基于轉(zhuǎn)換的程序分析技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、程序的分析技術(shù)在許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。例如，對(duì)學(xué)生程序的自動(dòng)分析評(píng)價(jià)；利用程序分析比較工具來(lái)輔助軟件版權(quán)的分析鑒別。但是目前程序分析評(píng)價(jià)技術(shù)主要停留在程序輸出結(jié)果的比較，并不能發(fā)現(xiàn)那些通過(guò)編譯但語(yǔ)義上有問(wèn)題的程序的錯(cuò)誤；曾有個(gè)別學(xué)者嘗試過(guò)在語(yǔ)義上分析評(píng)價(jià)程序，但是分析的目標(biāo)語(yǔ)言并不是國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)教育普遍采用的編程語(yǔ)言。相關(guān)的研究，如程序理解、程序度量和程序轉(zhuǎn)換，雖然和程序分析評(píng)價(jià)的研究有一定的聯(lián)系，但是國(guó)內(nèi)外鮮有將其綜合起來(lái)用于程序

2、分析評(píng)價(jià)的研究。 本文研究基于轉(zhuǎn)換的程序分析技術(shù)及其在程序評(píng)價(jià)上的應(yīng)用，并討論了在其他方面的應(yīng)用前景。在研究編譯器轉(zhuǎn)換技術(shù)和代碼優(yōu)化相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了用于分析評(píng)價(jià)C語(yǔ)言程序的AnalyseC框架，并實(shí)現(xiàn)了其軟件原型。AnalySeC對(duì)程序分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)相似性分析和語(yǔ)義分析評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了程序度量及其可視化、程序轉(zhuǎn)換及其可視化、程序分析評(píng)價(jià)等功能。 在AnalvseC中，使用ANTLR構(gòu)造一個(gè)以抽象語(yǔ)法樹(shù)為中間代碼的C語(yǔ)言

3、分析器。在結(jié)構(gòu)層次上，AnalyseC基于程序的抽象語(yǔ)法樹(shù)，應(yīng)用傳統(tǒng)的軟件度量對(duì)程序進(jìn)行分析和可視化，并提出將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的使用列為程序度量的元素之一，實(shí)現(xiàn)程序的結(jié)構(gòu)相似性分析。在語(yǔ)義層次上，使用在編譯器當(dāng)中用于代碼優(yōu)化的程序依賴(lài)圖作為程序的表現(xiàn)形式。編譯器使用代碼優(yōu)化相關(guān)技術(shù)的目的是使程序運(yùn)行得更加快，AnalyseC使用該技術(shù)的目的是借助程序依賴(lài)圖用于程序比較。應(yīng)用編譯器的轉(zhuǎn)換技術(shù)、內(nèi)聯(lián)擴(kuò)展技術(shù)、前向替換等代碼優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，對(duì)程序進(jìn)行保

4、留語(yǔ)義的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換、控制流分析和數(shù)據(jù)流分析，形成可以在語(yǔ)義上進(jìn)行比較的程序依賴(lài)圖，最終通過(guò)程序劃分、比較，實(shí)現(xiàn)程序的分析評(píng)價(jià)。 程序以源代碼的形式提供給AnalyseC，AnalyseC在結(jié)構(gòu)層次和語(yǔ)義層次對(duì)程序進(jìn)行分析，得出結(jié)構(gòu)分析結(jié)果和語(yǔ)義分析結(jié)果，可以輔助教師評(píng)改編程作業(yè)，同時(shí)也給予學(xué)生一定的上機(jī)輔導(dǎo)，提示程序可能出錯(cuò)的地方。AnalyseC已經(jīng)應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法設(shè)計(jì)作業(yè)的分析與評(píng)價(jià)，能夠分析評(píng)價(jià)部分學(xué)生作業(yè)。但是Anal