IDEA + Spring Boot + Maven 实现 C 语言在线运行系统

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红尘灯塔 发表于 2025/01/08 09:35:42 2025/01/08
【摘要】 IDEA + Spring Boot + Maven 实现 C 语言在线运行系统 一、介绍本项目旨在构建一个基于 IDEA 开发环境、Spring Boot 框架和 Maven 构建工具的 C 语言在线运行系统。该系统允许用户通过网页界面编写、编辑和运行 C 语言代码,并即时查看输出结果。 二、应用使用场景教育领域: 用于计算机科学课程中的教学与练习。在线编程比赛: 提供比赛平台,支持多种...

IDEA + Spring Boot + Maven 实现 C 语言在线运行系统

一、介绍

本项目旨在构建一个基于 IDEA 开发环境、Spring Boot 框架和 Maven 构建工具的 C 语言在线运行系统。该系统允许用户通过网页界面编写、编辑和运行 C 语言代码,并即时查看输出结果。

二、应用使用场景

  • 教育领域: 用于计算机科学课程中的教学与练习。
  • 在线编程比赛: 提供比赛平台,支持多种编程语言的在线运行。
  • 开发者协作平台: 支持开发者之间的代码分享和快速反馈机制。

三、原理解释

系统通过后端接收用户提交的 C 语言代码,将其存储到服务器临时文件中,然后利用操作系统的编译工具(如 gcc)对代码进行编译和执行,最后将结果反馈给用户。

四、算法原理流程图

[用户输入代码] --> [服务器接收代码]
      |
[保存为临时文件] --> [调用编译器(gcc)]
      |
[生成可执行文件]
      |
[执行文件并捕获输出] --> [返回结果给用户]

五、算法原理解释

  1. 接收代码: 用户的 C 语言代码通过 HTTP 请求发送至服务器。
  2. 保存代码: 服务器将代码内容保存为临时文件。
  3. 编译代码: 通过系统调用,使用 gcc 编译上述临时文件,生成可执行文件。
  4. 执行代码: 运行可执行文件并捕获标准输出和错误。
  5. 返回结果: 将执行结果通过 HTTP 响应返回给用户。

六、实际详细应用代码示例实现

1. 项目结构

.
├── src
│   ├── main
│   │   ├── java
│   │   │   └── com.example.compiler
│   │   │       ├── CompilerController.java
│   │   │       └── CompilerService.java
│   │   └── resources
│   │       └── application.properties
└── pom.xml

2. 核心代码实现

CompilerController.java

package com.example.compiler;

import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

@RestController
@RequestMapping("/api/compile")
public class CompilerController {

    @Autowired
    private CompilerService compilerService;

    @PostMapping("/c")
    public String compileCCode(@RequestBody String code) {
        return compilerService.compileAndRun(code);
    }
}

CompilerService.java

package com.example.compiler;

import org.springframework.stereotype.Service;
import java.io.*;

@Service
public class CompilerService {

    public String compileAndRun(String code) {
        try {
            File sourceFile = File.createTempFile("source", ".c");
            FileWriter writer = new FileWriter(sourceFile);
            writer.write(code);
            writer.close();

            Process compileProcess = new ProcessBuilder("gcc", "-o", "/tmp/output", sourceFile.getAbsolutePath())
                    .redirectErrorStream(true).start();
            compileProcess.waitFor();

            if (compileProcess.exitValue() != 0) {
                return "Compilation error.";
            }

            Process runProcess = new ProcessBuilder("/tmp/output").redirectErrorStream(true).start();
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(runProcess.getInputStream()));
            StringBuilder output = new StringBuilder();
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                output.append(line).append("\n");
            }
            runProcess.waitFor();
            return output.toString();
        } catch (Exception e) {
            return "Execution error: " + e.getMessage();
        }
    }
}

3. Maven 配置 (pom.xml)

<project ...>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>compiler</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

七、测试代码

可以使用 Postman 或 curl 工具向 /api/compile/c 端点发送 POST 请求,主体中包含 C 代码。

curl -X POST http://localhost:8080/api/compile/c -d "#include<stdio.h>\nint main() { printf(\"Hello, World!\"); return 0; }"

八、部署场景

  • 本地部署: 使用 IDE 直接运行 Spring Boot 应用。
  • 云服务器部署: 将应用打包为 JAR 文件,上传至云服务器并运行。
  • Docker 容器化: 制作 Dockerfile,将应用容器化以便在任何支持 Docker 的环境中轻松部署。

九、材料链接

十、总结

通过 IDEA、Spring Boot 和 Maven 的组合,我们成功构建了一个简单而有效的 C 语言在线运行系统。用户能够实时编写并执行代码,这对于教育和协作工作流具有重要意义。

十一、未来展望

  • 支持更多语言: 通过扩展后端,支持 Java、Python 等其他编程语言。
  • 安全性提升: 增加沙箱技术以限制代码执行环境,提高安全性。
  • 性能优化: 利用异步处理和微服务架构来提升系统的处理能力。
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