面向?qū)ο筌浖攘糠椒白詣?dòng)化度量工具研究

魏　崢

摘要：度量技術(shù)是保證軟件質(zhì)量的重要手段，它定量地反映了軟件某一方面的特征。隨著面向?qū)ο蠹夹g(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化度量不再適合面向?qū)ο蟮能浖嫦驅(qū)ο蠖攘渴菍?duì)象技術(shù)不可分割的一部分，基于對(duì)象技術(shù)的軟件度量成為必然的需求，從而面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)度量的研究與實(shí)現(xiàn)是文章研究的內(nèi)容。文章在現(xiàn)有度量公式的基礎(chǔ)上，利用正則表達(dá)式，可以簡(jiǎn)單度量出Java源代碼的復(fù)雜度屬性。

關(guān)鍵詞：軟件度量；面向?qū)ο螅欢攘抗ぞ?/p>

中圖分類號(hào)：TP311.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006－8937(2009)16－0116－02

1軟件度量的背景和意義

軟件度量(software measurement)是對(duì)軟件開發(fā)項(xiàng)目、過(guò)程及其產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)定義、收集以及分析的持續(xù)性定量化過(guò)程，目的在于對(duì)此加以理解、預(yù)測(cè)、評(píng)估、控制和改善。沒有軟件度量，就不能從軟件開發(fā)的暗箱中跳將出來(lái)。通過(guò)軟件度量可以改進(jìn)軟件開發(fā)過(guò)程，促進(jìn)項(xiàng)目成功，提高軟件質(zhì)量。

隨著面向?qū)ο箝_發(fā)方法和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)語(yǔ)言的廣泛使用，用戶采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)的軟件系統(tǒng)和產(chǎn)品日益增多，有關(guān)面向?qū)ο筌浖攘康难芯恳彩艿杰浖绲闹匾?，面向?qū)ο蠹夹g(shù)采用數(shù)據(jù)抽象、封裝、繼承、多態(tài)性、信息隱藏、重用機(jī)制等。為提高軟件的可重用性，增強(qiáng)可維護(hù)性、可靠性，提高生產(chǎn)效率等方面提供了可能。

2面對(duì)對(duì)象軟件度量

2.1度量的定義

度量(Metrics)的定義是：“度量是一個(gè)函數(shù)，它的輸入是軟件數(shù)據(jù)，輸出是單一的數(shù)值，能用以解釋軟件所具有的一個(gè)給定屬性對(duì)軟件質(zhì)量影響的程度?！避浖|(zhì)量度量是對(duì)影響軟件質(zhì)量的屬性所進(jìn)行的定量測(cè)量。

人們已經(jīng)提出的軟件度量包括軟件復(fù)雜性度量、模塊性度量、可修改性度量、可移植性度量、可擴(kuò)充性度量、可靠性度量、可維護(hù)性度量等等。盡管在IEEE的定義中，“軟件數(shù)據(jù)”沒明確提出，但如果評(píng)測(cè)一個(gè)軟件產(chǎn)品，則這個(gè)被評(píng)測(cè)的產(chǎn)品就是輸入的軟件數(shù)據(jù)，這些軟件數(shù)據(jù)均可以形式地予以定義。

2.2面向?qū)ο筌浖攘磕Ｐ?/p>

傳統(tǒng)的非面向?qū)ο蟮能浖攘枯^多的關(guān)心軟件復(fù)雜度的度量。通過(guò)軟件復(fù)雜性折射軟件的質(zhì)量。面向?qū)ο蟮姆椒▽W(xué)的出現(xiàn)帶來(lái)了軟件開發(fā)的革命，也帶來(lái)了面向?qū)ο筌浖攘康母锩ａ槍?duì)面向?qū)ο蟮能浖芷诤唾|(zhì)量保證，F(xiàn).B.Abem非形式的提出了七條標(biāo)準(zhǔn)：①度量應(yīng)該形式化定義；②度量應(yīng)該與系統(tǒng)大小無(wú)關(guān)；③度量應(yīng)該選擇合適的刻度類型；④度量應(yīng)該在生命周期的早期就可用；⑤度量應(yīng)該具有可擴(kuò)展性；⑥度量應(yīng)該易于計(jì)算；⑦度量應(yīng)該獨(dú)立于語(yǔ)言。

Abreu的七條標(biāo)準(zhǔn)對(duì)開發(fā)針對(duì)面向?qū)ο蟮亩攘烤哂幸欢ǖ囊饬x。近幾年來(lái)涌現(xiàn)了大量面向?qū)ο蟮能浖攘磕Ｐ?，比較有影響的如：C＆K度量集，MOOD度量集，MOOD2度量集等。

3Java軟件的度量工具的設(shè)計(jì)思想與開發(fā)

3.1Java軟件度量工具(Metric Tool)的設(shè)計(jì)

所謂Java軟件的質(zhì)量度量，就是對(duì)Java程序源代碼進(jìn)行分析度量。Java軟件的度量工具設(shè)計(jì)的總體思路將遵從面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的基本原則，如圖1。

文章設(shè)計(jì)的軟件度量工具是一個(gè)基于C&K和MOOD理論的度量工具，該工具可以運(yùn)行在Windows XP上，其主要功能就是通過(guò)對(duì)用戶Java源程序的掃描，計(jì)算出C&K度量指標(biāo)：方法數(shù)、繼承類的總數(shù)，接口總數(shù)，繼承樹深度(DIT)、孩子數(shù)目(NOC)、每個(gè)類的加權(quán)方法(WMC)；MOOD度量指標(biāo)：方法繼承因子(MIF)、多態(tài)因子(PF)。通過(guò)所該工具得到的度量數(shù)據(jù)，可以幫助開發(fā)人員及時(shí)地了解程序的復(fù)雜性，估計(jì)出程序的穩(wěn)定性及可維護(hù)性，指導(dǎo)測(cè)試人員進(jìn)行有效的測(cè)試。

3.2實(shí)現(xiàn)功能模塊的簡(jiǎn)述

查看度量結(jié)果有兩個(gè)入口，首先是本地工程度量，其次是歷史工程查看。

3.2.1本地工程度量(XML信息庫(kù)的創(chuàng)建)

由于我們?cè)O(shè)計(jì)的度量工具以xml作為信息庫(kù)，因此度量某工程首先必須把需要度量的信息存入xml信息庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)的步驟如下：

①選擇工程目錄，遍歷整個(gè)工程目錄，提取出.java的文件名。②得到的.java的輸出流(BufferedReader)，將其傳人語(yǔ)法分析器中，返回List集合類，該集合存放著XClass對(duì)象。由從該XClass對(duì)象中可以提取出這個(gè)類的繼承類、實(shí)現(xiàn)的接口、方法個(gè)數(shù)、方法名稱、變量個(gè)數(shù)及名稱、子類的個(gè)數(shù)、繼承數(shù)的深度等信息。③將得到的XClass傳入XML創(chuàng)建類(XmlFileCreate)中，該類通過(guò)傳入的信息返回要一定格式的Document，通過(guò)idom來(lái)構(gòu)建xml信息庫(kù)。JDOM是一個(gè)開源項(xiàng)目，它基于樹型結(jié)構(gòu)，利用純JAVA的技術(shù)對(duì)XML文檔實(shí)現(xiàn)解析、生成、序列化以及多種操作。JDOM直接為JAVA編程服務(wù)。它利用更為強(qiáng)有力的JAVA語(yǔ)言的諸多特性(方法重載、集合概念以及映射)，把SAX和DOM的功能有效地結(jié)合起來(lái)。在使用設(shè)計(jì)上盡可能地隱藏原來(lái)使用XML過(guò)程中的復(fù)雜性。④將得到的Document寫入創(chuàng)建的XML文件中，存放在工程目錄xmlfile文件夾下面，該文件默認(rèn)以工程名稱+時(shí)間作為文件名，來(lái)避免出現(xiàn)相同的文件名，名字規(guī)范如下：softmeasure－2008-05-31 18:36:50.xml。⑤歷史文件的管理。包括歷史文件的修改名稱、刪除、查看度量結(jié)果。

3.2.2度量計(jì)算器的實(shí)現(xiàn)

度量計(jì)算器讀取xml信息庫(kù)的結(jié)果，根據(jù)度量模型對(duì)相關(guān)度量指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。度量計(jì)算器只和知識(shí)庫(kù)交換，不受外界環(huán)境的影響，這是知識(shí)庫(kù)的隔離變化和分析器的適應(yīng)變化發(fā)揮功效的體現(xiàn)。度量計(jì)算器套用C&K和MOOD度量集給出了一些計(jì)算公式，來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件工程的度量。

3.2.3度量結(jié)果的展示

①窗口視圖展現(xiàn)。度量結(jié)果的展示由三個(gè)窗口視圖JInteranlFrame和中間JTabbedPane組成。三個(gè)窗口視圖分別是項(xiàng)目視圖、類視圖、信息視圖。類視圖：以樹的形式展現(xiàn)了類的信息，包括繼承類、實(shí)現(xiàn)接口、方法體及名稱；信息視圖：以JTable顯示有C&K、MOOD套件度量出的信息、以及其他類的信息；項(xiàng)目視圖：以樹的形式展現(xiàn)了工程目錄所有java文件。樹的結(jié)構(gòu)按工程目錄一>包名稱一>類名稱，該樹添加了一個(gè)鼠標(biāo)事件監(jiān)聽器。②中間區(qū)域信息的展現(xiàn)。中間信息區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)JTabbedPane面板，有4中的tab頁(yè)的類型，報(bào)表的實(shí)現(xiàn)一JFmeChart包來(lái)實(shí)現(xiàn)，JFreeChart目前是最好的java圖形解決方案，基本能夠解決目前的圖形方面的需求，本系統(tǒng)中用到了餅圖和柱狀圖的實(shí)現(xiàn)。③XML信息庫(kù)的讀取和存放。對(duì)XML信息庫(kù)的讀取同樣是用jdom包實(shí)現(xiàn)，讀取到的信息則將其存在Map集合類中，以key值作為包名，值是一個(gè)以類名為key值，TreeNode類為value值的HashMap。④面板工廠管理。由于系統(tǒng)面板比較多，所以采用工廠模式對(duì)面板進(jìn)行管理，使得代碼更加清晰易懂。⑤程序截圖，如圖2所示。

3.3Java軟件度量工具開發(fā)平臺(tái)與工具的介紹

Eclipse平臺(tái)：Eclipse是一個(gè)開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺(tái)。Eclipse是一個(gè)開發(fā)源碼項(xiàng)目，可擴(kuò)展性很好，而且任何人都可以免費(fèi)得到，并可以在此基礎(chǔ)上開發(fā)各自的插件，開源插件和商業(yè)插件都可以用來(lái)擴(kuò)充Eclipse。因此越來(lái)越受人們關(guān)注。

4結(jié)語(yǔ)

面向?qū)ο筌浖攘考捌渥詣?dòng)化的研究具有廣闊的應(yīng)用前景。面向?qū)ο筌浖亩攘磕壳爸皇翘幱谔接戨A段，尚沒有從面向?qū)ο筌浖奶攸c(diǎn)挖掘出具有理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值的度量方法和準(zhǔn)則。以上的度量方法只是對(duì)面向?qū)ο蠹夹g(shù)中某一方面特有的內(nèi)部屬性進(jìn)行了評(píng)估，還不能將它們與整個(gè)系統(tǒng)的件復(fù)雜性對(duì)應(yīng)起來(lái)。即使不精確，也有一定的參考價(jià)值，因此，我們所設(shè)計(jì)出的度量工具也正基于這些度量集來(lái)實(shí)現(xiàn)。