基于轉(zhuǎn)換的程序分析技術的研究與應用.pdf

1、程序的分析技術在許多領域有廣泛的應用前景。例如，對學生程序的自動分析評價；利用程序分析比較工具來輔助軟件版權的分析鑒別。但是目前程序分析評價技術主要停留在程序輸出結(jié)果的比較，并不能發(fā)現(xiàn)那些通過編譯但語義上有問題的程序的錯誤；曾有個別學者嘗試過在語義上分析評價程序，但是分析的目標語言并不是國內(nèi)外計算機教育普遍采用的編程語言。相關的研究，如程序理解、程序度量和程序轉(zhuǎn)換，雖然和程序分析評價的研究有一定的聯(lián)系，但是國內(nèi)外鮮有將其綜合起來用于程序

2、分析評價的研究。 本文研究基于轉(zhuǎn)換的程序分析技術及其在程序評價上的應用，并討論了在其他方面的應用前景。在研究編譯器轉(zhuǎn)換技術和代碼優(yōu)化相關技術的基礎上，提出了用于分析評價C語言程序的AnalyseC框架，并實現(xiàn)了其軟件原型。AnalySeC對程序分別進行結(jié)構(gòu)相似性分析和語義分析評價，實現(xiàn)了程序度量及其可視化、程序轉(zhuǎn)換及其可視化、程序分析評價等功能。 在AnalvseC中，使用ANTLR構(gòu)造一個以抽象語法樹為中間代碼的C語言

3、分析器。在結(jié)構(gòu)層次上，AnalyseC基于程序的抽象語法樹，應用傳統(tǒng)的軟件度量對程序進行分析和可視化，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，實現(xiàn)程序的結(jié)構(gòu)相似性分析。在語義層次上，使用在編譯器當中用于代碼優(yōu)化的程序依賴圖作為程序的表現(xiàn)形式。編譯器使用代碼優(yōu)化相關技術的目的是使程序運行得更加快，AnalyseC使用該技術的目的是借助程序依賴圖用于程序比較。應用編譯器的轉(zhuǎn)換技術、內(nèi)聯(lián)擴展技術、前向替換等代碼優(yōu)化相關技術，對程序進行保

4、留語義的標準化轉(zhuǎn)換、控制流分析和數(shù)據(jù)流分析，形成可以在語義上進行比較的程序依賴圖，最終通過程序劃分、比較，實現(xiàn)程序的分析評價。 程序以源代碼的形式提供給AnalyseC，AnalyseC在結(jié)構(gòu)層次和語義層次對程序進行分析，得出結(jié)構(gòu)分析結(jié)果和語義分析結(jié)果，可以輔助教師評改編程作業(yè)，同時也給予學生一定的上機輔導，提示程序可能出錯的地方。AnalyseC已經(jīng)應用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法設計作業(yè)的分析與評價，能夠分析評價部分學生作業(yè)。但是Anal