基于领域本体树结构的C语言试题库查重研究的中期报告一、研究背景随着计算机科学的不断发展，程序设计语言在各个领域得到了广泛应用。C语言由于其高效、可靠和可移植性等优点，成为了计算机编程领域的基础语言。在教育领域，C语言也是计算机科学专业的一门重要课程。为了提高学生的编程能力，教师们通常会布置大量的C语言编程作业和试题，在此过程中，查重是非常必要的。目前，常用的C语言试题库查重方法有基于编辑距离的方法、基于哈希值的方法、基于语义分析的方法等。这些方法虽然可以有效地判断两份程序是否相似，但都存在一定的局限性。例如基于编辑距离的方法无法处理程序语义问题，基于哈希值的方法容易受到冲突的影响，基于语义分析的方法需要复杂的模型和算法。因此，我们提出了一种基于领域本体树结构的C语言试题库查重方法，该方法结合了本体论和树结构，可以更好地处理程序语义和结构信息，具有更好的可扩展性和可适应性。二、研究内容1.领域本体的构建本体是指描述某一领域中概念、属性、关系及其语义的一种形式化表示方法。通过构建C语言领域的本体，可以更好地描述C语言程序的语义和结构信息。本研究中，我们采用OWL语言来建立C语言试题库领域的本体，包括类和属性等基本概念，以及C语言中的数据类型、运算符、函数等特定概念。2.本体树的构建在本体的基础上，我们构建了一棵本体树。本体树是一棵树形结构，每个节点代表一个本体类或属性。通过本体树，我们可以更好地组织和表达本体的层次结构和关系，方便后续程序的处理。3.C语言程序的抽象语法树在进行程序比较时，我们将C语言程序抽象为一棵语法树，即抽象语法树（AbstractSyntaxTree，AST）。AST是一种树形结构，每个节点代表程序中的一个变量、常量、运算符、语句或函数等元素。通过AST，我们可以更好地描述程序的结构和语义信息，方便后续的比较和分析。4.基于本体树和AST的程序相似度计算在构建好本体树和AST后，我们通过比较两个程序的AST，计算出它们在本体树中的相似度。具体地，我们采用子树同构算法（SubtreeIsomorphism）来判断两个AST中的子树是否相同。同时，我们还考虑了AST节点的类型，以及本体树中节点的深度和位置等因素，将它们结合起来计算出最终的相似度。三、研究进展截至目前，我们已完成了C语言试题库的领域本体的构建，包括C语言中的数据类型、运算符、函数等概念。同时，我们也构建了本体树，将这些概念组织起来，形成了一棵层次结构的树形结构。在C语言程序的分析方面，我们设计了一种基于ANTLR（AnotherToolforLanguageRecognition）的语法分析器，将C语言源代码转化成AST。同时，我们还完成了基于子树同构算法的程序相似度计算，将AST和本体树结合起来，得到了两个程序的相似度。接下来，我们将进一步完善研究内容，优化算法性能，提高系统的可扩展性和可适应性。同时，我们也将进行更多的实验和比较分析，验证该方法的有效性和可行性。四、研究意义本研究提出了一种基于领域本体树结构的C语言试题库查重方法，该方法结合了本体论和树结构，可以更好地处理程序语义和结构信息，具有更好的可扩展性和可适应性。该方法不仅可以应用于C语言的试题库查重，也可以应用于其他编程语言或领域的相似程序的比较和分析。因此，本研究具有重要的理论意义和实际应用价值。