[发明专利]一种基于马尔可夫聚类的软件模块划分方法

说明书

本发明提出了一种基于马尔可夫聚类的软件模块划分方法，首先将软件离散为功能集合，通过功能之间的数据流动形成功能关系矩阵，以功能之间直接流动的数据项数表征功能之间的紧密程度；然后以功能关系矩阵为对象，通过马尔可夫聚类形成自适应的模块划分方法。本发明通过上述操作实现了不用事先设定模块个数，快速稳定的软件功能模块划分。

技术领域

本发明属于软件工程技术领域，具体地说，涉及一种基于马尔可夫聚类的软件模块划分方法。

背景技术

软件设计是软件全生命周期中一个非常重要的阶段。在软件设计中，一个重要的工作是进行模块的划分，将各个功能归入相应的功能模块中，形成软件架构。合理的模块划分可以优化软件系统架构，对于软件的开发、使用、维护都有十分重要的意义。软件的模块划分是围绕高内聚、低耦合的目标，对软件功能的一种组合。目前该工作大多仍依赖于设计人员的经验，划分结果不统一、划分结果缺乏依据。如何通过自动化的划分方法，在合理评估软件功能关系的前提下给出划分结果，是亟待解决的问题。

现有技术中，如专利“一种软件模块划分方法，CN 2016111403541”公开了一种基于粒子群算法的软件模块划分方法。该方法利用粒子群算法种群寻优的特性，对软件模块划分问题进行离散编码，通过优化获得软件模块划分的最优方案。该专利在模块划分中主要以代码中的方法、以及方法之间的调用关系为对象，建模过程较为复杂，且粒子群算法耗时较长。因此，有必要从功能及功能之间的数据关系入手，对软件模块进行快速的划分。

发明内容

本发明针对现有技术对软件功能划分结果不统一、划分缺乏依据、划分复杂耗时长等问题，提出了一种基于马尔可夫聚类的软件模块划分方法，通过数据流转间功能对功能的数据关系，实现了对软件模块快速的划分，在划分结果同意的同时其划分可作为划分分析依据。

本发明具体实现内容如下：

一种基于马尔可夫聚类的软件模块划分方法，首先将软件离散为多个功能的功能集合F，然后通过功能集合F中的功能之间的数据流动形成功能关系矩阵R，最后以功能矩阵R为对象，通过马尔可夫聚类形成自适应的软件功能划分模块。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述将软件离散为多个功能的功能集合F的具体操作为：对于包含n个功能的软件，构建功能集合F＝{f₁，f₂，…，f_n}，其中f_i(1≤i≤n)、f_j(1≤j≤n)都是功能集合中的一个功能。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述形成功能关系矩阵R的具体操作为：

首先设定功能关系矩阵R＝(r_ij)n×n；

然后设定r_ij的值为w，所述w为功能f_i与功能f_j之间直接流动的数据项个数。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述以功能矩阵R为对象，通过马尔可夫聚类形成自适应的软件功能划分模块具体操作为：

首先根据功能关系矩阵R构建概率矩阵P；

然后对概率矩阵P进行归一化，得到归一化后的概率矩阵P’；

接着对概率矩阵P’重复进行多次迭代、膨胀操作直到概率矩阵P’稳定；

最后完成聚类，得到聚类结果，即各功能模块m₁，m₂，…，m_k，其中k是功能模块的个数，m_i(1≤i≤k)是某一个功能模块。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述构建概率矩阵P的具体操作为：

首先设定构建概率矩阵P为P＝(p_ij)_n×n；