[发明专利]一种软件复杂网络的三维坐标模型构建方法

摘要

本发明提供了一种软件复杂网络的三维坐标模型构建方法，应用于软件复杂网络领域。本发明首先确定目标结构化软件，并获取其完整的软件源代码，再对目标软件源代码进行静态扫描，分析软件中的函数以及函数之间的调用关系，然后以函数作为网络节点，函数调用关系作为网络边，构建函数调用网络，在函数调用网络中加入函数调用顺序信息，根据函数调用顺序信息以及函数调用拓扑结构，为每个函数节点生成一组唯一的三维坐标并写入网络节点中，得到结构化软件基于函数调用顺序的函数调用坐标网络，然后使用这些三维坐标来指导网络可视化工作。本发明得到的网络节点呈现极强的有序性，能够在复杂网络的模型下提供软件运行相关的逻辑信息。

主权项

1.一种软件复杂网络的三维坐标模型构建方法，实现步骤如下：步骤1：确定目标结构化软件，并获取完整的软件源代码；步骤2：对目标软件源代码进行静态扫描，分析软件中的函数以及函数之间的调用关系；步骤3：以函数作为网络节点，函数调用关系作为网络边，构建目标结构化软件的函数调用网络；其特征在于，步骤4：在步骤3得到的函数调用网络中，加入函数调用顺序信息，函数调用顺序以函数调用语句在代码中行号顺序为准；步骤5：根据函数调用顺序以及函数调用拓扑结构，为每个函数节点生成一组唯一的三维坐标，得到目标结构化软件基于函数调用顺序的函数调用坐标网络；所述的函数调用坐标网络表示为D_COORD，定义如下：D_COORD＝{V,E}V＝{v_i＝(name,file,coord＝(ρ_i,θ_i,z_i),val＝(α_i,β_i))|i∈[1,n]}E＝{e_i＝(v_source,v_target,codeline)|v_source,v_target∈V；v_source≠v_target}其中，n表示目标结构化软件中的函数个数；V为节点集合，该集合中的每一个元素v_i对应软件中的一个函数，节点v_i包含属性有：函数名name、函数所在文件file、三维坐标coord、影响力角度区间val；ρ_i,θ_i,z_i为节点v_i三维坐标的三个值，α_i,β_i为节点v_i影响力角度区间的最小值和最大值；E为边集合，该集合中的每一个元素对应软件中的一对函数调用关系，边e_i的属性包括：调用起始节点v_source、调用终止v_target、该边对应的函数调用语句首次出现在代码中的行号codeline；具体方法是：首先，对网络进行分层，层数等同于所有节点中入度为零的节点数量n_entrance；入度为零的节点是指没有直接被其他函数调用过的函数；分层的子网络D_l定义如下：E_l＝{(v_source,v_target,codeline)|v_source,v_target∈V_l}其中，C表示取补集，节点v_maxRF的定义为：记集合V_l的根节点root(V_l)＝v_maxRF；RF(v_i)表示节点v_i的波及度；然后，对每层的子网络D_l进行深度优先遍历，得到D_l的深度优先遍历树D_l'为：令coord(root(V_l))＝(0,0,l)，val(root(V_l))＝(0,2π)，则对且RF(v_k)＞0，一定存在V_*满足：其中，v_k1,v_k2,...,v_km表示树D_l'中节点v_k的子节点，codeline(v_ki)为节点v_k到v_ki的边的属性值codeline；节点v_k的子节点v_ki的影响力角度区间(α_ki,β_ki)为：其中，为中间参数，(α_k,β_k)为节点v_k的影响力角度区间，RF(v_k)为节点v_k的波及度；最后，得到节点v_ki的坐标coord＝(ρ_ki,θ_ki,z_ki)为：z_ki＝l表示节点root(V_l)到节点v_ki的连接边数量。