[发明专利]基于最大公共子图计算的用例图相似性判断方法

权利要求书

1.一种基于最大公共子图计算的用例图相似性判断方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对所需要比较的UML用例图进行预处理，将其表示为有向图的形式；

步骤2：计算并获取要比较的有向图之间的最大公共子图；

步骤3：使用相似性判断算法计算相似度。

2.根据权利要求1所述的基于最大公共子图计算的用例图相似性判断方法，其特征在于，所述UML用例图由参与者、用例以及元素之间的关系组成，所述UML用例图的参与者是指与应用程序或系统进行交互的用户、组织或者外部系统；所述用例是指系统内所包含的功能；所述元素之间的关系包括关联关系、泛化关系、包含关系和拓展关系。

3.根据权利要求2所述的基于最大公共子图计算的用例图相似性判断方法，其特征在于，所述步骤1包括如下具体步骤：

步骤1.1：UML用例图的预处理是通过将UML用例图转换成格式化语言来提取其中的元素和数据；已知UML用例图是使用开源的UML建模工具构建而成的，因此将每个用例图(模型)导出为可拓展标记语言元数据交换格式(XMI)文件；

步骤1.2：解析XMI文件，并将元素表示为有向图；设g(V,E)为一组包含顶点V和有向边E的图，其中顶点V用来表示一个参与者或者一个用例，有向边E表示参与者与参与者之间、参与者与用例之间、用例与用例之间的关联。

4.根据权利要求3所述的基于最大公共子图计算的用例图相似性判断方法，其特征在于，所述基于最大公共子图的UML用例相似度判断的理论依据是：若两个图在结构上越接近，则这两个图的公共部分就越多，即他们之间会存在公共子图，由此我们可以使用两个图的最大公共子图来比较他们在结构上的相似程度；相关概念定义如下：

定义一(子图)：给定两个图c1(Vc,Ec)和g(V,E)，若这两个图可以同时满足下列两个条件，则我们称图c1为图g的子图，记作

(1)

(2)

定义二(最大公共子图)：给定两个图g1和g2，若另外存在一个图m能满足以下条件：

(1)

(2)

且不存在图m’满足以下条件：

(1)

(2)

(3)|m′|＞|m|；

则称图m是图g1和g2的最大公共子图，记作maxcsg(g1,g2)；

步骤2.1：设g1和g2的最大公共子图为maxcsg，而后将g1和g2的结点进行遍历和比较，取g1和g2的同类型公共结点作为maxcsg的结点；

步骤2.2：将步骤2.1中获得的图maxcsg中的结点再次进行遍历，若其中存在两个结点在g1和g2中都相邻且连接他们的边的类型相同，则生成相应类型的边加入图maxcsg之中；

步骤2.3：得到g1和g2的最大公共子图maxcsg。

5.根据权利要求4所述的基于最大公共子图计算的用例图相似性判断方法，其特征在于，步骤3包括如下具体步骤：

获得最大公共子图maxcsg以后，利用其结点和边在比较对象之中所占的比例大小来完成相似性的计算，相似度计算公式如下：

其中，VT表示UML用例图中存在的参与者(包含普通参与者和泛化参与者)、用例(包含普通用例、泛化用例、拓展用例和包含用例)元素，γ_V表示为每个类型元素的结点设置的权值，其由人工定义，且∑_v∈VTγ_v＝1，VertexNum(maxcsg，v)表示最大公共子图maxcsg中v类型结点的个数，Max(VertexNum(g1，v)，VertexNum(g2，v))表示g1和g2中对应类型结点个数的最大值，ET表示UML用例图中存在的关联、泛化、包含和拓展等关系，θ_X表示为每个类型的边设置的权值，其由人工定义，且∑_x∈ETθ_x＝1，EdgeNum(maxcsg，x)表示最大公共子图maxcsg中类型为x的边的数量，Max(EdgeNum(g1，x)，EdgeNum(g2，x))表示g1和g2所包含的对应类型边个数的最大值，α，β由人工设置，且α，β∈(0，1)。