基于刻面描述的構(gòu)件檢索

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1、1000-9825/2002/13(08)1546-06?2002JournalofSoftware軟件學(xué)報(bào)Vol.13,No.8基于刻面描述的構(gòu)件檢索?11121王淵峰,張涌,任洪敏,朱三元,錢樂(lè)秋1(復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系軟件工程實(shí)驗(yàn)室,上海200433);2(上海計(jì)算機(jī)軟件中心,上海200233)E-mail:yfwang@fudan.edu.cn;www_yf@sina.comhttp://www.fudan.edu.cn摘要:隨著軟件復(fù)用實(shí)踐的深入和軟件構(gòu)件庫(kù)規(guī)模的擴(kuò)大,對(duì)軟件構(gòu)件的表示與檢索的研究正受

2、到越來(lái)越多的重視.針對(duì)基于刻面描述的軟件構(gòu)件,結(jié)合模式分析中的樹(shù)匹配思想,根據(jù)構(gòu)件刻面描述的特點(diǎn),提出了一種基于樹(shù)包含(treeinclusion)的構(gòu)件檢索方法,并進(jìn)行了理論上的分析與實(shí)驗(yàn)上的檢驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了它的可行性與有效性.關(guān)鍵詞:構(gòu)件庫(kù);構(gòu)件檢索;刻面;樹(shù)匹配;軟件復(fù)用中圖法分類號(hào):TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A可復(fù)用構(gòu)件的描述和檢索是軟件復(fù)用和構(gòu)件庫(kù)研究的一個(gè)重點(diǎn),它伴隨著復(fù)用實(shí)踐的深入和新技術(shù)的出現(xiàn)而不斷取得進(jìn)展.針對(duì)不同的構(gòu)件描述形式,研究人員已提出了許多相應(yīng)的檢索方法.例如,AndyPodgurski等

3、[1]人針對(duì)構(gòu)件的行為表示提出的基于構(gòu)件行為采樣的檢索;AmyMoormann等人針對(duì)構(gòu)件的形式化規(guī)格說(shuō)明提[2]出的基調(diào)(signature)匹配(接口規(guī)約)和規(guī)約匹配(功能規(guī)約).針對(duì)傳統(tǒng)的構(gòu)件文獻(xiàn)編目描述,許多研究學(xué)者還[3][4][5]提出了將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)、關(guān)聯(lián)傳動(dòng)等方法應(yīng)用于構(gòu)件的檢索.目前,構(gòu)件的刻面描述是一種正逐步得到重視與應(yīng)用的描述方法.例如,REBOOT,NATO提出的構(gòu)件分類方法都是基于刻面的.青鳥構(gòu)件庫(kù)中的構(gòu)件[6]也是采用以刻面分類為主、多種分類模式相結(jié)合的方法對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類描述.但是,

4、目前對(duì)于刻面描述的構(gòu)件的檢索主要采用的還是以傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)檢索技術(shù)為主,并結(jié)合利用同義詞詞典和刻面術(shù)語(yǔ)間的層次結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)[6,7]現(xiàn)構(gòu)件的松弛匹配.另外,伴隨著構(gòu)件庫(kù)面向網(wǎng)絡(luò)的實(shí)踐,以XML作為構(gòu)件描述的標(biāo)記語(yǔ)言已經(jīng)在Forbes[8]Gibb等人的項(xiàng)目中得到了一定的實(shí)現(xiàn).但是對(duì)于XML的構(gòu)件刻面描述文檔,用目前的XML檢索語(yǔ)言來(lái)完成構(gòu)件檢索的任務(wù),還存在值得改進(jìn)之處.首先,構(gòu)件庫(kù)的檢索與一般的數(shù)據(jù)庫(kù)或文獻(xiàn)庫(kù)中的檢索不同,構(gòu)件的檢索需要一定的模糊匹配能力,在保證一定的查準(zhǔn)率的情況下提高查全率.另外,構(gòu)件庫(kù)的檢索需要兼顧對(duì)

5、查詢的構(gòu)件的不完全描述,對(duì)查詢的匹配應(yīng)有一定的張弛能力,不僅要求能給用戶返回匹配的結(jié)果還要求能返回相應(yīng)的匹配程度,為用戶復(fù)用構(gòu)件提供有意義的參考信息.另外,各構(gòu)件庫(kù)的刻面分類方案可能完全不一樣,為了查到合適的構(gòu)件,用戶可能需要跨越多個(gè)構(gòu)件庫(kù),如何實(shí)現(xiàn)跨構(gòu)件庫(kù)的構(gòu)件檢索,對(duì)用戶有效地屏蔽異質(zhì)構(gòu)件的刻面描述間的差別,這也是一個(gè)亟待解決的有意義的研究課題.構(gòu)件的刻面描述可以展開(kāi)為一棵刻面描述樹(shù),于是構(gòu)件描述與構(gòu)件查詢間的匹配可以轉(zhuǎn)化為這種樹(shù)形的結(jié)構(gòu)化描述之間的匹配.我們首先借鑒了有關(guān)樹(shù)匹配方面的研究成果,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合構(gòu)

6、件匹配的具體特征給出了匹配的條件約束以及匹配代價(jià)的定義.由于求解樹(shù)的匹配代價(jià)的算法在計(jì)算復(fù)雜性上還是一個(gè)NP難?收稿日期:2001-07-10;修改日期:2002-02-25基金項(xiàng)目:上海市教委重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)資助項(xiàng)目(B990105)作者簡(jiǎn)介:王淵峰(1974－),男,上海人,博士,主要研究領(lǐng)域?yàn)檐浖?fù)用,構(gòu)件庫(kù)系統(tǒng);張涌(1973－),男,河北南皮人,博士,主要研究領(lǐng)域?yàn)檐浖?fù)用,軟件測(cè)試自動(dòng)化;任洪敏(1969－),男,重慶人,博士生,主要研究領(lǐng)域?yàn)檐浖?fù)用;朱三元(1936－),男,江蘇蘇州人,研究員,博士生導(dǎo)師

7、,主要研究領(lǐng)域?yàn)檐浖こ?錢樂(lè)秋(1942－),男,江蘇吳江人,教授,博士生導(dǎo)師,主要研究領(lǐng)域?yàn)檐浖こ?CASE工具與環(huán)境,軟件復(fù)用.王淵峰等:基于刻面描述的構(gòu)件檢索1547題,在本文中我們首先提出了一般的枚舉算法,并對(duì)它利用查詢樹(shù)的層次性進(jìn)行了改進(jìn),提出了改進(jìn)后的枚舉算法.最后在理論和實(shí)驗(yàn)上對(duì)它們的檢索性能進(jìn)行了分析,從一定程度上證明了應(yīng)用樹(shù)匹配的思想對(duì)刻面描述的構(gòu)件進(jìn)行檢索這一方法的可行性和有效性.1基本概念1.1刻面描述及其查詢的樹(shù)建模一個(gè)基于刻面描述的構(gòu)件庫(kù)中與檢索直接相關(guān)的有以下3個(gè)主要內(nèi)容:(1)刻面分

8、類方案;(2)各個(gè)構(gòu)件的刻面描述集合;(3)刻面描述術(shù)語(yǔ)之間的關(guān)系,即術(shù)語(yǔ)辭典.對(duì)一個(gè)刻面描述方案,我們將其中的刻面、子刻面分別映射為樹(shù)中對(duì)應(yīng)的父節(jié)點(diǎn)、子節(jié)點(diǎn),對(duì)采用某個(gè)刻面描述方案描述的構(gòu)件,可以將其相應(yīng)的刻面描述術(shù)語(yǔ)映射為對(duì)應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn).例如:Prieto-Diaz最早提出來(lái)的刻面描述方案為兩個(gè)主刻面:“功能”和“環(huán)境”,且每個(gè)主刻面分別有