)對(duì)sql語句的執(zhí)行操作。（2）對(duì)源代碼進(jìn)行編譯，實(shí)現(xiàn)對(duì)源代碼的編譯要用到

5、以下主要參數(shù)：-o out_file：表示將編譯后的可執(zhí)行文件存儲(chǔ)為out_file。如out_file為空，則則編譯后的可執(zhí)行文件存儲(chǔ)為a.out；-o2：在編譯的過程中會(huì)采取優(yōu)化處理方式；-wall：在編譯時(shí)，程序會(huì)及時(shí)輸出警告信息；-im：-i編譯時(shí)，鏈接庫會(huì)被連接；-i后面會(huì)出現(xiàn)需要要鏈接的庫名。-im表示會(huì)鏈接數(shù)學(xué)庫；-static：在編譯過程中，進(jìn)行連接鏈接庫時(shí)，會(huì)使用靜態(tài)鏈接庫進(jìn)行連接，及時(shí)避免連接動(dòng)態(tài)的鏈接庫。（3）源代碼文件編譯通過之后，會(huì)生成一個(gè)名為“main”的文件接下來的工作是測試程序的正確性，源代碼的正確性測評(píng)采用的是黑盒測試，執(zhí)行被測試程序的過程如下：重定向輸入輸出

6、文件；創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程；設(shè)置資源限制；用函數(shù)調(diào)用要執(zhí)行的程序。（4）用來檢測程序運(yùn)行情況的思路是這樣的：在對(duì)待評(píng)測程序進(jìn)行評(píng)測時(shí)，要使用標(biāo)準(zhǔn)的輸入文件，把標(biāo)準(zhǔn)文件輸出的數(shù)據(jù)和待評(píng)測程序輸出的數(shù)據(jù)比較分析，假設(shè)待評(píng)測程序的結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)的一樣，那么久可以判斷此待評(píng)測程序編碼是正確的，如果有出入，就認(rèn)為待評(píng)測程序是錯(cuò)誤的，當(dāng)然，在檢測和對(duì)照的過程中，要確保時(shí)間合適，注意監(jiān)視內(nèi)存情況，假設(shè)超出時(shí)間和內(nèi)存的限制就需要及時(shí)返回錯(cuò)誤代碼，測評(píng)時(shí)間就是看測試前后系統(tǒng)時(shí)間差。2.2 代碼安全檢測在檢測代碼安全性之前，要檢查c語言是否存在安全漏洞，如果有，就好及時(shí)分析，在安全漏洞中破壞性較大的、典型很難發(fā)現(xiàn)的的一共有

7、六種。（1）存儲(chǔ)越界錯(cuò)誤；（2）動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配錯(cuò)誤：（3）內(nèi)存泄漏；（4）類型不一致錯(cuò)誤；（5）指針錯(cuò)誤；（6）死循環(huán)。針對(duì)對(duì)內(nèi)存泄漏和數(shù)組越界兩大類漏洞找到合適的檢測方法。2.3 代碼剽竊檢測作為代碼剽竊檢測的最重要的技術(shù)就是計(jì)算兩個(gè)代碼的相似度，也就是通過一種檢測手段來衡量兩個(gè)代碼是否具有相似性，代碼相似度計(jì)算的方法一共有兩種，分別是：屬性技術(shù)；結(jié)構(gòu)度量。在代碼剽竊檢測的初始階段，屬性技術(shù)的方法被最早被提出和使用，結(jié)構(gòu)度量的方式是后來才出現(xiàn)的。這兩中度量的方式共同點(diǎn)是在對(duì)相應(yīng)的程序代碼做分析后，歸納出數(shù)字化的特征，運(yùn)用特征這一向量把不同的屬性綜合起來，表征程序。兩種度量方法的區(qū)別在于，前者僅

8、僅處理各種代碼的統(tǒng)計(jì)屬性，忽略其內(nèi)部結(jié)構(gòu)；但是后者主要是針對(duì)程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行度量，通過對(duì)分析控制流和嵌套深度的整理，運(yùn)用得出的度量值分析程序特征向量。所以，結(jié)構(gòu)度量法比屬性計(jì)數(shù)法應(yīng)用的更加廣泛，或者可以將兩者結(jié)合起來檢測代碼剽竊軟件。針對(duì)學(xué)校學(xué)生的實(shí)際情況，考慮采用屬性計(jì)數(shù)法采計(jì)算代碼相似程度，且投入較少、易于實(shí)現(xiàn)，也方便拓展到不同的語言。在完成代碼相似度的計(jì)算以后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷代碼是否是剽竊嫌疑，將所有嫌疑代碼及涉嫌學(xué)生明確列出，供教師進(jìn)行進(jìn)一步審查?；玖鞒倘鐖D1。3 結(jié)束語該文提出了一個(gè)基于白箱測試的c語言在線評(píng)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，并解決了在搭建系統(tǒng)過程中遇到的一些列問題，方便了教師和學(xué)生對(duì)于源代碼的評(píng)測。當(dāng)然此平臺(tái)上基本實(shí)現(xiàn)了代碼的自動(dòng)評(píng)測，下一步要做的工作是改進(jìn)剽竊檢測模塊，以適用教學(xué)需求。參考文獻(xiàn)1苑文會(huì).黑盒測試技術(shù)在輔助教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用j