An Integrated Framework for Constraint-Based Mining of Source Code.pdf

1、在信息領(lǐng)域,致力于提取隱藏在大型數(shù)據(jù)集中的有用信息的數(shù)據(jù)挖掘正獲得迅速的普及。數(shù)據(jù)挖掘的目標(biāo)是從大量的數(shù)據(jù)中提取有用信息。軟件的開發(fā)過程中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)包括源代碼,變更歷史,運(yùn)行記錄,錯誤報(bào)告,開源軟件包等。在軟件工程中使用數(shù)據(jù)挖掘方法可以有效的從大量數(shù)據(jù)中發(fā)掘出有用信息,從而提高軟件的質(zhì)量和效率。源代碼可以按照用戶感興趣的模式被挖掘。這些源代碼通常是一個結(jié)構(gòu)實(shí)體并且包含豐富的語義結(jié)構(gòu),這些語義結(jié)構(gòu)包含許多潛在信息。如果可以辨

2、識出這些潛在信息,就可以幫助軟件工程師節(jié)省開發(fā)時間和提高開發(fā)軟件的質(zhì)量。
　　在函數(shù)的調(diào)用,變量的使用,函數(shù)內(nèi)部數(shù)據(jù)的訪問及對象間的交互等操作背后隱藏著很多編程規(guī)則。除非這些規(guī)則被明確記錄了下來并且使其在整個開發(fā)團(tuán)隊(duì)可用,否則開發(fā)人員很容易違反這些規(guī)則從而導(dǎo)致程序出現(xiàn)一些難以恢復(fù)、難以定位、難以向bug跟蹤系統(tǒng)報(bào)告的語義錯誤。但大多數(shù)情況下,這些規(guī)則只存在編程者的頭腦中,并沒有被明確記錄下來。這些問題的存在促使將強(qiáng)大的分析技術(shù)和數(shù)

3、據(jù)挖掘技術(shù)相結(jié)合,找到潛在的編程模式,從而可進(jìn)一步用于識別編碼規(guī)則、重復(fù)編碼,API(應(yīng)用程序編程接口)的使用方式及檢測錯誤。已經(jīng)識別出的規(guī)則可以存儲在特定的數(shù)據(jù)庫中以供日后參考。
　　論文提出了一個集成的代碼挖掘框架。通過代碼挖掘框架可以識別出函數(shù)配對規(guī)則、變量訪問相關(guān)規(guī)則、API使用模式和復(fù)制粘貼代碼段(代碼克隆)。由于實(shí)現(xiàn)了一次性識別多種類型的規(guī)則和語義錯誤,因此大大縮短和降低了用于開發(fā)測試的時間和成本。
　　該框架由

4、四部分組成:數(shù)據(jù)發(fā)生器、代碼挖掘器、基于約束的挖掘器和沖突檢測器。數(shù)據(jù)發(fā)生器將源代碼的分析問題轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)挖掘問題,將用基本編程語言編寫的源代碼轉(zhuǎn)化為可被挖掘算法(代碼挖掘器)接納的格式。代碼挖掘器以數(shù)據(jù)發(fā)生器的輸出為輸入,利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從源代碼中發(fā)現(xiàn)有價值的規(guī)則,可以自動提取各種編程規(guī)則、API的使用模式和重復(fù)的代碼段。基于約束的挖掘器通過規(guī)則模板讓用戶參與挖掘過程,使得挖掘工作只對特定的用于感興趣的規(guī)則進(jìn)行挖掘,從而促進(jìn)挖掘進(jìn)程并且

5、更有針對性。錯誤檢測器可以一次性檢測出多種類型的違反規(guī)則的錯誤。在提出的框架的基礎(chǔ)上建立了一個集成原型系統(tǒng)。原型系統(tǒng)為用戶提供了一個互動環(huán)境。用戶只需要輸入?yún)?shù),系統(tǒng)便可自動返回結(jié)果。
　　到目前為止,這是第一個致力于提取多種編程模式的集成框架。它不僅可以一次性檢測出各種類型的錯誤,而且違規(guī)提取的方式很靈活,不局限于只有那些由系統(tǒng)提取的規(guī)則。它可以根據(jù)用戶提供的規(guī)則,在給定的源文件中發(fā)現(xiàn)并標(biāo)記那些不符合規(guī)則的錯誤。
　　通過