计算机工程

作者：苏庆, 陈建成, 顾国生, 刘冬宁, 黄剑锋

单位：广东工业大学计算机学院, 广东 广州 510006

关键词：程序调试,数据结构可视化,组件演变行为,有限状态机,数据结构演变模型

基金：国家自然科学基金(62072120); 广东工业大学教育教学改革项目(广工大教字〔2023〕51号); 广东工业大学“本科教学工程”项目(广工大教字〔2024〕75号)

数据结构是程序执行时的重要信息载体, 其演变过程往往较为复杂和抽象。针对程序设计初学者较难理解数据结构演变过程的问题, 提出一种面向程序调试中的数据结构演变可视化方法。在调试开始时, 首先使用组件表达式表示数据结构, 然后通过配置表以及布局函数将组件表达式生成可视化视图。在进行单步调试后, 通过对比单步调试前后的可视化数据方式生成组件演变行为, 运用有限状态机理论构建数据结构演变模型, 该模型的执行使得组件发生演变, 同时生成可视化动作。使用动画单元执行可视化动作, 实现数据结构演变的可视化呈现, 帮助初学者理解数据结构相关程序的执行过程。实验结果表明, 将该方法应用于1个数据结构演变可视化框架StructV, 并应用于1个在线可视化编程实训云平台的研发, 可有效降低初学者理解数据结构演变过程的难度, 并提升编程实训时的程序调试效率。

来源：2024年第9期

《计算机工程》期刊编辑部

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