C++程序动态切片系统的研究与实现

论文摘要

程序切片技术是一种分析和理解程序的技术,其中面向过程程序切片技术已趋于成熟。但是面向对象程序切片技术,特别是面向对象程序动态切片技术起步较晚,目前仍处于初始阶段。传统的算法是通过建立程序的依赖图得到动态切片,但依赖图需要占用大量的空间,因此算法效率较低。Xiangyu Zhang等提出的LP（Limited Preprocess）动态切片算法既利用了程序中的依赖性信息,又不需要建立依赖图,具有节省内存空间,算法效率高的优点,但LP算法只能对面向过程程序进行切片。本文对面向对象动态程序切片技术进行了深入的研究,在利用LP算法优点点的基础上,结合C++语言特性对这个算法进行改进,提出了适合面向对象C++程序的动态切片算法。该算法扩展了函数的概念,把类的函数成员看作全局函数,解决了对函数成员进行切片的问题;扩展了函数调用的概念,把给对象发送消息看作函数调用,解决了C++程序中隐式调用函数的问题;采用了“object-variable”形式存储感兴趣的变量,解决了LP算法无法区分普通变量,对象的成员数据和对象变量的问题。改进后的算法可以有效地处理C++程序的多态,继承和封装等特性,和别的C++动态切片算法相比有较高的效率。在提出的算法基础上,设计并实现了一个C++程序动态切片原型系统（CPPSLICER）,该系统应用本文所研制的词法、语法分析器得到C++程序中的信息,应用程序插装技术得到程序的执行序列。经测试,该系统能够正确处理C++语言的特性。最后,为了使本系统能更好地应用到程序调试领域,应用COM（Component Object Model）技术把它以插件的形式集成到了VC6.0开发环境。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题主要研究内容及组织结构
• 第二章 程序切片技术的概述
• 2.1 程序切片的分类
• 2.1.1 前向切片和后向切片
• 2.1.2 过程内切片和过程间切片
• 2.1.3 静态切片，动态切片和条件切片
• 2.2 程序切片的准则
• 2.3 程序切片的算法
• 2.4 程序切片的应用
• 2.5 程序切片工具的介绍
• 2.6 本章小结
• 第三章 动态程序切片技术的分析
• 3.1 基本概念
• 3.2 语句控制依赖关系的分析
• 3.3 依赖图
• 3.3.1 程序依赖图（PDG）
• 3.3.2 系统依赖图（SDG）
• 3.3.3 类依赖图（CLDG）
• 3.4 基于依赖图的动态程序切片技术
• 3.4.1 面向过程程序的动态程序切片
• 3.4.2 面向对象程序的动态程序切片
• 3.5 基于Demand-Driven 的动态程序切片技术
• 3.6 其他
• 3.7 本章小结
• 第四章 C++程序动态切片系统的关键技术
• 4.1 基于Demand-Driven 的动态程序切片
• 4.2 LP 面向过程切片算法的实现
• 4.3 LP 算法面向对象特性的改进
• 4.3.1 函数的概念的扩展
• 4.3.2 调用语句种类的扩展
• 4.3.3 扩展存储变量表示形式
• 4.3.4 对象之间的赋值
• 4.4 C++面向对象动态切片算法
• 4.5 本章小结
• 第五章 C++程序动态切片系统的实现
• 5.1 系统结构
• 5.2 词法和语法分析工具
• 5.2.1 ALEX 输入文件
• 5.2.2 AYACC 输入文件
• 5.3 程序信息的保存
• 5.4 程序插装技术
• 5.4.1 程序插装技术的介绍
• 5.4.2 插装技术的应用
• 5.5 集成到Visual C++ 6.0 IDE
• 5.6 切片结果显示
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文的主要研究工作
• 6.2 下一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 附录
• 附录1: LEX 词法规则
• 附录2:YACC 语法规则