組合橫切關注自動化挖掘與重構方法研究.pdf

1、隨著軟件系統(tǒng)的廣泛應用,軟件工程的出現(xiàn)為規(guī)范軟件項目管理,保障軟件質(zhì)量提供了強有力的保證。研究發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有的軟件系統(tǒng)中,存在著大量的橫切關注,這些橫切關注散布于軟件系統(tǒng)的諸多核心關注當中。原有的程序設計技術不能有效地模塊化橫切關注的實現(xiàn),從而破壞了軟件系統(tǒng)核心關注的模塊化。為了模塊化橫切關注,需要在軟件程序中發(fā)現(xiàn)橫切關注所包含的程序元素并進行重構?，F(xiàn)有的挖掘算法只利用了橫切關注的引用頻繁度,而沒有考慮程序的結構信息。此外軟件程序中大量出現(xiàn)

2、由多個元素構成的組合橫切關注,而原有的研究絕大部分針對的是簡單的橫切關注。因此尋求組合橫切關注的挖掘和重構技術也顯得十分重要。
　　鏈接分析能夠發(fā)現(xiàn)軟件程序中的橫切關注元素。分散性是橫切關注中元素的主要特征,能夠用于發(fā)現(xiàn)程序中的橫切關注,但是引用頻繁度并不完全等價于分散性。程序依賴圖包含了程序元素及其之間的依賴關系,能夠非常完整地表示程序語義信息。鏈接分析是一種基于圖結構信息的圖分析技術,其中雙狀態(tài)模型能夠用于發(fā)現(xiàn)全局性的功能節(jié)點

3、和整合節(jié)點,而橫切關注元素類似于功能節(jié)點。結合頻繁度模型和雙狀態(tài)模型,能夠更準確地描述橫切關注的耦合特征,有助于更有效地挖掘程序中的橫切關注。
　　軟件程序可以使用依賴圖進行表示,有向圖聚類能夠幫助發(fā)現(xiàn)軟件程序中的各種關注。為了發(fā)現(xiàn)程序關注中的元素,首要的工作是定義程序元素之間的相關性度量。屬于同一個關注的程序元素間不只是有較強的連接度,也可能有較強的相似度,因此可以構造包含兩種不同類型邊的異質(zhì)圖,來表示程序中元素之間的關系。現(xiàn)有

4、的算法都是基于密度的有向圖聚類算法,只考慮了原始有向圖中元素間的連接度。為了對該異質(zhì)圖進行聚類,需要實現(xiàn)基于相似性的有向圖聚類,從而更有效地發(fā)現(xiàn)程序關注包含的相關元素,并能利用原有的無向圖聚類方法。基于權威轉移的圖層次聚類方法,能夠幫助發(fā)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的層次結構,并能解決聚類初始化、簇個數(shù)選擇等經(jīng)典聚類難點。
　　半監(jiān)督圖聚類技術能夠發(fā)現(xiàn)組合橫切關注?，F(xiàn)有研究主要集中在簡單的橫切關注挖掘,而軟件系統(tǒng)中的橫切關注通常包含多個元素,因此當

5、前方面挖掘的重點和是定義并發(fā)現(xiàn)組合橫切關注。組合橫切關注的元素中一部分是一組的橫切關注種子,而另一部分是實現(xiàn)輔助功能。這些種子散布于多個模塊并具有將強的相似性,是該橫切關注的核心元素。而輔助元素沒有散布特性,但是與核心元素有較強的相關性。屬于相同橫切關注的種子應當被分在同一個組,而屬于不同橫切關注的種子不能被分在同一個組。該約束符合半監(jiān)督學習的約束定義,能用于改善聚類的效果。借助基于相似度的有向圖聚類算法來實現(xiàn)該半監(jiān)督聚類算法,并通過分

6、析大型軟件系統(tǒng)DAQ中大量的橫切關注來驗證算法的效果。
　　組合重構是實現(xiàn)軟件自動化重構的關鍵技術。軟件工程實踐中的絕大部分重構都是由多個子重構組成的,需要使用具有任務的表達、分解和約束能力的模型來形式化組合重構。而重構語言用于表示重構的意圖,因此需要定義待重構的各種程序,能夠描述各種重構組合以及重構前提條件,并且具有直觀的表達能力。最后需要重構框架來實現(xiàn)自動化的組合重構。由于重構對象和重構類型的多樣性,該框架要具有良好的可擴展性