UML行为图驱动的面向对象程序运行时验证的中期报告1.引言本文介绍了基于UML行为图驱动的面向对象程序运行时验证的中期报告。该项目旨在利用UML行为图的描述能力和程序员指定的属性规约来验证程序的行为，进而提高程序的可靠性。本报告将介绍项目的背景，目标及范围，所采取的方法和完成的工作，以及未来工作计划。2.背景在软件开发生命周期中，程序的测试和验证非常重要，可以提高程序的质量和可靠性。传统的测试方法通常是在程序编写完成后进行黑盒测试或白盒测试。但是，这些测试方法只能检测程序是否满足预期的输入输出关系或语法规则。在程序的行为方面，这些测试方法并不能保证程序的正确性。为了更好地验证程序的行为，现有的工具和方法往往借助形式化规约来指定程序的属性，以及模型检测方法来进行验证。然而，形式化规约需要程序员编写并维护，这是一项极具挑战性的任务。而且，使用形式化规约进行验证需要深入的数学知识，不适合普通程序员使用。因此，本项目希望利用UML行为图和程序员指定的属性规约来验证程序的行为。UML行为图是一种图形化的、直观的行为描述方法，程序员可以通过简单绘制图形来描述程序的行为，而不需要深入的数学知识。属性规约是一种常见的描述程序属性和行为的语言，程序员可以利用属性规约描述程序的属性和行为，进一步指导UML行为图描述程序的行为。3.目标和范围本项目的主要目标是探究利用UML行为图和属性规约来验证程序行为的可行性，并实现相应的工具。具体的范围包括：1.从UML行为图中提取程序执行路径；2.利用属性规约描述程序的属性和行为；3.验证程序执行路径是否满足属性规约；4.根据验证结果提示程序员进行修改。4.所采取的方法为了实现上述目标，我们采取以下方法：1.分析UML行为图结构，提取执行路径；2.解析属性规约，获得属性和行为的描述；3.利用程序执行路径和属性规约进行验证；4.根据验证结果，提示程序员进行修改。5.完成的工作在项目开始后的前期，我们对UML行为图和属性规约进行了初步的调研，并确定了本项目的方案和实现方式。在项目进行的中期，我们已经完成了以下工作：1.实现了UML行为图解析器，可以解析UML行为图中的执行路径；2.实现了属性规约解析器，可以解析属性规约并建立属性/行为描述模型；3.实现了执行路径和属性/行为描述模型的验证引擎，可以验证执行路径是否满足属性规约；4.编写了测试用例，并进行了初步的测试。通过测试，我们发现验证引擎可以正确地验证程序执行路径是否满足属性规约，同时可以检测出程序中的错误和潜在问题。但是，我们也发现当前的引擎还存在一些限制，例如只支持部分属性规约，需要进一步拓展引擎的功能。6.未来工作计划在未来的工作中，我们将继续完善和拓展工具的功能，包括但不限于：1.支持更多种类的属性规约；2.提供更多检测功能，如死锁检测，资源使用分析等；3.开发自动修复功能，通过修改UML行为图的方式修复程序中的错误；4.集成到现有的开发环境中，如Eclipse,IntelliJIDEA等。同时，我们也会对现有工具进行优化和改进，提高工具的性能和稳定性。以上都是我们在未来工作中优化和拓展的目标。