方法级别的细粒度软件缺陷定位方法

当软件缺陷报告在跟踪系统中被指派给开发人员进行缺陷修复之后,缺陷修复人员就需要根据提交的缺陷报告来进行软件缺陷定位,并做出相应的代码变更,以修复该软件缺陷.在缺陷修复的整个过程中,软件缺陷定位占用了开发人员大量的时间.提出了一种方法级别的细粒度软件缺陷定位方法MethodLocator,以提高软件修复人员的工作效率.MethodLocator首先对缺陷报告和源代码方法体利用词向量（word2vec）和TF-IDF结合的方法进行向量表示;然后,根据源代码文件中方法体之间的相似度对方法体进行扩充;最后,通过对扩充后的方法体和缺陷报告计算其余弦距离并排序,来定位为修复软件缺陷所需做出变更的方法.在4个开源软件项目ArgoUML、Ant、Maven和Kylin上的实验结果表明,MethodLocator方法优于现有的缺陷定位方法,它能够有效地将软件缺陷定位到源代码的方法级别上.     

基于信息检索的缺陷定位:问题、进展与挑战

缺陷的存在,会影响软件系统的正常使用甚至带来重大危害.为了帮助开发者尽快找到并修复这些缺陷,研究者提出了基于信息检索的缺陷定位方法.这类方法将缺陷定位视为一个检索任务,它为每个缺陷报告生成一份按照程序实体与缺陷相关度降序排序的列表.开发者可以根据列表顺序来审查代码,从而降低审查成本并加速缺陷定位的进程.近年来,该领域的研究工作十分活跃,在改良定位方法和完善评价体系方面取得了较大进展.与此同时,为了能够在实践中更好地应用这类方法,该领域的研究工作仍面临着一些亟待解决的挑战.对近年来国内外学者在该领域的研究成果进行系统性的总结：首先,描述了基于信息检索的缺陷定位方法的研究问题;然后,分别从模型改良和模型评估两方面陈述了相关的研究进展,并对具体的理论和技术途径进行梳理;接着,简要介绍了缺陷定位的其他相关技术;最后,总结了目前该领域研究过程中面临的挑战并给出建议的研究方向.     

面向缺陷定位的代码搜索引擎

随着软件项目规模的扩大以及软件复杂性的增加,缺陷修复的难度越来越大.其中,绝大多数缺陷问题都是由代码的错误编写导致的,在软件缺陷修复过程中开发维护人员需要花费大量的时间定位并修改缺陷代码.针对这个问题,对缺陷报告以及对应的项目变更信息进行整合,根据代码抽象语法树结构信息计算代码块与缺陷报告之间的关系,从而构建缺陷-代码知识库.在此知识库的基础上构建面向缺陷定位的代码搜索引擎,以向用户推荐更全面的缺陷定位信息,包括相似缺陷报告、相关缺陷代码文件以及缺陷代码块,从而帮助开发和维护人员及时有效地定位缺陷.实验结果说明,相比现有的缺陷定位方法,所提方法能够更准确地定位缺陷代码文件,并且可有效定位到代码粒度.     

基于关联规则挖掘的软件缺陷分析研究

软件测试是确保软件产品质量的有效技术手段,其根本目的是发现隐藏在软件中的缺陷,并通过对其的修复尽可能减少遗留在系统中的缺陷数量,以提升软件的质量。随着缺陷数据的不断积累,面对庞大、甚至海量的缺陷信息,已无法通过人工方式进行缺陷分析。基于此,作者对缺陷分类和数据挖掘技术开展研究,总结测试工程实践中的缺陷特点,提出改进的正交缺陷分类模型;结合数据挖掘中的关联规则挖掘算法,提出缺陷关联分析模型。并对上述模型进行应用说明,帮助软件技术人员定位和解决缺陷,提供软件测试缺陷分析的辅助手段。     

基于信息检索的软件缺陷定位技术研究进展

缺陷定位是软件工程研究最活跃的领域之一.大部分软件缺陷都会被提交到类似于Bugzilla和Jira的缺陷追踪系统中.由于提交的缺陷报告数量过多,开发人员不能及时地处理,因而迫切需要一个自动化工具来帮助开发人员识别缺陷相关源代码文件.研究人员已经提出了大量的缺陷定位技术.基于信息检索的软件缺陷定位技术（Information Retrieval-based Bug Localization,简称IRBL）利用了缺陷报告的文本特性,并且由于计算成本低、对不同的程序语言更具有普适性,成为缺陷定位领域的研究热点,取得了一系列研究成果.然而,IRBL技术也在数据预处理、相似度计算和工程应用等方面存在诸多挑战.鉴于此,本文对现有的IRBL技术进行梳理总结.主要内容包括：（1）梳理了IRBL中数据预处理的过程和信息检索通用方法;（2）对IRBL技术中利用的数据特征进行了详细的分类和总结;（3）总结了技术评估中使用的性能评估指标;（4）归纳出了IRBL技术的关键问题;（5）最后展望了IRBL技术的未来发展.     

基于程序频谱的动态缺陷定位方法研究

基于程序频谱的动态缺陷定位是软件自动化调试研究中的一个热点问题,通过搜集测试用例的程序频谱和执行结果,基于特定模型以定位缺陷语句在被测程序内的可能位置.对近些年来国内外学者在该研究领域取得的成果进行系统总结:首先,给出预备知识和基本假设;随后,提出缺陷定位研究框架并识别出框架内一系列可影响缺陷定位效果的内在影响因素,包括程序频谱构造方式、测试套件构成和维护、内在缺陷数量、测试用例预言设置、用户反馈和缺陷修复开销等;接着,对实证研究中采用的评测指标和评测程序进行总结和分析;然后,对缺陷定位方法在一些特定测试领域中的应用进行总结;最后,对该领域未来值得关注的研究方向进行了展望.     

基于聚类和关键词提取的软件缺陷分析方法

提出一种基于K-Means和主题模型的软件缺陷分析方法,对软件缺陷的类别和关键词进行研究.获取缺陷报告进行预处理,获取有效特征,利用向量空间模型进行文本表示,计算权重,根据最终特征向量进行聚类;提取每一类缺陷的主题和关键词,帮助修复人员快速找到对应的修复方式.关键词提取结果以单词形式呈现给修复人员.实验结果表明,所提方法在bugzilla、firefox和SeaM onkey这3款软件的缺陷报告共1500条缺陷信息上最终聚类平均准确率能达到81％.     

基于聚类和关键词提取的软件缺陷分析方法

提出一种基于K-Means和主题模型的软件缺陷分析方法,对软件缺陷的类别和关键词进行研究.获取缺陷报告进行预处理,获取有效特征,利用向量空间模型进行文本表示,计算权重,根据最终特征向量进行聚类;提取每一类缺陷的主题和关键词,帮助修复人员快速找到对应的修复方式.关键词提取结果以单词形式呈现给修复人员.实验结果表明,所提方法在bugzilla、firefox和SeaM onkey这3款软件的缺陷报告共1500条缺陷信息上最终聚类平均准确率能达到81％.     

面向用户的软件缺陷报告特征重要度分析

缺陷的及时反馈与修复是开源软件长久健康发展的基本保障, 面对每天提交的大量、包含多方面因素的开源软件缺陷报告, 很多缺陷报告因为描述遗漏或不准确, 而影响缺陷有效判定和缺陷修复进程; 而面对需要填报的复杂缺陷报告信息, 报告提交者也无法确定哪些属性是关键的、哪些需要重点描述致使提交缺陷报告质量不高. 综合文献对缺陷报告描述的5个维度28种特征进行分析, 按照维度间和维度内多特征两个角度对缺陷报告特征进行重要度排序对比, 结果显示按照维度分析: 文本特征和报告者经验特征两个维度的F1值和准确率指标最高, 而每个维度内特征也显示了不同重要度, 从而可以指导缺陷提交者规范缺陷报告提交, 也可以指导修复者进行缺陷判定和缺陷修复.     

基于信息检索的软件缺陷定位方法综述

基于信息检索的软件缺陷定位方法是当前软件缺陷定位领域中的一个研究热点.该方法主要分析缺陷报告文本和程序模块代码,通过计算缺陷报告和程序模块间的相似度,选取与缺陷报告相似度最高的若干程序模块,将其推荐给开发人员.对近些年国内外研究人员在该综述主题上取得的成果进行了系统的梳理和总结.首先,给出研究框架并阐述影响方法性能的3...     

基于高斯过程的缺陷定位方法

在软件系统中,缺陷定位是缺陷修复的一个关键环节,如果能将缺陷自动定位到很小的范围,将会极大地降低缺陷修复的难度.基于高斯过程提出了一种缺陷定位方法（GPBL）,即针对每个缺陷,向开发人员推荐这个缺陷可能存在于哪些源文件中,从而帮助开发人员快速修复缺陷.为了验证方法的有效性,采集了开源软件Eclipse 和Argouml 中的数据,实验结果表明,高斯过程缺陷定位的查全率和查准率平均分别为87.16%和78.90%.与基于LDA的缺陷定位方法进行比较,表明高斯过程更能准确定位缺陷的位置.     

开源软件缺陷报告自动摘要研究综述

在开源软件开发的维护阶段, 开源软件缺陷报告为开发人员解决缺陷提供了大量帮助。然而, 开源软件缺陷报告通常是以用户对话的形式编写, 一个软件缺陷报告可能含有数十条评论和上千个句子, 导致开发人员难以阅读或理解软件缺陷报告。为了缓解这个问题, 人们提出了开源软件缺陷报告自动摘要, 缺陷报告自动摘要可以减少开发人员阅读冗长缺陷报告的时间。本文以综述的方式对开源软件缺陷报告自动摘要的研究做了系统的归纳总结。首先, 根据摘要的表现形式, 将开源软件缺陷报告摘要分类为固定缺陷报告摘要和可视化缺陷报告摘要, 再将固定缺陷报告摘要研究方法分类为基于监督学习方法和基于无监督学习方法, 之后总结了基于监督学习和无监督学习的开源软件缺陷报告摘要生成的工作框架, 并介绍了开源软件缺陷报告摘要领域常用数据集、预处理技术和摘要评估指标。其次, 本文以无监督学习为切入点, 分类阐述和归纳了无监督开源软件缺陷报告摘要方法, 将无监督开源软件缺陷报告摘要方法分类为: 基于特征评分方法、基于深度学习方法、基于图方法和基于启发式方法, 并对每类方法进行讨论与分析。再次, 从缺陷报告摘要的实用性出发, 对现有的缺陷报告可视化摘要研究成果进行总结,并对固定缺陷报告摘要和可视化缺陷报告摘要的实用性做出分析。最后, 对现有研究成果及综述进行讨论和分析, 指出了开源软件缺陷报告摘要领域在缺陷报告数据集、抽取式摘要和黄金标准摘要三个方面面临的挑战和对未来研究的展望。     

Firefox缺陷跟踪系统中的用户反馈

缺陷追踪是软件项目管理的一个重要环节，是保证现代大规模开源软件开发顺利进行并持续提高软件质量的必要手段.目前，大部分开源软件都使用开放的缺陷跟踪系统进行软件缺陷的管理.它允许用户向开发者提交系统故障（即defect类型缺陷）以及系统改进建议（即enhancement类型缺陷），但是这些用户的反馈所起的作用尚未得到充分研究.针对这一问题，对Firefox的缺陷跟踪系统进行实证研究，收集了2018年和2019年提交的19 474份Firefox Desktop以及3 057份Firefox for Android缺陷报告.在此基础上，对比分析了普通用户和核心开发者提交的缺陷在数量、严重性、组件分布、修复率、修复速度以及修复者上的差别，并调查了缺陷报告的撰写质量与缺陷处理结果和修复时间的关系.主要发现包括：（1）当前缺陷追踪系统中普通用户人数众多，但参与程度较浅，86%的用户只提交过一个缺陷，其中，高严重等级的缺陷不超过3%；（2）普通用户提交的缺陷主要分布在和用户交互相关的UI组件上（例如地址栏、音频/视频等），然而还有43%的缺陷由于缺乏充分描述信息而难以准确地定位到具体的关联组件；（3）在缺陷处理结果上，由于查重系统以及缺陷填报系统在设计上过于简单，致使普通用户提交的大量缺陷被处理为“无用”缺陷，缺陷修复率低于10%；（4）在缺陷修复流程上，由于普通用户难以准确、充分地描述缺陷，导致系统对其重视程度不足，普通用户提交缺陷的处理流程也比核心开发者提交的复杂，平均需要多花至少8天的时间进行修复.上述研究结果揭示了当前缺陷追踪系统在用户参与激励机制、缺陷自动查重以及缺陷报告填写智能辅助等方面的不足，能够为缺陷跟踪系统开发者和管理者改进系统、提高普通用户对开源软件的贡献提供参考.     

BUTTER：一种基于主题模型和异构网络的缺陷分发方法

当软件缺陷被提交到缺陷跟踪系统并经过确认之后,它会被分发给开发人员进行缺陷修复．这个过程就叫做缺陷分发．随着被提交到系统的缺陷报告日益增多,手工分发缺陷报告会变得越来越困难．提出了一种自动分发缺陷的方法BUTTER．与其他方法不同的是,BUTTER不仅利用主题模型分析缺陷报告中的文本信息,而且创新性地建立了一个包含提交者、缺陷和开发者三种节点及其相互关系的异构网络,从该异构网络中抽取了更多的结构信息．实验证明,BUTTER进行自动缺陷分发较其他缺陷自动分发方法要好．     

知识驱动的相似缺陷报告推荐方法

软件缺陷在软件开发过程中不可避免,提交的缺陷报告则是分析和修复缺陷的重要信息来源。开发人员常通过借鉴相似的历史缺陷报告和修复信息来辅助对当前新缺陷的分析和修复。文中提出了一种知识驱动的相似缺陷报告推荐方法。该方法首先利用信息检索和Word Embedding技术构建缺陷知识图谱;然后利用TF-IDF和Word Embedding技术计算缺陷报告之间的文本相似度,同时综合考虑缺陷的各项属性,从而得到缺陷报告之间的主次要属性相似度;最后将上述相似度融合成综合相似度,利用综合相似度推荐相似缺陷报告。实验结果表明,与基线方法相比,在Firefox数据集上所提方法的性能平均提高了12.7%。     

基于缺陷修复历史的两阶段缺陷定位方法

缺陷定位是软件缺陷修复的关键步骤。随着计算机软件的日趋复杂和网络的迅速发展,如何快速高效的定位缺陷相关代码成为了一个急待解决的问题。在研究现有基于信息检索技术的缺陷定位方法的基础上,综合考虑缺陷修复历史信息,提出了基于缺陷修复历史的两阶段缺陷定位方法。该方法不再单一依赖文本相似度,从缺陷修复的局部性现象入手,更多的考虑了缺陷修复的历史记录、变更信息及代码特征等因素,结合信息检索和缺陷预测方法来提高缺陷定位的精度。最后本文以两个开源项目为例,验证了方法的可行性和有效性。     

融合信息检索和深度模型特征的软件缺陷定位方法

构建自动化的缺陷定位方法能够加快程序员利用缺陷报告定位到复杂软件系统缺陷代码的过程.早期相关研究人员将缺陷定位视为检索任务,通过分析缺陷报告和相关代码构造缺陷特征,并结合信息检索的方法实现缺陷定位.随着深度学习的发展,利用深度模型特征的缺陷定位方法也取得了一定效果.然而,由于深度模型训练的时间成本和耗费资源相对较高,现有基于深度模型的缺陷定位研究方法存在实验搜索空间和真实情况不符的情况.这些研究方法在测试时并没有将项目下的所有代码作为搜索空间,而仅仅搜索了与已有缺陷相关的代码, 例如DNNLOC方法,DeepLocator方法,DreamLoc方法.这种做法和现实中程序员进行缺陷定位的搜索场景是不一致的.致力于模拟缺陷定位的真实场景,本文提出了一种融合信息检索和深度模型特征的TosLoc方法进行缺陷定位.TosLoc方法首先通过信息检索的方式检索真实项目的所有源代码,确保已有特征的充分利用;再利用深度模型挖掘源代码和缺陷报告的语义,获取最终定位结果.通过两阶段的检索,TosLoc方法能够对单个项目的所有代码实现快速缺陷定位.通过在4个常用的真实Java项目上进行实验,本文提出的TosLoc方法能在检索速度和准确性上超越已有基准方法.和最优基准方法DreamLoc相比,TosLoc方法在消耗DreamLoc方法35%的检索时间下,平均MRR值比DreamLoc方法提高了2.5%,平均MAP值提高了6.0%.     

基于缺陷相似度与再分配图的软件缺陷分配方法

准确地将缺陷分配给最合适的修复者对大型软件项目的缺陷修复具有重要意义。当前缺陷自动分配技术的研究主要利用历史缺陷报告的描述信息、缺陷关联信息、历史分派信息等,但这些方法都没有将缺陷报告信息充分挖掘。提出在缺陷报告分配时将缺陷历史分派信息和缺陷文本相似信息相结合。首先根据缺陷历史分派信息生成再分配图;然后计算新缺陷报告与历史缺陷报告缺陷的文本相似度,找出相似度最高的前K个缺陷报告所对应的修复者;最后,根据这些修复者在再分配图中的依赖关系生成预测再分配路径。为了验证该方法的有效性,利用Eclipse和Mozilla的缺陷报告集进行实验,实验表明提出的方法在预测的准确度上明显优于其他方法。