隨著編程教育的普及，在線代碼測評系統(tǒng)成為學(xué)習者和企業(yè)的重要工具。本文將詳細介紹如何使用輕量級框架Flask和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL，開發(fā)一個功能完整的在線Python測評網(wǎng)站。
一、項目概述與技術(shù)選型
在線測評網(wǎng)站的核心功能包括用戶注冊登錄、題目管理、代碼提交、自動評測和結(jié)果展示。Flask作為Python輕量級Web框架，具有靈活、易擴展的特點，適合快速開發(fā)原型。MySQL則提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲，用于管理用戶信息、題目數(shù)據(jù)和提交記錄。
二、環(huán)境搭建與項目結(jié)構(gòu)
首先確保安裝Python 3.x、Flask和MySQL數(shù)據(jù)庫。使用虛擬環(huán)境隔離依賴，通過pip安裝Flask、Flask-SQLAlchemy、Flask-Login、Flask-WTF等擴展庫。項目目錄結(jié)構(gòu)建議如下：
- app/: 主應(yīng)用目錄
- templates/: 存放Jinja2模板文件
- static/: 存放CSS、JavaScript等靜態(tài)資源
- models.py: 定義數(shù)據(jù)模型
- views.py: 處理路由和視圖邏輯
- forms.py: 定義表單類
- config.py: 配置文件
- run.py: 應(yīng)用啟動入口
三、數(shù)據(jù)庫設(shè)計與模型實現(xiàn)
使用Flask-SQLAlchemy操作MySQL，定義核心數(shù)據(jù)模型：
1. User模型：存儲用戶ID、用戶名、密碼哈希、郵箱等。
2. Problem模型：包含題目ID、標題、描述、輸入輸出示例、測試用例等。
3. Submission模型：記錄用戶提交的代碼、提交時間、執(zhí)行結(jié)果、得分等。
通過建立外鍵關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)用戶與提交記錄、題目與提交記錄的一對多關(guān)系。
四、核心功能開發(fā)
1. 用戶認證模塊：利用Flask-Login實現(xiàn)用戶注冊、登錄、會話管理和權(quán)限控制。密碼采用Werkzeug的哈希加密，確保安全。
2. 題目管理模塊：提供管理員后臺，支持題目的增刪改查。前端使用富文本編輯器增強題目描述的表現(xiàn)力。
3. 代碼提交與評測模塊：用戶在前端編輯Python代碼并提交，后端使用subprocess模塊創(chuàng)建隔離環(huán)境執(zhí)行代碼，與預(yù)期輸出對比，返回評測結(jié)果。考慮安全性，可使用Docker沙箱隔離代碼執(zhí)行。
4. 結(jié)果展示模塊：實時顯示提交狀態(tài)（如等待、通過、錯誤），并生成個人成績排行榜。
五、前端界面與交互設(shè)計
使用Bootstrap框架快速構(gòu)建響應(yīng)式界面，通過Ajax實現(xiàn)代碼提交的異步處理，提升用戶體驗。主要頁面包括：
- 首頁：展示題目列表和系統(tǒng)公告
- 題目詳情頁：呈現(xiàn)題目內(nèi)容和代碼編輯器
- 提交記錄頁：分頁顯示歷史提交及結(jié)果
- 排名頁：按通過題目數(shù)或得分排序的用戶榜單
六、安全與性能優(yōu)化
1. 安全措施：防止SQL注入（使用ORM自動參數(shù)化）、XSS攻擊（模板轉(zhuǎn)義）、CSRF攻擊（Flask-WTF集成Token驗證）。
2. 性能優(yōu)化：數(shù)據(jù)庫查詢使用索引，對頻繁訪問的題目列表進行緩存，評測任務(wù)采用Celery異步隊列避免阻塞請求。
七、部署與運維
使用Gunicorn或uWSGI作為WSGI服務(wù)器，Nginx做反向代理和靜態(tài)資源服務(wù)。MySQL配置連接池，定期備份數(shù)據(jù)。通過日志監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)，及時處理異常。
結(jié)語
通過本實戰(zhàn)項目，我們不僅掌握了Flask和MySQL的協(xié)同開發(fā)，還深入理解了在線評測系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計。未來可擴展支持多語言評測、實時在線IDE等功能，進一步提升系統(tǒng)的實用性和競爭力。代碼已開源至GitHub，供開發(fā)者參考與協(xié)作。
