一種基于加權(quán)q2指數(shù)的軟件類重要性度量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種軟件類重要性度量方法，尤其是涉及一種基于加權(quán)q2指數(shù)的軟 件類重要性度量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 計算機軟件已經(jīng)滲透到我們工作和日常生活的各個方面，正在改變并且還將繼續(xù) 改變我們的生活。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，人們對軟件的依賴與日倶增，對軟 件質(zhì)量的要求越來越高。這導(dǎo)致了系統(tǒng)規(guī)模的激增和軟件應(yīng)用環(huán)境的日益復(fù)雜，使得軟件 開發(fā)的風(fēng)險增加、軟件質(zhì)量很難得到有效的控制。
[0003] 同時演化性是軟件的本質(zhì)屬性之一。軟件系統(tǒng)同生物一樣，在其生命周期內(nèi)，也 必須不斷的演化，否則就有可能提前被淘汰。軟件演化的重要內(nèi)容之一是對軟件源代碼的 修改。然而要修改代碼，我們必須對軟件系統(tǒng)有一定的了解。在維護資源有限的情況下， 對于一個新加入的開發(fā)者，加快其對系統(tǒng)的了解具有比較重要的意義。可以通過為新開發(fā) 者推薦重要的軟件元素（如類、包等）從而加快其對系統(tǒng)的了解。盡管目前已經(jīng)有不少軟 件度量方面的研究工作，如L0C(LinesofCode)代碼行、McCabe圈復(fù)雜度（Cyclomatic Complexity)、Halstead度量法、CK度量組、MOOD度量集等，能夠為認(rèn)識軟件的復(fù)雜性提供 一定的幫助，但是仍有如下不足：
[0004] (1)現(xiàn)有的工作主要集中于度量代碼元素本身的復(fù)雜性，缺少對代碼元素重要性 的度量。
[0005] (2)現(xiàn)有工作主要是針對元素級的度量，度量的往往是軟件的局部特征，如度量一 個方法、一個類，缺少從整體角度進(jìn)行軟件度量的工作，更缺少從整體角度度量軟件元素重 要性的工作。
[0006] 類是目前主流的面向?qū)ο筌浖闹饕獦?gòu)成元素之一。因此，提供一種有效的類重 要性度量方法，從整體角度度量類的重要性，對于理解軟件，提高代碼維護效率具有重要意 義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了 一種基于加權(quán)q2指數(shù)的軟件類 重要性度量方法。
[0008] 本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種基于加權(quán)q2 指數(shù)的軟件類重要性度量方法，該方法包括以下步驟：
[0009] (1)將Java語言編寫的軟件源代碼在特征粒度抽象為特征依賴網(wǎng)FDN= (Nf，Df)。 其中，Nf為源代碼中特征節(jié)點的集合；Df={(fufj)}(AeNpfjeNf)是無向邊的集合，表 示特征間的依賴關(guān)系。特征包括了Java源代碼中的屬性和方法。特征間的依賴關(guān)系包括 了方法間的調(diào)用關(guān)系和方法對屬性的使用關(guān)系。
[0010] (2)基于步驟⑴完成的FDN構(gòu)建類依賴網(wǎng)⑶N= (N。，D。，P)。其中，N。為源代碼 中類節(jié)點的集合；Dc(CieD。，CjeDJ是一個無向邊的集合，表示類之間的依賴關(guān)系；P是一 個|N」X|凡| (|凡|返回N。中的節(jié)點數(shù)）的矩陣，代表類之間依賴關(guān)系的強度矩陣。類包含 了Java中的類、內(nèi)部類、抽象類和接口。類之間的依賴關(guān)系是根據(jù)類包含的特征間的依賴 關(guān)系得到的，即類包含的特征間具有依賴關(guān)系，則相應(yīng)的類之間也存在依賴關(guān)系。
[0011] (3)基于步驟⑵完成的⑶N計算節(jié)點i的加權(quán)h指數(shù)h⑴。
[0012] (4)基于步驟⑵完成的⑶N計算節(jié)點i的加權(quán)m指數(shù)m⑴。
[0013] (5)基于步驟（3)和步驟（4)計算節(jié)點i的加權(quán)g2指數(shù)
[0014] (6)基于步驟（3)、（4)和（5)計算CDN中所有節(jié)點的加權(quán)g2指數(shù)，作為節(jié)點相應(yīng) 類的重要性值。
[0015] 進(jìn)一步地，上述步驟（2)中⑶N的構(gòu)建具體包括以下子步驟：
[0016] (2. 1)提取Java語言編寫的源代碼中的所有類，構(gòu)建一個只有節(jié)點沒有邊的⑶N， 即⑶N= (Ν。，Φ，P)。Φ代表邊集為空，同時P是一個零矩陣。
[0017] (2.2)取步驟（l)Df中的一條邊eDf，根據(jù)源代碼得到fjPf,所定義的 類，若fi在類k中定義，f在類p中定義，若k辛p，則將（k,p)加入D。，同時步驟（2. 1)中 P相應(yīng)位置的P(k，p)自加1 ;若k與p相等，則不做任何處理。
[0018] (2. 3)重復(fù)步驟（2. 2)，直到遍歷完FDN中的所有邊。
[0019] 進(jìn)一步地，上述步驟（3)中節(jié)點i的加權(quán)h指數(shù)h(i)的計算具體包括以下子步 驟：
[0020] (3. 1)求步驟⑵所得⑶N中所有節(jié)點的節(jié)點權(quán)。節(jié)點j的節(jié)點權(quán)4定義為⑶N 中與該節(jié)點相連的所有邊的權(quán)重和，即：
[0021]
[0022] 其中，v.j是節(jié)點j的鄰居節(jié)點集合。
[0023](3. 2)求步驟⑵所得⑶N中節(jié)點i的鄰居節(jié)點集合Vl。
[0024] (3. 3)將\中的節(jié)點按其節(jié)點權(quán)降序排列（若存在節(jié)點權(quán)相等的情況，則相等的 幾個值隨機選擇一種可能的排序），得到排序后的數(shù)組list，list[1]位置存放的是節(jié)點權(quán) 最大的那個節(jié)點。
[0025] (3. 4)從list[1]開始，依次遍歷list列表中的每個節(jié)點list[q]，找到第一個滿 足節(jié)點權(quán)小于（n+1)的節(jié)點list[n+l]，則節(jié)點i的加權(quán)h指數(shù)h(i)為η。
[0026] 進(jìn)一步地，上述步驟（4)中節(jié)點i的加權(quán)m指數(shù)m(i)的計算具體包括以下子步 驟：
[0027] (4. 1)求步驟⑵所得⑶N中所有節(jié)點的節(jié)點權(quán)。節(jié)點j的節(jié)點權(quán)4定義為⑶N 中與該節(jié)點相連的所有邊的權(quán)重和，即：
[0028]
[0029]其中，v.j是節(jié)點j的鄰居節(jié)點集合。
[0030](4. 2)求步驟⑵所得⑶N中節(jié)點i的鄰居節(jié)點集合Vl。
[0031] (4. 3)將\中的節(jié)點按其節(jié)點權(quán)降序排列（若存在節(jié)點權(quán)相等的情況，則相等的 幾個值隨機選擇一種可能的排序），得到排序后的數(shù)組list，list[l]位置存放的是節(jié)點 權(quán)最大的那個節(jié)點，list[|Vl|]位置存放的是節(jié)點權(quán)最小的那個節(jié)點（|Vl|為'中節(jié)點個 數(shù)）。
[0032] (4. 4)根據(jù)=L〇,5(1+W)」計算節(jié)點i的加權(quán)m指數(shù)m(i)。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果：
[0034] (1)本發(fā)明中加權(quán)q2指數(shù)的構(gòu)建都考慮了軟件作為一個整體的影響，因為構(gòu)建q2 指數(shù)所使用的加權(quán)h指數(shù)和加權(quán)m指數(shù)都考慮了網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點的節(jié)點權(quán)，是一種整體視 角，在一定程度上克服了現(xiàn)有方法只關(guān)注局部特征忽略整體特征的問題。
[0035] (2)本發(fā)明提出用加權(quán)q2指數(shù)度量軟件中類的重要性，在一定程度上克服了現(xiàn)有 方法只關(guān)注軟件元素復(fù)雜性的度量，忽略軟件元素重要性度量的問題，可以為理解軟件、提 高代碼維護效率提供支持。
【附圖說明】
[0036] 圖1本發(fā)明的Java語言編寫的源代碼片段；
[0037] 圖2本發(fā)明的實施例構(gòu)建的FDN;
[0038] 圖3本發(fā)明的實施例構(gòu)建的無邊⑶N;
[0039] 圖4本發(fā)明的實施例構(gòu)建的無邊⑶N相應(yīng)的P;
[0040] 圖5本發(fā)明的實施例構(gòu)建的無邊⑶N加入一條邊后的⑶N;
[0041] 圖6本發(fā)明的實施例構(gòu)建的無邊⑶N加入一條邊后的⑶N相應(yīng)的P;
[0042] 圖7本發(fā)明的實施例構(gòu)建的最終⑶N;
[0043] 圖8本發(fā)明的實施例構(gòu)建的最終⑶N相應(yīng)的P。
【具體實施方式】
[0044] 下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明：
[0045] 本發(fā)明提出的一種基于加權(quán)q2指數(shù)的軟件類重要性度量方法，具體步驟如下：
[0046](1)將Java語言編寫的軟件源代碼在特征粒度抽象為特征依賴網(wǎng)FDN=(Nf，Df)。 圖1所示的是一個Java源代碼片段。按照圖1所給的Java源代碼片段，可以構(gòu)建相應(yīng)的 FDN(如圖2所示），節(jié)點邊的文字為節(jié)點相應(yīng)特征的名字（名字由包名，類名，特征名以" 相連構(gòu)成）。其中，隊={卩1.(31&88)(.&〇，卩1.。1&88}(.￥，卩1.。1&88}(.。〇，卩1.。1&88}(.13〇，口2· classY. d()，p2. classZ. e()，p2. classZ. f()}為特征節(jié)點的集合辦={(卩1.。1&88)(· b(),pi.classX.a()), (pi.classX.a(),pi.classX.b()), (pi.classX.a(),pi.classX.v), (pi.classX.v,pi.classX.a()), (pi.classX.v,pi.classX.c()), (pi.classX.c(),pi. classX.v), (pi.classX.a(),p2.classY.d()), (p2.classY.d(),pi.classX.a()), (p2. classY.d(),p2.classZ.e()), (p2.classZ.e(),p2.classY.d()), (pi.classX.a(),p2. classZ.f()), (p2.classZ.f(),pi.classX.a()) ? (pi.classX.c(),p2.classZ.f()), (p2. classZ.f()，pi.classX.c())}是無向邊的集合，表示特征間的依賴關(guān)系。
[0047] (2)基于步驟⑴完成的FDN構(gòu)建類依賴網(wǎng)CDN=(N。，D。，P)。CDN的構(gòu)建具體包 括以下子步驟：
[0048] (2. 1)提取Java語言編寫的源代碼中的所有類，構(gòu)建一個只有節(jié)點沒有邊的⑶N， 即⑶N=(N。，Φ，P)。Φ代表邊集為空，同時P是一個零矩陣。按照圖l所給的Java源 代碼片段，可以構(gòu)建相應(yīng)的⑶Ν= (Ν。，Φ，Ρ)(如圖3所示），其中，{pl.claSSX，p2.ClassY，p2.classZ}為源代碼中類節(jié)點的集合，節(jié)點邊的文字為節(jié)點相應(yīng)類的名字（名字 由包名和類名以"相連構(gòu)成）。P是一個零矩陣，如圖4所示。
[0049] (2.2)取步驟（l)Df中的一條邊（"以eDf，根據(jù)源代碼得到fjPf,所定義的 類，若fi在類k中定義，f在類p中定義，若k辛p，則將（k,p)加入D。，同時步驟（2. 1)中 P相應(yīng)位置的P(k，p)自加1 ;若k與p相等，則不做任何處理。如圖2所示，若取邊（pi. classX.a()，ρ2·classZ.f())，因pi.classX.a()在pi.classX類中定義，ρ2·classZ.f() 在類p2.classZ中