检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机工程与应用 2019年第6期55卷 113-119页

作者：鲁润泽张海平杭州电子科技大学计算机学院杭州310018

从源码中挖掘设计模式实例具有重要意义,它能够提升软件系统的可理解性和可维护性。基于机器学习方法,提出了一个设计模式挖掘方法。其中,使用类关系图表示软件系统和设计模式,采用子图匹配的方法从软件系统中提取出候选设计模式实例,... 详细信息

从源码中挖掘设计模式实例具有重要意义,它能够提升软件系统的可理解性和可维护性。基于机器学习方法,提出了一个设计模式挖掘方法。其中,使用类关系图表示软件系统和设计模式,采用子图匹配的方法从软件系统中提取出候选设计模式实例,过滤了大量非设计模式实例组合,提高了设计模式挖掘效率;提出了度量指标,将软件系统和设计模式向量化,采用机器学习的方法对候选设计模式实例进行分类,提高了设计模式挖掘的准确率。实验结果证明此方法效率和有效性上得到了一定的提升。

关键词：设计模式设计模式挖掘子图同构机器学习

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设计模式挖掘的有效性评估策略

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湖南工业职业技术学院学报 2021年第1期21卷 6-11页

作者：肖卓宇郭杰陈果徐运标王林春湖南工业职业技术学院信息工程学院湖南长沙410208

针对设计模式挖掘结果有效性评估方法缺乏的问题,提出一种设计模式挖掘有效性评估策略,分结构型、行为型和创建型三类归纳了设计模式的设计意图,分析了设计模式挖掘的基准测试系统,探究了设计模式挖掘结果的中间形式表示,为设计模式挖... 详细信息

针对设计模式挖掘结果有效性评估方法缺乏的问题,提出一种设计模式挖掘有效性评估策略,分结构型、行为型和创建型三类归纳了设计模式的设计意图,分析了设计模式挖掘的基准测试系统,探究了设计模式挖掘结果的中间形式表示,为设计模式挖掘的理论与应用研究提供了重要支持。

关键词：设计模式设计模式挖掘分类设计意图基准系统中间表示

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逆向工程中基于EPOM的设计模式挖掘技术研究

逆向工程中基于EPOM的设计模式挖掘技术研究

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作者：丁炎炎南京大学

学位级别：硕士

软件产品的维护和再工程(Reengineering)活动是软件生命周期的重要环节，它们在软件生产中的地位日益重要：自上个世纪六十年代软件行业兴起至今，遗产系统(LegacySystem)的规模已经超过了上千亿行代码，这些软件系统有很多还服务于各... 详细信息

软件产品的维护和再工程(Reengineering)活动是软件生命周期的重要环节，它们在软件生产中的地位日益重要：自上个世纪六十年代软件行业兴起至今，遗产系统(LegacySystem)的规模已经超过了上千亿行代码，这些软件系统有很多还服务于各行各业。同时每天又有新的软件不断产生，并且即将成为未来的遗产软件。如何让这些系统继续正常运转并且适应新的企业环境是软件维护和再工程必须解决的问题。然而目前的情况却是让人担忧的，软件维护和再工程费用已经远远超过软件生命周期中的其他环节。软件的维护和再工程问题已经成为软件行业关注的焦点。\n 程序理解(ProgramUnderstanding)是进行软件维护和再工程的首要步骤，它同时也是软件维护和再工程中消耗资源最多的工作，约占软件维护和再工程总费用的50％到90％[1]。因此，研究和开发自动和半自动化的程序理解支撑技术是降低软件总成本、减少软件开发人员工作量，从而从根本上解决软件维护和再工程问题的关键。\n 逆向工程(ReverseEngineering)技术作为程序理解依赖的重要手段和主要方法，自上个世纪八十年代初以来已经被学术界逐渐接受和重视，并且进行了较为广泛的研究。然而，作为现代面向对象程序设计技术中的重要微结构－设计模式[2](DesignPattern)，是自上个世纪九十年代中期才被软件行业运用到实际开发和设计中的。相应的，逆向工程中对设计模式挖掘(恢复)技术(DesignPatternMiningorDiscovery)的研究开展的比较晚、比较少，同时由于设计模式本身具有多样性和复杂性的特点，使得遗产系统中设计模式的挖掘问题成为目前逆向工程研究中的难点之一。\n 本文是针对逆向工程中设计模式挖掘问题展开的。首先对再工程、逆向工程和设计模式概念进行了介绍，讨论了再工程的常用模型、逆向工程的难点、研究方法及其相关概念、设计模式的描述和分类等背景知识。介绍了目前具有代表性的一些设计模式挖掘技术，包括基于DPML和ASG的设计模式挖掘技术、MAISA系统的设计模式挖掘技术、PAT系统的设计模式挖掘技术等等，并且比较了它们各自的优缺点。在对它们分析和比较的基础上，论文提出了一个基于可扩展程序对象模型(ExtendedProgramObjectModel，简称EPOM)的设计模式挖掘方法：EPOM模型是我们用来描述C和C++源程序的抽象程序模型。该模型通过178类组成的层次结构刻画了C和C++程序设计语言的方方面面。EPOM模型是我们在进行逆向工程研究时，对程序进行静态分析的基础。通过访问EPOM模型以及在EPOM模型上构建的另外两个模型：基于对象、域和型的层次式程序模型(ObjectScopeTypeProgramModel，简称OSTPM)和可扩展程序参考模型(ExtendedProgramReferenceModel，简称EPRM)我们可以抽取出挖掘设计模式需要的重要信息：类之间的继承(inheritance)、关联(association)、聚合(aggregation)、合成(composition)关系以及类中虚函数的使用情况等等。在获得这些关键信息的基础上，我们给出了一个基于EPOM的设计模式挖掘算法。在文章的最后，作为对逆向工程研究中各种问题的思考，我们提出了一个逆向工程框架(GeneralReverseEngineeringFramework，简称GREF)，试图将逆向工程中的静态错误检测、代码规范化、度量以及变更冲击问题放在一个通用的、开放的框架中去考虑，从而可以方便的集成各种不同的逆向工程技术和工具，同时避免了重复的研究和开发工作。对遗产系统进行设计模式的挖掘，其目的是为了提高软件维护和再工程活动的效率，减轻维护和开发人员的负担，从而在根本上解决软件维护和再工程活动成本高，效率低的问题。然而我们体会到，本文提出的基于EPOM设计模式挖掘技术和大多数研究机构提出的设计模式挖掘技术类似，也是一个半自动化的方法，无论是正确程度还是效率上还需要作进一步的改进和完善，目前只能作为简单的软件维护工作辅助手段。同时我们看到，逆向工程技术作为软件维护和再工程的主要支持技术，无论是在理论上还是在实践中都还处于一个不太成熟的阶段，设计模式挖掘技术更是逆向工程技术中一个非常年轻的领域，需要我们不断的努力和探索。

关键词：逆向工程设计模式挖掘可扩展程序对象模型逆向工程框架软件产品维护软件再工程遗产软件程序理解

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基于快速搜索序列和行为模板的结构型设计模式挖掘

基于快速搜索序列和行为模板的结构型设计模式挖掘

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作者：陈真理杭州电子科技大学

学位级别：硕士

设计模式被广泛用于解决软件设计和开发过程中反复出现的设计问题。设计模式在软件源码中的使用信息(即设计模式实例)能够在较大程度上反映软件系统的设计思路。准确地从软件源码中识别和挖掘设计模式实例能够帮助软件开发和维护人员快... 详细信息

设计模式被广泛用于解决软件设计和开发过程中反复出现的设计问题。设计模式在软件源码中的使用信息(即设计模式实例)能够在较大程度上反映软件系统的设计思路。准确地从软件源码中识别和挖掘设计模式实例能够帮助软件开发和维护人员快速理解软件系统的原始设计和实现,从而对软件系统的维护、升级更新和二次开发等工作提供方便。近些年来软件工程领域提出了多种自动化或半自动化地挖掘设计模式实例的方法。其中部分方法将设计模式和软件源码转化为某种特定的图的形式,然后通过挖掘同构子图的方式挖掘设计模式实例。然而,由于同构子图挖掘问题是一个NP完全问题,这些方法的执行效率通常较低。为了有效解决基于子图同构的设计模式挖掘方法的效率低下问题,本文提出了一种高效的基于快速搜索序列和行为模板的结构型设计模式挖掘方法。该方法首先将设计模式和软件源码转化为一种带权有向图,即类关系图,然后从软件源码的类关系图中找出所有与设计模式的类关系图相同构的子图,每个子图的顶点所表示的类组成了一个候选设计模式实例。在挖掘过程中,本文方法为每种设计模式构建了一个快速搜索序列,该快速搜索序列描述了设计模式的结构信息并指定了一个高效的搜索设计模式角色的次序,从而大大减少了挖掘过程的搜索空间。此外,本文为每种设计模式制定了一个特定的行为模板,用于过滤候选实例集合中不满足行为特征的错误实例,进一步提高了本文方法的准确率。最后,本文选取4个常用的开源软件系统进行验证实验。实验结果表明,针对本文制定的结果基准,该方法不仅能够达到100%的召回率和相对较高的准确率和F-measure值,而且显著提高了执行效率。

关键词：设计模式设计模式挖掘快速搜索序列行为模板子图同构

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度量驱动的设计模式挖掘及基于模板的定制化重构

度量驱动的设计模式挖掘及基于模板的定制化重构

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作者：张萍杭州电子科技大学

学位级别：硕士

良好的设计模式对于软件系统的维护、升级以及重构起到了至关重要的作用。然而,很多遗留系统由于开发流程不规范、文档缺失等原因,后续的软件维护人员对于原始的设计决策不明晰,加大了软件维护难度。通过检测系统中的设计模式,可以帮助... 详细信息

良好的设计模式对于软件系统的维护、升级以及重构起到了至关重要的作用。然而,很多遗留系统由于开发流程不规范、文档缺失等原因,后续的软件维护人员对于原始的设计决策不明晰,加大了软件维护难度。通过检测系统中的设计模式,可以帮助软件维护人员了解系统结构,降低软件维护难度。本文提出了一种度量驱动的基于图匹配的设计模式挖掘方法,利用该方法可实现从源代码中挖掘设计模式实例。同时,为每一种挖掘得到的设计模式实例定制重构模板,以方便用户根据需求实现对设计模式的代码重构。本文的主要工作和研究成果如下:1)提出了一种高效的基于子系统图和最优搜索顺序的子图挖掘方法。该方法首先通过获取设计模式的4种结构特征和7种行为特征,将软件系统转变成数据图,然后再将数据图划分为若干个子系统图以排除系统中不相关的类来减少搜索空间,最后根据设计模式的结构和行为特征构建设计模式的搜索顺序,从而挖掘出候选的设计模式实例。2)提出一种支持设计模式代码重构的13种基本操作和10种组合操作,并在此基础上为每种Go F设计模式定制了重构模板。根据重构模板,可将所检测出的设计模式实例按照用户需求进行代码重构。3)采用对结构和行为进行交叉验证的方法,设计并实现了完整的设计模式挖掘工具。该工具融合了普遍关注的结构特征以及行为特征。实验结果表明此方法的准确率达到100%,同时与现有方法相比其召回率提高了5%、时间效率提升了10%。同时,所开发的设计模式重构原型系统也验证了本文提出的基于模板的设计模式重构框架和流程的有效性。

关键词：设计模式挖掘图匹配数据图出度入度设计模式重构

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基于子图同构和机器学习的设计模式挖掘方法研究

基于子图同构和机器学习的设计模式挖掘方法研究

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作者：鲁润泽杭州电子科技大学

学位级别：硕士

设计模式是针对软件设计和开发过程中普遍存在的各种问题所提出的解决方案。如今设计模式已被广泛地运用于软件设计与开发的过程中。然而,由于在开发过程中文档缺失或是在后续的维护过程中没有对文档进行维护,加大了对软件系统维护的难... 详细信息

设计模式是针对软件设计和开发过程中普遍存在的各种问题所提出的解决方案。如今设计模式已被广泛地运用于软件设计与开发的过程中。然而,由于在开发过程中文档缺失或是在后续的维护过程中没有对文档进行维护,加大了对软件系统维护的难度。因此,从软件系统源码中准确且高效地挖掘设计模式具有重要意义。它能够帮助开发人员和维护人员对软件系统进行开发、维护、重构和文档化等工作。目前一部分研究人员尝试引入机器学习的方法来挖掘设计模式实例,但存在一些问题。例如,待分类的类组合个数过多导致挖掘设计模式实例的效率下降;设计模式分类器对错误的设计模式实例学习不充分导致挖掘设计模式实例的准确率降低。为了解决以上问题,本文主要做了以下几个方面工作:(1)提出了一种基于子图同构的候选设计模式原始实例挖掘方法。该方法使用类关系图表示软件系统和设计模式,采用子图同构的方法从软件系统中提取出候选设计模式原始实例,一个同构子图中顶点表示的类即为一个候选设计模式原始实例。该步骤过滤了大量非设计模式原始实例的类组合,极大地提高了设计模式挖掘的效率。(2)提出了一种基于机器学习的设计模式实例筛选方法。该方法提出了20个面向对象的度量指标,将设计模式仓库中提取设计模式原始实例和上一步得到的候选设计模式原始实例向量化,用不同的分类算法对模型进行训练,使模型对正确的设计模式原始实例和错误的设计模式原始实例进行充分学习,进一步提升了设计模式实例挖掘的准确率。(3)基于上述研究,本文设计并实现了设计模式挖掘工具,并在3个常用的开源软件进行实验分析。实验结果表明本文方法在提升效率的同时获得了较高的准确率和召回率。

关键词：设计模式设计模式挖掘子图同构机器学习

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带特征指标约束描述的设计模式分类挖掘

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山东大学学报（工学版） 2020年第6期50卷 48-58页

作者：肖卓宇何锫陈果徐运标郭杰湖南工业职业技术学院信息工程学院湖南长沙410208 广州大学计算机科学与网络工程学院广东广州510006

为解决设计模式挖掘正确率较低的问题,提出一种带特征指标约束描述的设计模式分类挖掘方法。归纳了47种特征指标,给出了设计模式约束定义,对设计模式特征进行了描述,以Adapter模式、Command模式、Factory Method模式为例,分结构型、行... 详细信息

为解决设计模式挖掘正确率较低的问题,提出一种带特征指标约束描述的设计模式分类挖掘方法。归纳了47种特征指标,给出了设计模式约束定义,对设计模式特征进行了描述,以Adapter模式、Command模式、Factory Method模式为例,分结构型、行为型与创建型3类挖掘设计模式,设计了3个基准系统与4个经典系统的设计模式挖掘试验。试验结果表明,本研究方法对基准系统的Adapter模式、Command模式、Factory Method模式挖掘正确率为96.13%、91.67%、72.23%,对经典系统挖掘正确率分别为84.3%、81.26%、73.17%,与传统方法比较,本研究方法取得了较好的效果。

关键词：设计模式设计模式挖掘指标约束分类特征描述

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基于CodeBERT的设计模式语言模型

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计算机科学 2023年第12期50卷 75-81页

作者：陈时非刘东江贺大连理工大学软件学院辽宁大连116620

设计模式是对实际软件设计方案的经验性总结,是软件开发中辅助软件设计的有效方案之一。现有设计模式挖掘研究的任务大多是在源代码中识别设计模式的实例,少有考虑用自然语言语料对设计模式建模。为了提升设计模式语言分类模型的推荐效... 详细信息

设计模式是对实际软件设计方案的经验性总结,是软件开发中辅助软件设计的有效方案之一。现有设计模式挖掘研究的任务大多是在源代码中识别设计模式的实例,少有考虑用自然语言语料对设计模式建模。为了提升设计模式语言分类模型的推荐效果,将代码、类图或对象协作纳入考虑范围,提出了一种基于CodeBERT的设计模式分类挖掘模型dpCodeBERT,以实现自然语言与代码语言的对照理解。首先,通过随机组合合成多分类算法数据和代码搜索数据作为模型输入,dpCodeBERT模型能够获取transformer层中的模型为令牌生成的注意力权重;然后,分析令牌和语句注意力权重以发现更有效的模型输入类别,进一步改造训练输入;最后,dpCodeBERT模型能够通过全连接层将分布式特征映射到样本空间并输出复数值的方式实现具体软件工程任务,如设计模式选择和设计模式代码搜索任务。在拥有80个软件设计问题的设计模式选择任务的数据集上的实验结果显示,相比同类基准模型,所提模型在设计模式检测准确率(RCDDP)和平均倒数排名(MRR)两个指标上平均提升了10%~20%,设计模式选择更加准确。通过深度研究模型数据需求,dpCodeBERT挖掘了CodeBERT对类级代码的理解,探索了CodeBERT在设计模式挖掘中的应用,具有预测准确、拓展性强等特点。

关键词：设计模式挖掘自然语言处理预训练语言模型 CodeBERT 模型精调向量化

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