数据结构课程学习网站的设计与实现

李慧卿　卢昕　徐新爱

摘要：数据结构课程学习网站能有助于学生利用课外时间进行课程内容的查漏补缺。文章基于学生课堂学习情况以及主流的网站建设技术，设计并实现数据结构课程学习网站。采用目前Web程序设计中最常用的C/S架构模式，以Eclipse、Sublime为开发工具，使用Java语言进行网站的设计与开发，服务器端采用阿里云服务器，使用Navicat for MySQL数据库管理和开发工具来操纵数据库并连接MySQL保存数据。网站实现了用户注册登录、教学资源管理、基础知识学习、在线编程等多个功能模块。

关键词：网站设计;Java;数据结构

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）09-0030-03

1 研究背景与意义

数据结构课程在整个计算机专业课程体系中起着不可忽视的作用，然而，由于实际教学课时少、教学任务重，加之数据结构课程知识点众多且抽象，因此，学生想要只在有限的课堂教学中扎实掌握数据结构教学内容是存在较大难度的。本研究旨在设计并开发一个数据结构课程学习网站，协助学生进行更有效的课外学习。

站在学生的角度，课外学习是对课堂中专业课内容进行复习巩固以及查漏补缺的重要途径。课外学习不仅能巩固上课所学，更能开拓视野，形成良好的专业素养;学生通过本数据结构学习网站，可以随时查阅本课程“基础知识资料”，也可以通过大量习题“在线编程”进行自我测试，并能及时与其他学习者交流想法并及时解决遇到的问题。

站在老师的角度，教师可以将课程相关的资料与学科竞赛相关的信息——“教学资源”统一发布于此网站上，该网站也可作为教师布置学习任务的平台，方便了学生与教师之间信息的相互传递，通过网站记录的学生学习数据可以更加清晰的了解每位学生的在线学习情况，在一定程度上方便了教师的教学。

2 研究现状

目前国内有关专门学习数据结构课程的学习网站屈指可数，比较值得信赖以及应用最广的有中國大学慕课、国家精品课程在线学习平台—学堂在线等。

然而，大部分学习平台都存在一些不足之处：

1）教学视频和课件的内容理论性偏强、填鸭式教学，教学中与实际生活的问题和实际项目开发联系较少。

2）教学资源缺乏针对性，未针对不同学习者，给出适当的推荐学习视频以及针对性的阶段测试。

3 功能需求分析

3.1 系统总需求

数据结构课程学习网站系统旨在方便学生学习数据结构的相关知识，同时提供一个学生共同学习、共同交流心得的数据结构课程专用学习平台。用户主要是学生和本课程教师，因此系统要有较强的针对性和交互性，从而方便教师对本门课程资源的分享以及对学生学习动态的掌握。

3.2 客户端功能需求

客户端是专门为用户的需求而设计的，因此客户端应设计得简洁大方，功能结构清晰，最大程度上减少客户学习使用此网站的时间。客户端功能体系结构如图1所示。

客户端主要提供以下功能：

1）注册与登录功能，收集用户提交的信息并验证用户提交的信息是否合法。

2）在线测试功能，用户可以通过此功能在线测试与编程，从而了解自身掌握知识点的熟练程度。

3）基础知识学习功能，用户可以选择指定章节学习对应课程的基础知识。

4）社区交流功能，用户可以在此功能模块下与其他学习者交流学习。

5）信息公告功能，用户可以在此功能模块下浏览网站发布的通知等信息。

6）下载文件功能，用户可以在此功能模块下下载所需的文件。

3.3 服务器端功能需求

服务器端需要存储用户数据以及网站数据，一方面需要完成与客户端之间的交互，另一方面需要处理用户提交的注册与登录数据、用户修改个人信息请求、用户下载资源请求并对网站资源进行管理。服务器端功能体系结构如图2所示。

4功能模块设计与实现

4.1 实体类与数据接口设计

根据系统需求分析，定义的实体类包括：用户类（User）、社区交流类（CommunityExchange）和信息公告类（announcement）;定义数据接口有添加用户addUser（User）、通过激活码查找用户findUserByActiveCode（String）、通过ID查找用户findUserById（String）、通过用户名查找用户findUserByUserName（String）、更新激活状态updateState（String）、更新用户信息updateUser（User）。

除此之外，还定义了以下功能函数：

1）用户注册：public User Register（User user），用于使用该网站的用户进行注册。

2）用户登录：public User Login（String username，String password），用于使用该网站的注册用户进行登录。

3）用户激活：public activeUser（String activeCode），用于使用该网站的用户注册后进行激活。

4）通过ID查找用户：public User findUserById（String id），用于判断用户是否是注册用户。

5）用户信息修改：public void modifyUserInfo（User user），用于使用该网站的注册用户进行个人信息的维护。

4.2 用户注册功能模块

用户注册功能模块主要用于实现新用户注册。进入网站首页后，如图3所示，未注册的新用户可以点击“用户注册”按钮跳转到注册界面。在该界面中，用户要求在表单中填写对应的个人信息，信息包括邮箱、用户名、密码;同时使用校验码机制，防止恶意注册。

4.3 用户登录功能模块

当用户注册完毕后，会自动跳转到首页，继续进行登录，只有合法用户登录后才能使用网站的下载功能和在线测试功能。

用户登录时输入对应的用户名及密码，点击登录按钮后信息将传入服务器，服务器将接收的信息与数据库中该用户的注册信息进行比对，若一致，则允许用户登录;若不同，则显示登录失败，并导出相对应的错误信息：“用户名或密码错误”。如图5所示。

4.4课程资源模块

课程资源模块允许学生下载教师发布的课程资源，同时教师可以删除已经发布的课程资源。学生下载课程资源如图6所示，教师删除课程资源如图7所示。

4.5在线编程模块

在线编程模块允许用户通过此模块进行在线编程训练，及时查看结果，还能参加各种编程比赛;界面如图8所示。

5 结束语

本系统使用Java编程语言，利用Eclipse、Sublime、Navicat for MySQL等开发工具进行网站开发与数据库设计。后续将融合大数据分析技术，实时统计并分析用户的在线学习行为，对用户的行为及时反馈、评定等级，或者根据用户的个人情况推荐更多用户需要的教学资源和教学测试内容。

参考文献：

[1] 明日科技.C语言项目开发实战入门[M].长春：吉林大学出版社，2017.

[2] 黄文毅.Spring MVC+MyBatis快速开发与项目实战[M].北京：清华大学出版社，2019.

[3] 耿祥义.JSP基础教程[M].北京：清华大学出版社，2004.

【通联编辑：王力】