[发明专利]一种基于谓词执行序列的软件动态缺陷定位方法

权利要求书

1.一种基于谓词执行序列的软件动态缺陷定位方法，其特征在于：它包括以下五个步骤：

第一步对含缺陷的程序插桩；插桩是为了得到程序运行时的谓词执行序列信息，对程序中的分支谓词：if、while、for以及return语句中的谓词进行插桩；桩函数要求在程序运行时输出谓词的状态信息，状态信息包括两种：第一种信息是，该谓词的编号；第二种信息是，待测程序在加载测试用例后，运行正确或错误时，谓词的执行状态，用“+”表示谓词执行判定为“真”，“-”表示谓词执行判定为“假”；

第二步加载程序的测试用例，运行插有输出谓词执行序列桩函数的程序；记录程序运行正确的次数和运行错误的次数，为便于后文的说明方便，用m表示运行正确的次数，n表示运行错误的次数；

第三步分别收集程序运行正确时，和运行错误时，桩函数的输出信息；

第四步对收集到的谓词运行信息做统计学分析，该步骤分为五小步：

(一)利用得到的信息，统计程序中单个谓词在程序一次运行中的执行序列；程序每运行一次，对单个谓词的执行有三种情况：执行多次；执行一次；不执行；程序运行到某谓词时，若该谓词判定为“真”，计为1，若该谓词判定为“假”，计为0，程序一次运行，若该谓词执行了多次，则它的执行序列是0和1所组成的序列；若只执行了一次，则它的执行序列就只有一个数：0或1；若没有被执行，则它此次的执行序列为空；用这种方法统计，则单个谓词共有m个程序运行正确的执行序列，和n个程序运行错误的执行序列；

(二)利用谓词的执行序列，统计出单个谓词的执行序列向量P₄；P₄是一个四维向量，包括n₀₁、n₁₀、n₀₀，n₁₁这四个值，其中n₀₁和n₁₀分别用来记录谓词的执行序列中在一次程序运行的结果中，从0变化到1的次数和从1变为0的次数；而n₀₀和n₁₁分别记录谓词执行序列中连续两次为0的次数和连续两次为1的次数；在一次程序运行中，若某谓词执行了多次，分别记录n₀₁、n₁₀、n₀₀，n₁₁的值；若只执行了一次：谓词执行序列为0时，设定n₀₀＝0.5，n₀₁＝n₁₀＝n₁₁＝0；谓词执行序列为1时，设定n₁₁＝0.5，n₀₁＝n₁₀＝n₀₀＝0；若该谓词没有执行，则n₀₁＝n₁₀＝n₁₁＝n₀₀＝0；从而，得到单个谓词m个程序运行正确的执行序列向量和n个程序运行错误的执行序列向量；

(三)利用谓词执行序列向量P₄，计算单个谓词的缺陷关联度；定义单个谓词的缺陷关联度P_diverge＝|P₄₊-P_4-|，这里的P₄₊表示程序正确运行时谓词的执行序列向量，P_4-表示程序错误运行时谓词的执行序列向量；P₄₊的计算方法为：m个程序运行正确的执行序列向量相加，然后进行归一化处理，即程序运行正确的执行序列向量)/m；P_4-的计算方法为：n个程序运行错误的执行序列向量相加，然后进行归一化处理，即程序运行错误的执行序列向量)/n；

(四)利用第三步得到的谓词执行信息，对程序中的每个谓词执行上述的

(一)至(三)步，直至得到全部谓词的缺陷关联度；

(五)按照缺陷关联度的高低，将所有谓词从高到低排序；

第五步根据第四步中得到的谓词序列，对谓词依序进行查找，直到找到缺陷为止。