[发明专利]一种基于黄金分割搜索及软件执行轨迹的条件切片方法

说明书

本发明公开了一种基于黄金分割搜索及软件执行轨迹的条件切片方法，根据给定的一阶谓词逻辑集，在符合条件的区间内，根据黄金分割搜索法选取变量值作为程序动态运行的输入，通过程序多次运行的执行轨迹集合计算得到相应的语句覆盖集，以此为基础，结合程序的静态切片，计算得到程序的条件切片。由于该方法不需要程序的全局分析，提高了效率，且空间复杂度较低，此外程序的执行轨迹获取方便，不受程序类型的影响，使得该方法可应用于过程间、面向对象、并发程序。

技术领域

本发明属于软件维护中程序切片领域，涉及一种基于黄金分割搜索及软件执行轨迹的条件切片方法。

背景技术

程序切片是将源程序中用户所感兴趣的变量或语句直接或间接相关的代码抽取所得的新代码的集合，由于将程序的规模大幅度缩减，便于程序理解，应用价值较高。该技术自Weiser在1979年提出至今，已经在软件分析、理解、调试、测试、度量、软件质量保证、逆向工程等许多方面有着广泛的应用。因此出现了一系列程序切片的种类，条件切片便是基于静态切片和动态切片之间的一种较为实用的程序切片。

目前主要的条件切片方法有：

1998年G.Canfora，A.Cimitile和D.Lucia提出的符号执行方法。该方法根据输入条件的限制，通过符号执行的计算将程序进行简化。该方法能够较为精确的处理过程内的条件切片，但无法处理过程间、面向对象以及并发类程序。

2002年M.Daoudi和L.Ouarbya等人提出的将FermaT transformation system和符号执行相结合的方法。该方法进一步提高了程序简化技术，但依然无法处理过程间、面向对象以及并发类程序。

2008年Wang Xiao-hua和GuYi-dong等人提出的依赖图重构法。这一方法可以提高条件切片的所得切片的有效代码段，但依旧无法处理过程间、面向对象以及并发类程序。

程序插桩是获取程序动态运行信息的一种常用技术，最早是由J.C.Huang教授提出的，它是在保证被测程序原有逻辑完整性的基础上在程序中插入一些探针(又称为“探测仪”，本质上就是进行信息采集的代码段，可以是赋值语句或采集覆盖信息的函数调用)，通过探针的执行并抛出程序运行的特征数据，通过对这些数据的分析，可以获得程序的控制流和数据流信息，进而得到逻辑覆盖等动态信息，从而实现测试目的的方法。

条件切片的含义为，对于包含变量输入的程序，限定变量输入的一阶谓词集，使得变量的值有一定的限制，在限制范围内进行程序的运行。以限定的程序范围为基础，在此之上实施静态切片的计算，将程序运行范围内的切片提取出来，便得到最终的条件切片。通过插装来获取程序动态运行的轨迹信息，并辅助切片算法的实施，是动态程序切片的常见做法。这里我们通过黄金分割搜索方法对变量值进行选取，作为程序的输入，通过多次运行，获得最终的语句覆盖集，结合静态切片，应用于条件切片的计算。

发明内容

技术问题：本发明提供一种能够利用黄金分割搜索法对变量值进行选取，并通过软件多次运行的执行轨迹信息计算程序的语句覆盖集，具有较高精确性且应用范围较广的基于黄金分割搜索及软件执行轨迹的条件切片方法。

技术方案：本发明的基于黄金分割搜索及软件执行轨迹的条件切片方法，包括如下步骤：

步骤1)对源代码进行插装，得到运行时能够产生执行轨迹的带探针的程序；

步骤2)通过黄金分割搜索法选取符合一阶谓词逻辑集的变量值，具体方法为：在满足一阶逻辑限定的取值范围内，选取待分割的区间，通过黄金分割搜索法取点的方式得到变量的值，作为程序运行的输入；

步骤3)获取执行轨迹，配置执行所述步骤1)得到的带探针的程序，运行的过程中产生实时运行轨迹，运行完成后得到此次程序运行的执行轨迹；