本發(fā)明涉及程序分析領(lǐng)域，尤其涉及一種程序分析過(guò)程可視化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前程序分析工具或軟件都著重于程序分析的方法，具體的分析過(guò)程較抽象不直觀，不適合教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)常規(guī)的程序分析軟件無(wú)法將程序分析的過(guò)程及結(jié)果直觀形象地展現(xiàn)給學(xué)生，分析過(guò)程也不可控。

例如代碼缺陷靜態(tài)檢查工具cppcheck，能對(duì)c程序進(jìn)行嚴(yán)格的邏輯缺陷檢測(cè)，但該軟件只能給出檢測(cè)結(jié)果，中間的分析結(jié)果不可見(jiàn)，分析過(guò)程不可控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種程序分析過(guò)程可視化方法及系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了程序分析過(guò)程可視化方法，包括：

步驟一、程序轉(zhuǎn)換為中間表示。其特征在于：使用開(kāi)源編譯器gcc攜帶參數(shù)-fdump-translation-unit，對(duì)源程序進(jìn)行詞法分析、語(yǔ)法分析，并生成程序的以節(jié)點(diǎn)為單位的中間表示；

步驟二、中間表示標(biāo)準(zhǔn)化處理。其特征在于中間表示的標(biāo)準(zhǔn)化處理方法：

將程序的中間表示規(guī)范化，包括規(guī)范每個(gè)節(jié)點(diǎn)成一行、刪除節(jié)點(diǎn)各個(gè)字段內(nèi)部多余的空格；

消除中間表示里與數(shù)據(jù)流、控制流無(wú)關(guān)的信息。首先將srcp字段值為源程序文件名的節(jié)點(diǎn)標(biāo)注為有用節(jié)點(diǎn)，將srcp字段為其它值的節(jié)點(diǎn)標(biāo)注為無(wú)用節(jié)點(diǎn)，其它節(jié)點(diǎn)為待定節(jié)點(diǎn)；其次將有用節(jié)點(diǎn)的標(biāo)為待定的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為有用節(jié)點(diǎn)，將無(wú)用節(jié)點(diǎn)的標(biāo)為待定的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為無(wú)用節(jié)點(diǎn)，將沖突節(jié)點(diǎn)（父節(jié)點(diǎn)既有有用節(jié)點(diǎn)又有無(wú)用節(jié)點(diǎn)）標(biāo)記為有用節(jié)點(diǎn)；最后刪除無(wú)用節(jié)點(diǎn)，并刪除每個(gè)節(jié)點(diǎn)中的srcp、algn、type字段及指向節(jié)點(diǎn)已被刪除的字段；

步驟三、中間表示的元級(jí)操作。其特征在于元級(jí)操作方法：在中間表示一級(jí)上對(duì)程序中的各種語(yǔ)法成分進(jìn)行增刪改查操作；

首先，將程序的中間表示轉(zhuǎn)換為鄰接表形式的抽象語(yǔ)法樹(shù)ast，其方法如下：

設(shè)程序的原始中間表示有n個(gè)節(jié)點(diǎn)信息，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理后剩余m個(gè)節(jié)點(diǎn)，則將m個(gè)中間表示節(jié)點(diǎn)分別轉(zhuǎn)換為鄰接表的m個(gè)元素：

1）將字符串形式的中間表示節(jié)點(diǎn)拆分成“@kiname_type{attr:value}+”格式的子串，其中1<=ki<=n，1<=i<=m；

2）將非連續(xù)編號(hào)的m個(gè)ki映射為鄰接表的m個(gè)連續(xù)編號(hào)，即建立編號(hào)映射表map={k1->1,k2->2,......km->m}；

3）取map(ki)作為鄰接表元素的編號(hào)；name_type作為鄰接表元素的類型；若value是“@kj”形式的子串，其中1<=kj<=n，1<=j<=m，則將編號(hào)為map(kj)的鄰接表元素作為當(dāng)前元素的孩子節(jié)點(diǎn)，否則value直接作為當(dāng)前鄰接表元素的一個(gè)屬性值；

其次，在鄰接表上對(duì)程序進(jìn)行元級(jí)操作，其方法如下：

1）建立鄰接表形式的抽象語(yǔ)法樹(shù)與.net中的樹(shù)控件treenode之間的映射關(guān)系，將抽象語(yǔ)法樹(shù)以便于操作的控件的形式呈現(xiàn)給用戶。映射關(guān)系建立規(guī)則為：鄰接表的一個(gè)元素建立treenode中的一個(gè)node節(jié)點(diǎn)，鄰接表元素屬性作為node的文本，鄰接表元素的孩子作為node的子節(jié)點(diǎn)；同時(shí)設(shè)置node的tag值為指向鄰接表當(dāng)前元素的指針；

2）修改操作。在treenode中選擇一個(gè)node，將該node的值顯示于文本控件中供用戶進(jìn)行修改，并將修改后的值填寫(xiě)回treenode的node節(jié)點(diǎn)，同時(shí)修改node節(jié)點(diǎn)的tag值所指向的鄰接表元素的相應(yīng)的屬性；

3）刪除操作。刪除treenode中選中的節(jié)點(diǎn)node，同時(shí)刪除node節(jié)點(diǎn)的tag值所指向的鄰接表元素的節(jié)點(diǎn)及其孩子節(jié)點(diǎn)；

4）添加操作。設(shè)用戶需要添加的信息為attr:value格式，則，若value不是以“@”開(kāi)始的字符串，那么attr:value直接添加于treenode控件中，使其為當(dāng)前選中node的孩子節(jié)點(diǎn)，同時(shí)在node節(jié)點(diǎn)的tag值所指向的鄰接表元素中增加value屬性值；若value是以“@k”開(kāi)始的字符串，那么需判定k的范圍，若k<=m即表示k是已經(jīng)存在的節(jié)點(diǎn)，則在treenode中找到編號(hào)為k的node1節(jié)點(diǎn)，并將node1節(jié)點(diǎn)為根的子樹(shù)添加到treenode控件中，使node1作為當(dāng)前選中節(jié)點(diǎn)node的孩子節(jié)點(diǎn)，同時(shí)在node節(jié)點(diǎn)的tag值節(jié)點(diǎn)所指向的鄰接表元素中增加“@k”屬性即可；若k>m即表示k是新添加的節(jié)點(diǎn)，則構(gòu)造一個(gè)新的node1節(jié)點(diǎn)，并使其為當(dāng)前選中node的孩子節(jié)點(diǎn)，同時(shí)在node的tag值所指向的鄰接表元素中增加屬性值“@k”并在鄰接表的最后增加一個(gè)編號(hào)為k的元素；

5）查找操作。根據(jù)用戶提供的關(guān)鍵字，在treenode的各個(gè)節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行模糊匹配，若匹配成功則突出顯示該節(jié)點(diǎn)；

最后，將鄰接表形式的抽象語(yǔ)法樹(shù)可視化，具體方法如下：

1）廣度優(yōu)先遍歷鄰接表形式的抽象語(yǔ)法樹(shù)，根據(jù)語(yǔ)法樹(shù)的節(jié)點(diǎn)信息及節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，構(gòu)造如下形式的ast.dot文檔：

digraphast{

nodesep=1.0

node[shape=record]

structinfolist

edgeinfolist

}

其中，

structinfolist=structinfo*

structinfo=structname[label=”attrinfo”]

structname=string

attrinfo=<fn>attr(|<fk>attr)*

attr=string

edgeinfolist=edgeinfo*

edgeinfo=structname1:fn->structname2:fk

生成ast.dot文檔的具體方法是：遍歷抽象語(yǔ)法樹(shù)過(guò)程中當(dāng)訪問(wèn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，首先，以struct加節(jié)點(diǎn)編號(hào)structk的形式建立.dot的一個(gè)名字structname，節(jié)點(diǎn)的所有屬性value按照<f0>value0|<f1>value1|…|<fn>valuen的形式建立structname的attrinfo值；其次，對(duì)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的每個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)edgeinfo，即structname1:fn->structname2:fk，其中，structname1為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的名字，fn為其屬性編號(hào)，structname2為孩子節(jié)點(diǎn)的名字，fk為孩子節(jié)點(diǎn)的屬性編號(hào)；按照以上方法廣度遍歷抽象語(yǔ)法樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終形成.dot格式的文檔；

2）調(diào)用圖形可視化工具graphviz生成抽象語(yǔ)法樹(shù)的圖片文件。命令格式為：“dot–tjpgast.dot–oast.jpg”；

打開(kāi)ast.jpg文件，實(shí)現(xiàn)圖片的瀏覽、縮放、移動(dòng)等功能；

步驟四、程序分析結(jié)果可視化。其特征在于程序分析結(jié)果可視化方法具體包括：

1）構(gòu)造控制流圖：新建一個(gè)基本塊，按照廣度優(yōu)先遍歷鄰接表形式的抽象語(yǔ)法樹(shù)，針對(duì)語(yǔ)法樹(shù)中的各類節(jié)點(diǎn)分別處理：

a.“function_decl”節(jié)點(diǎn)與“bind_expr”節(jié)點(diǎn)查找其“body”字段指向的孩子節(jié)點(diǎn)繼續(xù)遍歷；

b.“statement_list”節(jié)點(diǎn)查找其所有孩子節(jié)點(diǎn)，依次遞歸遍歷每個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)為根的子樹(shù)；

c.“cond_expr”節(jié)點(diǎn)，首先將分支條件“op0”字段的信息加入到當(dāng)前基本快，并結(jié)束當(dāng)前基本塊b1，其次分別遞歸遍歷then分支“op1”字段和else分支“op2”字段所指向的孩子節(jié)點(diǎn)為根的子樹(shù)，分別形成以b2和b3為根的子圖，最后設(shè)置基本塊b1的后繼節(jié)點(diǎn)分別為b2和b3；

d.“goto_expr”節(jié)點(diǎn)，結(jié)束當(dāng)前基本塊，在label棧中查找該跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句的目標(biāo)標(biāo)號(hào)所在的基本塊是否已經(jīng)創(chuàng)建，若已創(chuàng)建則設(shè)置當(dāng)前基本塊的孩子節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)標(biāo)號(hào)所在基本塊，否則將該基本塊信息保存如goto棧；

e.“l(fā)abel_expe”節(jié)點(diǎn)，結(jié)束當(dāng)前基本塊，新建一個(gè)基本塊，設(shè)置當(dāng)前基本塊的后繼節(jié)點(diǎn)為新建的基本塊，在goto棧中查找是否存在需要跳轉(zhuǎn)到新建基本塊的語(yǔ)句，若找到，則將找到的基本塊的后繼設(shè)置為新建基本塊，否則將新建塊的信息保存入label棧；

f.其它節(jié)點(diǎn)，將語(yǔ)句信息加入到當(dāng)前基本塊；

2）構(gòu)造控制依賴圖：創(chuàng)建控制依賴圖的根節(jié)點(diǎn)，廣度優(yōu)先遍歷抽象語(yǔ)法樹(shù)，針對(duì)語(yǔ)法樹(shù)中不同節(jié)點(diǎn)分別處理：

a.“function_decl”節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建函數(shù)信息為內(nèi)容的新節(jié)點(diǎn)并使其成為根節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)，將新建節(jié)點(diǎn)設(shè)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)遍歷以“body”字段所指向的節(jié)點(diǎn)為根的抽象語(yǔ)法樹(shù)；

b.“bind_expr”節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建分程序信息為內(nèi)容的新節(jié)點(diǎn)并使其成為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)，將新建節(jié)點(diǎn)設(shè)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)遍歷以“body”字段所指向的節(jié)點(diǎn)為根的抽象語(yǔ)法樹(shù)；

c.“statement_list”節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建語(yǔ)句列表信息為內(nèi)容的新節(jié)點(diǎn)并使其成為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)，將新建節(jié)點(diǎn)設(shè)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，遞歸遍歷所有字段的孩子節(jié)點(diǎn)為根的子樹(shù)；

d.“cond_expr”節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建分支語(yǔ)句op0字段為內(nèi)容的新節(jié)點(diǎn)并使其成為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)，將新建節(jié)點(diǎn)設(shè)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，分別遞歸遍歷op1和op2字段所指向的孩子節(jié)點(diǎn)為根的子樹(shù)；

e.其它節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建相應(yīng)的新節(jié)點(diǎn)并使其成為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)；

3）廣度優(yōu)先遍歷控制流圖（控制依賴圖），依據(jù)控制流圖中節(jié)點(diǎn)信息和節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，生成如下形式的cfg.dot文檔：

digraphast{

nodesep=1.0

start[label=”entry”,shape=box]

nodeinfolist

edgeinfolist

}

其中，

nodeinfolist=nodeinfo*

nodeinfo=nodename[label=”attrinfo”,shape=box]

edgeinfolist=edgeinfo*

edgeinfo=nodenamei->nodenamej([label=”t|f”])?

生成cfg.dot文檔的具體方法是：遍歷控制流圖過(guò)程中當(dāng)訪問(wèn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，首先，以node加節(jié)點(diǎn)編號(hào)nodek的形式建立cfg.dot的一個(gè)名字nodename，節(jié)點(diǎn)的所有屬性value按照“value0\nvalue1\n…\nvaluek”的形式建立nodename的attrinfo值。其次，對(duì)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的每個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)edgeinfo，若當(dāng)前節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)，則建立如下形式的edgeinfo，即nodename1->nodename2，其中，nodename1為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的名字，nodename2為孩子節(jié)點(diǎn)的名字；若當(dāng)前節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)，則對(duì)真分支節(jié)點(diǎn)建立如下形式的edgeinfo，nodename1->nodename2[label=”t”]，對(duì)假分支建立如下形式的edgeinfo，nodename1->nodename2[label=”f”]。按照以上方法廣度遍歷抽象語(yǔ)法樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終形成cfg.dot格式的文檔；

4）調(diào)用圖形可視化工具graphviz生成抽象語(yǔ)法樹(shù)的圖片文件。命令格式為：“dot–tjpgast.dot–oast.jpg”；

5）打開(kāi)ast.jpg文件，實(shí)現(xiàn)圖片的瀏覽、縮放、移動(dòng)等功能。

本發(fā)明提供了程序分析過(guò)程可視化軟件，包括：

輸入模塊，用于讀入待分析的源程序，

轉(zhuǎn)換模塊，用于將源程序轉(zhuǎn)換為中間表示，

標(biāo)準(zhǔn)化模塊，用于將中間表示規(guī)范化和化簡(jiǎn)，

元級(jí)操作模塊，提供程序中間表示一級(jí)的各成分的增刪改查等操作，

圖形化展示分析結(jié)果模塊，用于圖像化展示程序分析的抽象語(yǔ)法樹(shù)、控制流圖、控制依賴圖。

進(jìn)一步地，所屬展示模塊具體包括：

圖形化輸出程序的抽象語(yǔ)法樹(shù)，

圖形化輸出程序的控制流圖，

圖形化輸出程序的控制依賴圖。

由上可知，本發(fā)明方法和系統(tǒng)能夠直觀地展示程序分析的過(guò)程和分析結(jié)果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的一種程序分析過(guò)程可視化方法及系統(tǒng)所采用的程序整體功能流程圖。

圖2為本發(fā)明所述的一種程序分析過(guò)程可視化方法及系統(tǒng)中的實(shí)施例一所揭示的輸入源程序。

圖3為本發(fā)明所述的一種程序分析過(guò)程可視化方法及系統(tǒng)中的實(shí)施例一所揭示的程序抽象語(yǔ)法樹(shù)。

圖4為本發(fā)明所述的一種程序分析過(guò)程可視化方法及系統(tǒng)中的實(shí)施例二所揭示的程序控制流圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明涉及的一種服務(wù)功能授權(quán)的方法及系統(tǒng)的具體實(shí)施實(shí)例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明所述的程序過(guò)程可視化方法的基本原理為：

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明所采用的程序過(guò)程可視化方法由四個(gè)模塊構(gòu)成，即程序轉(zhuǎn)換模塊、標(biāo)準(zhǔn)化模塊、元級(jí)操作模塊、分析結(jié)果可視化模塊；

程序轉(zhuǎn)換模塊：將輸入的源程序轉(zhuǎn)換為中間表示；

標(biāo)準(zhǔn)化模塊：刪除中間表示中的與數(shù)據(jù)流、控制流無(wú)關(guān)的信息；

元級(jí)操作模塊：在抽象語(yǔ)法樹(shù)上對(duì)程序的各個(gè)語(yǔ)法成分進(jìn)行增刪改查等操作；

分析結(jié)果可視化模塊：構(gòu)造程序的控制流圖、控制依賴圖，并以圖片的形式直觀地展示。

本發(fā)明所述的一種程序分析過(guò)程可視化方法的步驟如下：

步驟一、程序轉(zhuǎn)換為中間表示。其特征在于：使用開(kāi)源編譯器gcc攜帶參數(shù)-fdump-translation-unit，對(duì)源程序進(jìn)行詞法分析、語(yǔ)法分析，并生成程序的以節(jié)點(diǎn)為單位的中間表示；

步驟二、中間表示標(biāo)準(zhǔn)化處理。其特征在于中間表示的標(biāo)準(zhǔn)化處理方法：

將程序的中間表示規(guī)范化，包括規(guī)范每個(gè)節(jié)點(diǎn)成一行、刪除節(jié)點(diǎn)各個(gè)字段內(nèi)部多余的空格；

消除中間表示里與數(shù)據(jù)流、控制流無(wú)關(guān)的信息。首先將srcp字段值為源程序文件名的節(jié)點(diǎn)標(biāo)注為有用節(jié)點(diǎn)，將srcp字段為其它值的節(jié)點(diǎn)標(biāo)注為無(wú)用節(jié)點(diǎn)，其它節(jié)點(diǎn)為待定節(jié)點(diǎn)；其次將有用節(jié)點(diǎn)的標(biāo)為待定的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為有用節(jié)點(diǎn)，將無(wú)用節(jié)點(diǎn)的標(biāo)為待定的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為無(wú)用節(jié)點(diǎn)，將沖突節(jié)點(diǎn)（父節(jié)點(diǎn)既有有用節(jié)點(diǎn)又有無(wú)用節(jié)點(diǎn)）標(biāo)記為有用節(jié)點(diǎn)；最后刪除無(wú)用節(jié)點(diǎn)，并刪除每個(gè)節(jié)點(diǎn)中的srcp、algn、type字段及指向節(jié)點(diǎn)已被刪除的字段；

步驟三、中間表示的元級(jí)操作。其特征在于元級(jí)操作方法：在中間表示一級(jí)上對(duì)程序中的各種語(yǔ)法成分進(jìn)行增刪改查操作；

首先，將程序的中間表示轉(zhuǎn)換為鄰接表形式的抽象語(yǔ)法樹(shù)ast，其方法如下：

設(shè)程序的原始中間表示有n個(gè)節(jié)點(diǎn)信息，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理后剩余m個(gè)節(jié)點(diǎn)，則將m個(gè)中間表示節(jié)點(diǎn)分別轉(zhuǎn)換為鄰接表的m個(gè)元素：

1）將字符串形式的中間表示節(jié)點(diǎn)拆分成“@kiname_type{attr:value}+”格式的子串，其中1<=ki<=n，1<=i<=m；

2）將非連續(xù)編號(hào)的m個(gè)ki映射為鄰接表的m個(gè)連續(xù)編號(hào)，即建立編號(hào)映射表map={k1->1,k2->2,......km->m}；

3）取map(ki)作為鄰接表元素的編號(hào)；name_type作為鄰接表元素的類型；若value是“@kj”形式的子串，其中1<=kj<=n，1<=j<=m，則將編號(hào)為map(kj)的鄰接表元素作為當(dāng)前元素的孩子節(jié)點(diǎn)，否則value直接作為當(dāng)前鄰接表元素的一個(gè)屬性值；

其次，在鄰接表上對(duì)程序進(jìn)行元級(jí)操作，其方法如下：

1）建立鄰接表形式的抽象語(yǔ)法樹(shù)與.net中的樹(shù)控件treenode之間的映射關(guān)系，將抽象語(yǔ)法樹(shù)以便于操作的控件的形式呈現(xiàn)給用戶。映射關(guān)系建立規(guī)則為：鄰接表的一個(gè)元素建立treenode中的一個(gè)node節(jié)點(diǎn)，鄰接表元素屬性作為node的文本，鄰接表元素的孩子作為node的子節(jié)點(diǎn)；同時(shí)設(shè)置node的tag值為指向鄰接表當(dāng)前元素的指針；

2）修改操作。在treenode中選擇一個(gè)node，將該node的值顯示于文本控件中供用戶進(jìn)行修改，并將修改后的值填寫(xiě)回treenode的node節(jié)點(diǎn)，同時(shí)修改node節(jié)點(diǎn)的tag值所指向的鄰接表元素的相應(yīng)的屬性；

3）刪除操作。刪除treenode中選中的節(jié)點(diǎn)node，同時(shí)刪除node節(jié)點(diǎn)的tag值所指向的鄰接表元素的節(jié)點(diǎn)及其孩子節(jié)點(diǎn)；

4）添加操作。設(shè)用戶需要添加的信息為attr:value格式，則，若value不是以“@”開(kāi)始的字符串，那么attr:value直接添加于treenode控件中，使其為當(dāng)前選中node的孩子節(jié)點(diǎn)，同時(shí)在node節(jié)點(diǎn)的tag值所指向的鄰接表元素中增加value屬性值；若value是以“@k”開(kāi)始的字符串，那么需判定k的范圍，若k<=m即表示k是已經(jīng)存在的節(jié)點(diǎn)，則在treenode中找到編號(hào)為k的node1節(jié)點(diǎn)，并將node1節(jié)點(diǎn)為根的子樹(shù)添加到treenode控件中，使node1作為當(dāng)前選中節(jié)點(diǎn)node的孩子節(jié)點(diǎn)，同時(shí)在node節(jié)點(diǎn)的tag值節(jié)點(diǎn)所指向的鄰接表元素中增加“@k”屬性即可；若k>m即表示k是新添加的節(jié)點(diǎn)，則構(gòu)造一個(gè)新的node1節(jié)點(diǎn)，并使其為當(dāng)前選中node的孩子節(jié)點(diǎn)，同時(shí)在node的tag值所指向的鄰接表元素中增加屬性值“@k”并在鄰接表的最后增加一個(gè)編號(hào)為k的元素；

5）查找操作。根據(jù)用戶提供的關(guān)鍵字，在treenode的各個(gè)節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行模糊匹配，若匹配成功則突出顯示該節(jié)點(diǎn)；

最后，將鄰接表形式的抽象語(yǔ)法樹(shù)可視化，具體方法如下：

1）廣度優(yōu)先遍歷鄰接表形式的抽象語(yǔ)法樹(shù)，根據(jù)語(yǔ)法樹(shù)的節(jié)點(diǎn)信息及節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，構(gòu)造如下形式的ast.dot文檔：

digraphast{

nodesep=1.0

node[shape=record]

structinfolist

edgeinfolist

}

其中，

structinfolist=structinfo*

structinfo=structname[label=”attrinfo”]

structname=string

attrinfo=<fn>attr(|<fk>attr)*

attr=string

edgeinfolist=edgeinfo*

edgeinfo=structname1:fn->structname2:fk

生成ast.dot文檔的具體方法是：遍歷抽象語(yǔ)法樹(shù)過(guò)程中當(dāng)訪問(wèn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，首先，以struct加節(jié)點(diǎn)編號(hào)structk的形式建立.dot的一個(gè)名字structname，節(jié)點(diǎn)的所有屬性value按照<f0>value0|<f1>value1|…|<fn>valuen的形式建立structname的attrinfo值；其次，對(duì)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的每個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)edgeinfo，即structname1:fn->structname2:fk，其中，structname1為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的名字，fn為其屬性編號(hào)，structname2為孩子節(jié)點(diǎn)的名字，fk為孩子節(jié)點(diǎn)的屬性編號(hào)；按照以上方法廣度遍歷抽象語(yǔ)法樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終形成.dot格式的文檔；

2）調(diào)用圖形可視化工具graphviz生成抽象語(yǔ)法樹(shù)的圖片文件。命令格式為：“dot–tjpgast.dot–oast.jpg”；

打開(kāi)ast.jpg文件，實(shí)現(xiàn)圖片的瀏覽、縮放、移動(dòng)等功能；

步驟四、程序分析結(jié)果可視化。其特征在于程序分析結(jié)果可視化方法具體包括：

1）構(gòu)造控制流圖：新建一個(gè)基本塊，按照廣度優(yōu)先遍歷鄰接表形式的抽象語(yǔ)法樹(shù)，針對(duì)語(yǔ)法樹(shù)中的各類節(jié)點(diǎn)分別處理：

a.“function_decl”節(jié)點(diǎn)與“bind_expr”節(jié)點(diǎn)查找其“body”字段指向的孩子節(jié)點(diǎn)繼續(xù)遍歷；

b.“statement_list”節(jié)點(diǎn)查找其所有孩子節(jié)點(diǎn)，依次遞歸遍歷每個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)為根的子樹(shù)；

c.“cond_expr”節(jié)點(diǎn)，首先將分支條件“op0”字段的信息加入到當(dāng)前基本快，并結(jié)束當(dāng)前基本塊b1，其次分別遞歸遍歷then分支“op1”字段和else分支“op2”字段所指向的孩子節(jié)點(diǎn)為根的子樹(shù)，分別形成以b2和b3為根的子圖，最后設(shè)置基本塊b1的后繼節(jié)點(diǎn)分別為b2和b3；

d.“goto_expr”節(jié)點(diǎn)，結(jié)束當(dāng)前基本塊，在label棧中查找該跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句的目標(biāo)標(biāo)號(hào)所在的基本塊是否已經(jīng)創(chuàng)建，若已創(chuàng)建則設(shè)置當(dāng)前基本塊的孩子節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)標(biāo)號(hào)所在基本塊，否則將該基本塊信息保存如goto棧；

e.“l(fā)abel_expe”節(jié)點(diǎn)，結(jié)束當(dāng)前基本塊，新建一個(gè)基本塊，設(shè)置當(dāng)前基本塊的后繼節(jié)點(diǎn)為新建的基本塊，在goto棧中查找是否存在需要跳轉(zhuǎn)到新建基本塊的語(yǔ)句，若找到，則將找到的基本塊的后繼設(shè)置為新建基本塊，否則將新建塊的信息保存入label棧；

f.其它節(jié)點(diǎn)，將語(yǔ)句信息加入到當(dāng)前基本塊；

2）構(gòu)造控制依賴圖：創(chuàng)建控制依賴圖的根節(jié)點(diǎn)，廣度優(yōu)先遍歷抽象語(yǔ)法樹(shù)，針對(duì)語(yǔ)法樹(shù)中不同節(jié)點(diǎn)分別處理：

a.“function_decl”節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建函數(shù)信息為內(nèi)容的新節(jié)點(diǎn)并使其成為根節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)，將新建節(jié)點(diǎn)設(shè)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)遍歷以“body”字段所指向的節(jié)點(diǎn)為根的抽象語(yǔ)法樹(shù)；

b.“bind_expr”節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建分程序信息為內(nèi)容的新節(jié)點(diǎn)并使其成為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)，將新建節(jié)點(diǎn)設(shè)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)遍歷以“body”字段所指向的節(jié)點(diǎn)為根的抽象語(yǔ)法樹(shù)；

c.“statement_list”節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建語(yǔ)句列表信息為內(nèi)容的新節(jié)點(diǎn)并使其成為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)，將新建節(jié)點(diǎn)設(shè)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，遞歸遍歷所有字段的孩子節(jié)點(diǎn)為根的子樹(shù)；

d.“cond_expr”節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建分支語(yǔ)句op0字段為內(nèi)容的新節(jié)點(diǎn)并使其成為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)，將新建節(jié)點(diǎn)設(shè)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，分別遞歸遍歷op1和op2字段所指向的孩子節(jié)點(diǎn)為根的子樹(shù)；

e.其它節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建相應(yīng)的新節(jié)點(diǎn)并使其成為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)；

3）廣度優(yōu)先遍歷控制流圖（控制依賴圖），依據(jù)控制流圖中節(jié)點(diǎn)信息和節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，生成如下形式的cfg.dot文檔：

digraphast{

nodesep=1.0

start[label=”entry”,shape=box]

nodeinfolist

edgeinfolist

}

其中，

nodeinfolist=nodeinfo*

nodeinfo=nodename[label=”attrinfo”,shape=box]

edgeinfolist=edgeinfo*

edgeinfo=nodenamei->nodenamej([label=”t|f”])?

生成cfg.dot文檔的具體方法是：遍歷控制流圖過(guò)程中當(dāng)訪問(wèn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，首先，以node加節(jié)點(diǎn)編號(hào)nodek的形式建立cfg.dot的一個(gè)名字nodename，節(jié)點(diǎn)的所有屬性value按照“value0\nvalue1\n…\nvaluek”的形式建立nodename的attrinfo值。其次，對(duì)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的每個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)edgeinfo，若當(dāng)前節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)，則建立如下形式的edgeinfo，即nodename1->nodename2，其中，nodename1為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的名字，nodename2為孩子節(jié)點(diǎn)的名字；若當(dāng)前節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)，則對(duì)真分支節(jié)點(diǎn)建立如下形式的edgeinfo，nodename1->nodename2[label=”t”]，對(duì)假分支建立如下形式的edgeinfo，nodename1->nodename2[label=”f”]。按照以上方法廣度遍歷抽象語(yǔ)法樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終形成cfg.dot格式的文檔；

4）調(diào)用圖形可視化工具graphviz生成抽象語(yǔ)法樹(shù)的圖片文件。命令格式為：“dot–tjpgast.dot–oast.jpg”；

5）打開(kāi)ast.jpg文件，實(shí)現(xiàn)圖片的瀏覽、縮放、移動(dòng)等功能。

下面提供兩個(gè)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所述的程序分析過(guò)程可視化方法及系統(tǒng)的具體過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明：

一、本實(shí)施例為構(gòu)造程序抽象語(yǔ)法樹(shù)。本實(shí)施例中，我們對(duì)一段c程序進(jìn)行元級(jí)操作并輸出其抽象語(yǔ)法樹(shù)，具體過(guò)程如下：

步驟一、輸入圖2所示的源程序，將其轉(zhuǎn)換為中間表示；

步驟二、將中間表示規(guī)范化并化簡(jiǎn)；

步驟三、構(gòu)造抽象語(yǔ)法樹(shù)，并在其上進(jìn)行所需的元級(jí)操作；

步驟四、圖形化輸出抽象語(yǔ)法樹(shù)，參見(jiàn)圖3；

二、本實(shí)施例為構(gòu)造控制流圖。本實(shí)施例中，我們構(gòu)造了一段c程序的控制流圖，具體過(guò)程如下：

步驟一、輸入圖2所示的源程序，將其轉(zhuǎn)換為中間表示；

步驟二、將中間表示規(guī)范化并化簡(jiǎn)；

步驟三、構(gòu)造程序的抽象語(yǔ)法樹(shù)；

步驟四、構(gòu)造程序的控制流圖并圖形化輸出控制流圖，參見(jiàn)圖4；

以上具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非用于限定本發(fā)明。