[发明专利]一种数据结构可视化调试方法

说明书

本申请实施例提供了一种数据结构可视化调试方法，通过生成与原单链结构对应的第一链表可视化界面，实时获取到在所述链表可视化界面进行数据结构调试的调试指令，最后根据所述调试指令进行对应的原单链结构的新建结点或删除结点或修改结点数据域或修改结点指针域处理得到新单链结构，并将第一链表可视化界面更新为与新单链结构对应的第二链表可视化界面，实现了程序调试过程中单链结构的可视化，进一步降低程序设计的调试成本。

技术领域

本申请实施例涉及计算机技术领域，尤其涉及一种数据结构可视化调试方法。

背景技术

随着计算机技术的快速发展，计算机的应用范围也在相应扩大，从而导致社会对计算机软件的要求也越来越高，如何提高软件的生成效率和软件产品的质量成为了是软件工程最为重视的问题。但是就目前实际情况来看，软件开发中的大部分时间都花费在旧系统的维护上，而要想对一个软件系统进行全面细致的了解却非常耗费时间和精力，因为当程序员接手遗留源代码文件时，可能没有完整的文档，或者文档已经过时，甚至根本就没有文档，如果用人工的方式逐条逐句地分析源代码，要想快速准确地分析出软件的整个体系结构、程序的内部构和实现细节等信息，几乎是不可能的。这些摆在程序员面前的难题，不可避免地将给软件开发带来很多的麻烦。因此，应当在程序设计阶段力求开发出高质量的程序，降低后期软件维护的难度。然而，目前主流的商业化集成开发环境，例如MicrosoftVisual Studio、Eclipse和IDEA等都仅是提供了对应用程序的可视化界面的开发支持，并不能实时地对程序中复杂数据之间的抽象关系进行可视化，程序员难以观察程序对抽象关系动态变化的细节，导致程序调试成本高昂、耗时和难以控制。因此，在计算机程序设计及应用开发日益大众化的今天，目前主流的商业化集成开发环境已不能满足实际需要。程序设计可视化是指在计算机程序设计的相应阶段，实现算法、数据结构和程序的各种可视化变换，让程序员可以直观且生动地查看各种同步的数据关系动态视图。其中，动态视图即算法、程序和数据结构的各种可视性的变换图示，可视化变换是指从算法、程序和数据结构的信息到动态视图的映像，从而在程序设计的相应阶段，包括程序的编辑、编译以及调试执行阶段，提供动态视图的可视化信息。数据结构可视化是程序设计可视化的主要内容，通过对算法和数据逻辑结构的自动抽象来完整直观地对数据结构可视化展示，最后实现算法与数据结构的动态关系及演变过程，有助于程序员对程序代码有更加直接与深刻的理解。

单链结构可视化是数据结构可视化的重要内容之一，其对于程序员理解和应用线性表这一最常见和最一般的数据结构具有重要意义。在程序调试过程中，当修改链表时，有时因为程序员代码设计的错误，或者因为只执行部分修改代码，会出现一种所谓的“类线性链表”，其形态上与线性链表或线性循环链表非常相似，每一个结点有唯一的直接后继结点，但与之不同的是，在类线性链表中，结点可能存在两个或两个以上的直接前驱结点，因此，一方面，程序员是否正确理解线性链表或线性循环链表代码中出现的各种链表情况特别是类线性链表情况，对程序功能的正确性以及程序质量的提高具有重要意义；另一方面，类线性链表往往比普通的线性链表或线性循环链表复杂，单纯通过堆栈数据进行数据关系的判定存在较大的困难，因此在程序调试过程中，对类线性链表进行直观和实时的可视化展示可以极大地帮助程序员正确理解当前的单链结构状态，进而提高程序设计的调试效率。

目前实现了数据结构和算法的可视软件的开发，可同时演示算法和数据的视图，在原有的数据结构的基本属性与操作的基础上，增加一组可视属性，提供可视化接口，链表布局是根据显示区域的大小和数据元素个数，计算数据元素直线均匀布局的大小值，依次设置数据元素的大小及其相应的坐标值，但没有给出具体链表布局的方法。后来实现了基于Java 3D的数据结构方式，布局方法采用先获得结点个数，再根据显示区域的大小，固定好首结点坐标，根据首结点坐标及数据结构的线性特性计算其余结点的坐标的方式，并依靠Java 3D技术实现链表立体可视化效果。但是目前单链结构的可视化方法，主要针对的是固定代码的可视化演示，不能实现程序调试过程中单链结构的可视化。

发明内容

本申请实施例提供了一种数据结构可视化调试方法，目前主要针对非固定代码，可实现线性链表、线性循环链表和类线性链表的可视化。