一种Ｃ语言核心语句转换到一阶公式的方法技术

一种Ｃ语言核心语句转换到一阶公式的方法：（１）使用现有的编译技术统计输入的Ｃ语言程序中使用的不同变量，将用于有序状态变元集合的生成；（２）逐条输入语句，判断语句的类型，并根据判断结果调用相应的转换模块，包括赋值语句转换模块，条件语句转换模块，ｗｈｉｌｅ语句转换模块，过程调用语句转换模块，各模块根据相应语句的语义解释进行转换，并返回生成的新公式ＮｅｗＦｏｒｍｕｌａ；（３）处理完该条语句后，使用顺序语句规则，把得到的新公式ＮｅｗＦｏｒｍｕｌａ同当前公式ＣｕｒＦｏｒｍｕｌａ合并，结果存储在ＣｕｒＦｏｒｍｕｌａ中，然后转到步骤２。本发明专利技术根据程序语义的一种解释方法，把Ｃ语言核心语句转换成一阶公式，为基于Ｒ演算的软件测试机械化提供了前期的技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于R演算的软件测试机械化的前期技术中，一种把C语言核心语句 转换到一阶公式的方法。
技术介绍
软件测试是软件开发不可缺少的重要环节，只有经过严格测试的软件才能被使 用。学术界和产业界研制了大量测试工具，包括对规格说明的测试、对代码的黑盒、白盒测 试等等。但到目前为止，测试样例的设计和对软件错误的定位和修改，仍需大量人力投入， 测试质量仍与测试人员的经验紧密相关，软件测试仍被视为一门“工艺”技术。为了提高软 件测试的效率，尤其是提高软件错误定位的准确性和效率，在国内外开展了大量的研究工 作。主要有程序语义理论、软件需求工程技术、基于模型检查的软件测试技术和工具、程序 切片技术以及R演算系统理论。R演算系统由李未院士于1994年在LNCS发表的论文中首次提出。其提出在软件 需求说明层次，即在一阶语言中，建立错误定位和需求说明修正的形式演算系统。之后，围 绕软件测试过程的形式化、测试样例的设计、软件错误的定位和修正的机械化等问题，展开 了深入的研究。对R演算系统进行了实质性改进，取得了原创性理论成果。理论上证明了 软件测试机械化的可能。R演算系统是一个关于一阶语言的形式演算系统，它所处理的都是一阶语言中由 逻辑连接词符号和量词符号组成的公式。所以要构建基于R演算的软件测试机械化系统， 首先必须将我们所针对的目标形式语言的语句转换为R演算所能处理的一阶语言的公式。 事情需要从最基本的做起，所以研究一种C语言核心语句转换到一阶公式的方法，对于软 件测试的机械化，有着重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题填补了现有技术的空白，提供一种C语言核心语句转 换到一阶公式的方法。基于c程序核心语句的一种语义解释，把程序语言转换成R演算可 以处理的一阶公式，为软件测试的机械化提供必要的技术支持。本专利技术采用的技术方案一种C语言核心语句转换到一阶公式的方法，其特征在 于步骤如下(1)输入C语言程序，该程序仅由C语言核心语句构成，即只涉及赋值语句、条件语 句、while语句和过程调用语句，各语句之间的连接使用顺序语句，同时判断条件只是单个 条件，并且只跟零作比较。此外程序中的变元和常元都是定义在自然数集合上，并且涉及的 运算只包括加、减和乘。使用现有的编译技术统计程序中使用的不同变元的个数k，给这些 变元按字典排序法排序，记为v= {、，…，vk}，所述v= {、，…，vk}为按字典排序法排序 的程序中所使用的不同变元的有序集合；(2)全局变量count用来标记当前已经使用过的有序状态变元集合的个数，初始 值为0 ；全局变量While_Coimt用来标记当前已经处理过的while语句个数，初始值为0 ；变量CurFormula用来存储当前的一阶公式，初始值为空；变量NewFormula用来存储返回的新 公式，初始值为空；(3)输入程序的第一条语句；(4)判断当前输入的语句的类型，根据判断结果调用相应的转换模块，包括赋值语 句转换模块，条件语句转换模块，while语句转换模块，过程调用语句转换模块，各模块根据 相应语句的语义解释进行转换，并返回生成的新公式NewFormula ；(5)处理完当前输入的语句后，使用顺序语句规则，把当前返回的新公式 NewFormula与当前的一阶公式CurFormula合并，结果存储在CurFormula中。判断程 序是否结束，若没有，则输入程序的下一条语句，然后转到步骤(4)，否则，返回当前的 CurFormula。1、根据本专利技术的又一个方面，其中步骤(2)中的全局变量count将作为生成有序 状态变元集合的函数GenSymbolO的参数，以确保生成的有序状态变元集合跟之前产生的 有序状态变元集合都不同，以保证生成的公式中使用的变元不会混淆；所述有序状态变元 集合的不同指相应位置上的元素均不同。2、根据本专利技术的又一个方面，其中所述的步骤(2)中的全局变量while_COimt将 作为生成有序变量集合的函数GenVarO的参数，以确保生成的有序变量集合跟之前产生 的有序变量集合都不同，以保证对于不同的while语句，其对应的矩阵数m，循环次数1，中 间存储状态标记j均不同。3、根据本专利技术的又一个方面，其中所述的步骤(4)进一步包括A.转换赋值语句的模块ASSign(a ‘，x)Al. X作为赋值语句对应的一阶公式的初始有序状态变元集合；A2.对count的值加1，用来生成新的有序状态变元集合；A3.调用函数GenSymbol (count)，产生赋值语句对应的一阶公式的终止有序状态 变元集合，&—};A4.根据赋值语句的语义，如果赋值语句是Vi = e，那么对应于赋值语句的公式如 下，其中= v(COtt'，即此时的状态变元集合相应位置上的变元另外，表达式e在一阶语言中的表示(e)T归纳定义如下，其中S是后继函数，Sm0表示0的 m次后继. B.转换条件语句的模块C0nditi0n(a ‘，x)Bl. t作为条件语句对应的一阶公式的初始有序状态变元集合；B2.在条件语句形式为if(0 < Vi)then a else a 2的前提下，我们递归地得到指令、和％对应的一阶公式和，其中τ ‘是、和α 2中使用有序状态变元集合个数多的那一个对应的终止状态变元集合。则对应于此条件语句的公式为((O < (V1Ot) > Tai (r，r')) Λ Γ(0 < (Vi)r) -> Ta2 (Τ, τ 丨)).C.转换 while 语句的模块 While(a ‘，τ)Cl.在while语句为while 0< Vi do a i时，其对应的一阶公式由下述四步得到， 首先使用函数GenVar (while_count)生成表征此条while语句的变量矩阵数mwhile。_t，循 环次数1 while_count， 中间存储状态标记 Jwhile_count >C2.循环体循环过程的表示F^ ip^whne^count 5 ^while_count) — ^Jwhile__count ^Jwhile__count < ^whiIe_couni “>(G(r氣娜 ο, jwMe_coum,τJλ0,SjwMle_comt，rJ λ0 < (ν,.\)λTai(zu，rj)其中(ν) τ表示集合ν在有序状态变元集合τ下的有序排列，S卩(V1) τ··· (Vk)1 ； 为循环体Q1在初始和终止状态变元集合分别为％和、时递归得到的的一阶公式；公式 G(m，i，τ) =C(m，i，S0，(V1) τ) Λ…Λ C(m，i，Sk0，(vk) τ)为 k 个公式的合取； 而 C(m，i，j，z) = B(m，i · SkO+j+SO, z)；其中 B(x，y, z)是函数 ζ = β (χ, y)在一阶语言 中的表示，而函数ζ = β (X，y)使得对任意一个自然数中的序列彻， ，…，^v1，存在一个 自然数a使得β (a, i) = a,；C3.循环体初始状态的表示τ作为while语句对应的一阶公式的初始有序状态 变元集合，则有尽脑—=Q,τ)，公式意义同上；C4.循环体终止状态的表示对count的值加1，调用函数GenSy本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｃ语言核心语句转换到一阶公式的方法，其特征在于步骤如下：（１）输入Ｃ语言程序，该程序仅由Ｃ语言核心语句构成，即只涉及赋值语句、条件语句、ｗｈｉｌｅ语句和过程调用语句，各语句之间的连接使用顺序语句，同时判断条件只是单个条件，并且只跟零作比较；此外程序中的变元和常元都是定义在自然数集合上，并且涉及的运算只包括加、减和乘；使用现有的编译技术统计程序中使用的不同变元的个数ｋ，给这些变元按字典排序法排序，记为ｖ＝｛ｖ↓［１］，…，ｖ↓［ｋ］｝，所述ｖ＝｛ｖ↓［１］，…，ｖ↓［ｋ］｝为按字典排序法排序的程序中所使用的不同变元的有序集合；（２）全局变量ｃｏｕｎｔ用来标记当前已经使用过的有序状态变元集合的个数，初始值为０；全局变量ｗｈｉｌｅ＿ｃｏｕｎｔ用来标记当前已经处理过的ｗｈｉｌｅ语句个数，初始值为０；变量ＣｕｒＦｏｒｍｕｌａ用来存储当前的一阶公式，初始值为空；变量ＮｅｗＦｏｒｍｕｌａ用来存储返回的新公式，初始值为空；（３）输入程序的第一条语句；（４）判断当前输入的语句的类型，根据判断结果调用相应的转换模块，包括赋值语句转换模块，条件语句转换模块，ｗｈｉｌｅ语句转换模块，过程调用语句转换模块，各模块根据相应语句的语义解释进行转换，并返回生成的新公式ＮｅｗＦｏｒｍｕｌａ；（５）处理完当前输入的语句后，使用顺序语句规则，把当前返回的新公式ＮｅｗＦｏｒｍｕｌａ与当前的一阶公式ＣｕｒＦｏｒｍｕｌａ合并，结果存储在ＣｕｒＦｏｒｍｕｌａ中。判断程序是否结束，若没有，则输入程序的下一条语句，然后转到步骤（４），否则，返回当前的ＣｕｒＦｏｒｍｕｌａ。...

【技术特征摘要】
一种C语言核心语句转换到一阶公式的方法，其特征在于步骤如下(1)输入C语言程序，该程序仅由C语言核心语句构成，即只涉及赋值语句、条件语句、while语句和过程调用语句，各语句之间的连接使用顺序语句，同时判断条件只是单个条件，并且只跟零作比较；此外程序中的变元和常元都是定义在自然数集合上，并且涉及的运算只包括加、减和乘；使用现有的编译技术统计程序中使用的不同变元的个数k，给这些变元按字典排序法排序，记为v＝{v1，…，vk}，所述v＝{v1，…，vk}为按字典排序法排序的程序中所使用的不同变元的有序集合；(2)全局变量count用来标记当前已经使用过的有序状态变元集合的个数，初始值为0；全局变量while_count用来标记当前已经处理过的while语句个数，初始值为0；变量CurFormula用来存储当前的一阶公式，初始值为空；变量NewFormula用来存储返回的新公式，初始值为空；(3)输入程序的第一条语句；(4)判断当前输入的语句的类型，根据判断结果调用相应的转换模块，包括赋值语句转换模块，条件语句转换模块，while语句转换模块，过程调用语句转换模块，各模块根据相应语句的语义解释进行转换，并返回生成的新公式NewFormula；(5)处理完当前输入的语句后，使用顺序语句规则，把当前返回的新公式NewFormula与当前的一阶公式CurFormula合并，结果存储在CurFormula中。判断程序是否结束，若没有，则输入程序的下一条语句，然后转到步骤(4)，否则，返回当前的CurFormula。2.根据权利要求1的C语言核心语句转换到一阶公式的方法，其特征在于，步骤(2)中 的全局变量count将作为生成有序状态变元集合的函数GenSymbol ()的参数，以确保生成 的有序状态变元集合跟之前产生的有序状态变元集合都不同，以保证生成的公式中使用的 变元不会混淆；所述有序状态变元集合的不同指相应位置上的元素均不同。3.根据权利要求1的C语言核心语句转换到一阶公式的方法，其特征在于，所述的步骤 (2)中的全局变量while_COimt将作为生成有序变量集合的函数GenVarO的参数，以确保 生成的有序变量集合跟之前产生的有序变量集合都不同，以保证对于不同的while语句， 其对应的矩阵数m，循环次数1，中间存储状态标记j均不同。4.根据权利要求1的C语言核心语句转换到一阶公式的方法，其特征在于，所述的步骤 (4)进一步包括A.转换赋值语句的模块Assign^ ‘，x)Al. X作为赋值语句对应的一阶公式的初始有序状态变元集合；A2.对count的值加1，用来生成新的有序状态变元集合；A3.调用函数GenSymbol (count)，产生赋值语句对应的一阶公式的终止有序状态变元 集合r’ = {Vi_，…A4.根据赋值语句的语义，如果赋值语句是Vi = e，那么对应于赋值语句的公式如下， 其中(v丄,=v；0'，即此时的状态变元集合相应位置上的变元 ((n), ^(vO^A-AC^X. ^(V.O^A^),A((vw另外，表达式e在一阶语言中的表示(e)T归纳定义如下，其中S是后继函数，Sm0表示 0的m次后继. B.转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李未，罗杰，李贺，刘祥龙，余韡，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]