[发明专利]一种C语言核心语句转换到一阶公式的方法

说明书

发明领域

本发明涉及基于R演算的软件测试机械化的前期技术中，一种把C语言核心语句转换到一阶公式的方法。

发明背景

软件测试是软件开发不可缺少的重要环节，只有经过严格测试的软件才能被使用。学术界和产业界研制了大量测试工具，包括对规格说明的测试、对代码的黑盒、白盒测试等等。但到目前为止，测试样例的设计和对软件错误的定位和修改，仍需大量人力投入，测试质量仍与测试人员的经验紧密相关，软件测试仍被视为一门“工艺”技术。为了提高软件测试的效率，尤其是提高软件错误定位的准确性和效率，在国内外开展了大量的研究工作。主要有：程序语义理论、软件需求工程技术、基于模型检查的软件测试技术和工具、程序切片技术以及R演算系统理论。

R演算系统由李未院士于1994年在LNCS发表的论文中首次提出。其提出在软件需求说明层次，即在一阶语言中，建立错误定位和需求说明修正的形式演算系统。之后，围绕软件测试过程的形式化、测试样例的设计、软件错误的定位和修正的机械化等问题，展开了深入的研究。对R演算系统进行了实质性改进，取得了原创性理论成果。理论上证明了软件测试机械化的可能。

R演算系统是一个关于一阶语言的形式演算系统，它所处理的都是一阶语言中由逻辑连接词符号和量词符号组成的公式。所以要构建基于R演算的软件测试机械化系统，首先必须将我们所针对的目标形式语言的语句转换为R演算所能处理的一阶语言的公式。事情需要从最基本的做起，所以研究一种C语言核心语句转换到一阶公式的方法，对于软件测试的机械化，有着重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题：填补了现有技术的空白，提供一种C语言核心语句转换到一阶公式的方法。基于C程序核心语句的一种语义解释，把程序语言转换成R演算可以处理的一阶公式，为软件测试的机械化提供必要的技术支持。

本发明采用的技术方案：一种C语言核心语句转换到一阶公式的方法，其特征在于步骤如下：

(1)输入C语言程序，该程序仅由C语言核心语句构成，即只涉及赋值语句、条件语句、while语句和过程调用语句，各语句之间的连接使用顺序语句，同时判断条件只是单个条件，并且只跟零作比较。此外程序中的变元和常元都是定义在自然数集合上，并且涉及的运算只包括加、减和乘。使用现有的编译技术统计程序中使用的不同变元的个数k，给这些变元按字典排序法排序，记为v＝{v₁，…，v_k}，所述v＝{v₁，…，v_k}为按字典排序法排序的程序中所使用的不同变元的有序集合；

(2)全局变量count用来标记当前已经使用过的有序状态变元集合的个数，初始值为0；全局变量while_count用来标记当前已经处理过的while语句个数，初始值为0；变量CurFormula用来存储当前的一阶公式，初始值为空；变量NewFormula用来存储返回的新公式，初始值为空；

(3)输入程序的第一条语句；

(4)判断当前输入的语句的类型，根据判断结果调用相应的转换模块，包括赋值语句转换模块，条件语句转换模块，while语句转换模块，过程调用语句转换模块，各模块根据相应语句的语义解释进行转换，并返回生成的新公式NewFormula；

(5)处理完当前输入的语句后，使用顺序语句规则，把当前返回的新公式NewFormula与当前的一阶公式CurFormula合并，结果存储在CurFormula中。判断程序是否结束，若没有，则输入程序的下一条语句，然后转到步骤(4)，否则，返回当前的CurFormula。

1、根据本发明的又一个方面，其中步骤(2)中的全局变量count将作为生成有序状态变元集合的函数GenSymbol()的参数，以确保生成的有序状态变元集合跟之前产生的有序状态变元集合都不同，以保证生成的公式中使用的变元不会混淆；所述有序状态变元集合的不同指相应位置上的元素均不同。

2、根据本发明的又一个方面，其中所述的步骤(2)中的全局变量while_count将作为生成有序变量集合的函数GenVar()的参数，以确保生成的有序变量集合跟之前产生的有序变量集合都不同，以保证对于不同的while语句，其对应的矩阵数m，循环次数l，中间存储状态标记j均不同。

3、根据本发明的又一个方面，其中所述的步骤(4)进一步包括：

A.转换赋值语句的模块Assign(α′，τ)

A1.τ作为赋值语句对应的一阶公式的初始有序状态变元集合；