面向亿行 C／C++ 代码的静态分析系统设计及实践

2011，47（1）1引言所谓插装就是在保证程序的逻辑完整的基础上，在被测程序的特定部位插入一段检测程序（又称探针函数）[1]。

插装的目的主要在于程序动态运行时，抛出运行特征数据，基于这些特征数据的分析，可以获得程序的控制流及数据流信息，例如：程序的实际执行路径信息、路径覆盖信息等。

程序插装是一个联系静态分析与动态测试的关键桥梁，在软件测试中占有非常重要的地位。

路径测试法是软件测试中的一种基本方法，路径测试的关键是确定实际程序中的路径集合。

RegressionTestC1.0是自主开发的白盒回归测试工具，该系统的整体思路：通过对软件源代码的静态分析，绘制带有控制逻辑的函数调用关系图，给出所有可能的函数调用路径，也就是静态路径；执行源程序，给出针对每个测试用例的函数动态调用路径；比较软件新旧版本的不同，找出经过变更部分的所有函数调用路径，选择能够覆盖这些路径的测试用例进行测试。

基于函数的路径分析是该项目的基础，软件修改影响分析及测试用例优化等工作都是依据函数调用路径关系来完成，在整个项目中占有重要地位。

2研究基础传统的插装方法中，是按照功能对探针分类的，例如：分支探针、条件探针、时间探针，并且在不同类型的装点位置插入不同探针的方法。

在RegressionTestC1.0插装部分，C 源码装点被分为控制装点和非控制装点。

对一个函数的控制流来说主要有两部分：分支与循环。

控制装点就是插装在这两部分执行语句处的装点。

非控制装点就是函数的起始处、终止语句处的装点。

系统采用面向函数路径的测试方法，以函数为基本单位，分析其中出现的函数调用语句，提取函数调用关系路径（局部路径），然后组合成整个程序的全局静态函数路径集合，此方法大大减低了因插装带来的对路径提取效率的影响。

2.1相关概念路径分析：所谓路径分析就是为了分析源代码中所有可能的函数执行路径，包括静态路径和动态路径。

例如：源代码为：int f 1（int i ）{i ++；}int f 2（int i ）{i =i +2；面向C 程序插装的路径提取牟永敏，姜智荧，张志华MU Yongmin ，JIANG Zhiying ，ZHANG Zhihua北京信息科技大学计算机开放系统实验室，北京100101Open Computer System Laboratory ，Beijing Information Science &Technology University ，Beijing 100101，ChinaE-mail ：yongminmu@MU Yongmin ，JIANG Zhiying ，ZHANG Zhihua.Path extraction based on C program puter Engi-neering and Applications ，2011，47（1）：67-69.Abstract ：Path testing technique is a basic method of software testing.The C program is classified with control structures which will be instrumented combined with the characteristics of path testing ；the function static information will be extracted while the probes are set.Algorithm adopts the method of obtaining local path firstly ，then gaining the global path.Experimen-tal results show that the extraction path based on instrumentation technology is of high accuracy and efficiency ，especially ap-plied in obtaining the path of the function.Key words ：path testing ；instrumentation ；function path ；global path set摘要：路径测试法是软件测试的一种基本方法。

快递管理系统c语言课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握C语言中数据类型、变量、运算符、控制结构等基本知识，并能运用到快递管理系统的设计与实现中。

2. 使学生了解文件操作在C语言中的应用，能够实现快递信息的存储和读取。

3. 帮助学生理解结构体在C语言中的作用，能够使用结构体存储和管理快递信息。

技能目标：1. 培养学生运用C语言进行程序设计的能力，能够独立完成快递管理系统的模块编写。

2. 提高学生分析问题、解决问题的能力，能够针对快递管理系统中的具体需求进行有效设计和实现。

3. 培养学生团队协作能力，通过分组合作完成课程设计，提高沟通与协作水平。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对待编程的兴趣和热情，激发他们主动探索新知识的精神。

2. 培养学生认真负责的态度，对待课程设计任务能够严谨、细心、精益求精。

3. 引导学生关注快递行业的发展，了解快递管理系统在实际应用中的重要性，提高社会责任感。

课程性质：本课程设计旨在让学生将所学的C语言知识运用到实际项目中，提高编程实践能力和问题解决能力。

学生特点：学生已具备一定的C语言基础，但缺乏实际项目经验，需在课程设计中巩固和提高。

教学要求：教师需根据学生特点和课程性质，分解课程目标为具体的学习成果，注重引导学生动手实践，提高编程能力。

同时，关注学生的情感态度价值观培养，使他们在完成课程设计的过程中得到全面发展。

二、教学内容1. 快递管理系统需求分析：介绍快递管理系统的功能需求，分析系统所需处理的数据和业务流程。

2. C语言基础知识回顾：回顾数据类型、变量、运算符、控制结构等基本知识，为后续编程打下基础。

3. 文件操作：讲解C语言中文件操作的相关知识，包括文件的打开、关闭、读写等操作，为存储和读取快递信息提供技术支持。

4. 结构体与链表：介绍结构体的定义和使用，以及如何利用链表实现快递信息的动态存储和管理。

5. 函数设计与实现：分析快递管理系统中的功能模块，引导学生设计相应的函数，实现模块功能。

面向对象系统分析和设计综合实验报告4综合实验报告：面向对象系统分析和设计一、引言面向对象系统分析和设计（Object-Oriented System Analysis and Design，简称OOSAD）是软件工程中的重要环节，它涉及到软件系统的需求分析、设计和建模等过程。

本实验旨在通过一个综合案例，加深对面向对象系统分析和设计的理解，并能够熟练运用相关的建模工具和方法。

二、实验背景本次实验的案例为一个在线购物系统，该系统允许用户浏览商品、添加到购物车、下定单并完成支付等功能。

通过对该系统进行分析和设计，可以掌握面向对象的建模技巧，包括用例图、类图、时序图等。

三、系统需求分析1. 功能需求根据用户的需求，我们确定了以下功能需求：- 用户注册和登录：用户可以通过注册账号并登录系统。

- 浏览商品：用户可以查看系统中的商品列表，包括商品的名称、价格、库存等信息。

- 添加到购物车：用户可以将感兴趣的商品添加到购物车中，以便后续下单。

- 下定单：用户可以选择购物车中的商品，并生成定单。

- 支付定单：用户可以选择支付方式，完成定单的支付。

2. 非功能需求除了功能需求外，我们还需要考虑以下非功能需求：- 性能要求：系统需要能够处理大量的用户请求，并保证响应时间在合理范围内。

- 安全要求：用户的个人信息和支付信息需要进行加密和保护，确保不被恶意攻击者获取。

- 可靠性要求：系统需要具备一定的容错能力，能够在浮现故障时自动恢复，并保证数据的完整性。

四、系统设计1. 用例图根据需求分析，我们可以绘制出以下用例图，用于描述系统的功能和用户之间的交互关系。

（用例图示例）2. 类图在进行系统设计时，我们需要确定系统中的各个类及其之间的关系。

以下是一个简化的类图示例：（类图示例）在类图中，我们可以看到系统中的各个类以及它们之间的关系，如商品类、用户类、购物车类、定单类等。

通过类图，我们可以清晰地看到系统的结构和模块之间的依赖关系。

静态代码测试报告模板测试报告：一、测试概述：在本次测试中，我们对静态代码进行了全面的测试，以确保其功能的正确性和稳定性。

本次测试主要包括以下方面：1. 代码静态分析：通过使用静态代码分析工具对代码进行分析，以查找潜在的问题和错误。

2. 代码编译：使用适当的编译器对代码进行编译，并验证编译结果是否正确。

3. 代码规范检查：检查代码是否符合规范和最佳实践，以确保代码的可读性和可维护性。

二、测试环境：本次测试所使用的环境和工具如下：- 操作系统：Windows 10- 编译器：gcc 9.3.0- 静态代码分析工具：SonarQube 8.4- 代码规范检查工具：PMD 6.33三、测试结果：经过全面的测试，我们得出以下测试结果：1. 代码静态分析：使用SonarQube对代码进行了静态分析，结果显示未发现任何潜在的问题或错误。

所有的代码均符合最佳实践和规范要求。

2. 代码编译：使用gcc编译器对代码进行编译，编译过程中没有出现任何错误或警告。

编译结果显示所有文件均已成功编译。

3. 代码规范检查：使用PMD工具对代码进行规范检查，结果显示代码符合规范要求，没有发现任何问题或违规行为。

四、问题和改进：在本次测试中，未发现任何问题或错误。

目前的静态代码质量良好，符合规范和最佳实践。

如果未来需要进一步改进代码质量，则可以考虑以下方面：1. 引入更多的静态代码分析工具，以提高对代码潜在问题的识别能力。

2. 定期进行代码审查，以发现代码中的潜在问题和改进建议。

3. 加强对代码规范的监督和培训，以确保团队成员的代码质量意识和技能水平的提升。

总结：通过本次静态代码测试，我们确认了代码的质量和稳定性，并未发现任何问题或错误。

目前的静态代码质量良好，符合规范和最佳实践。

希望以上测试结果和建议能对后续的代码开发和维护工作有所帮助。

如何进行代码的静态分析与检查代码的静态分析与检查是一种检查代码质量和潜在问题的方法。

通过对代码进行静态分析和检查，可以发现代码中的潜在错误、性能问题、代码风格不规范等，并提供改进建议。

本文将介绍静态分析与检查的定义、优势、工具和技术，以及如何在项目中进行静态分析与检查。

一、静态分析与检查的定义和目的静态分析与检查是一种不执行代码的方法，而是通过检查源代码或已编译的代码来找出潜在问题和错误。

其目的是提高代码质量，减少潜在错误和问题的数量，以及提供改进建议和最佳实践。

静态分析与检查可以帮助开发人员在项目早期发现问题并加以解决，减少问题产生的成本。

同时，它还可以提供一些最佳实践和改进建议，帮助开发人员改善代码质量和性能。

二、静态分析与检查的优势1.提高代码质量：静态分析与检查可以帮助开发人员发现潜在的错误和问题，提高代码质量。

通过分析代码的结构和逻辑，可以发现代码中的一些潜在问题，如空指针引用、内存泄漏等。

2.减少潜在错误：静态分析与检查可以在代码运行之前就发现潜在的错误，避免将错误引入到生产环境中。

这样可以节省调试和修复错误的时间，提高开发效率。

3.提供改进建议和最佳实践：静态分析与检查工具通常会提供一些改进建议和最佳实践，帮助开发人员改善代码质量和性能。

这些建议可以帮助开发人员遵循一些约定俗成的编码规范，提高代码可读性和维护性。

4.自动化检查：静态分析与检查可以自动化进行，减少开发人员的工作量。

开发人员只需要配置好工具并运行检查，就可以获得检查结果和建议。

这样可以提高开发的效率和效果。

三、静态分析与检查的工具和技术1.静态代码分析工具：静态代码分析工具可以帮助开发人员检查代码中的潜在问题和错误。

常见的静态代码分析工具包括SonarQube、Checkstyle、FindBugs等。

这些工具可以检查代码的结构、语法、逻辑等，并给出相应的警告和建议。

2.代码复杂度分析工具：代码复杂度分析工具可以帮助开发人员评估代码的复杂度，并提供相应的优化建议。

实验学习系统的设计与实现目录一、需求分析.......................................................................................................................................... - 2 -二、界面设计.......................................................................................................................................... - 2 -四、模型设计.......................................................................................................................................... - 4 -五、系统实现.......................................................................................................................................... - 5 -5.1 ExeciseMain.cpp文件............................................................................................................... - 5 -5.2Menu.cpp 文件 ........................................................................................................................ - 6 -5.3Int.cpp文件 .............................................................................................................................. - 9 -5.4ThirdMain文件....................................................................................................................... - 12 -5.5 subMain 文件......................................................................................................................... - 17 -5.6ExeciseManager文件 ............................................................................................................. - 21 -5.7 Exercise.h文件........................................................................................................................ - 27 -六、项目总结........................................................................................................................................ - 29 -七、课程学习心得 ................................................................................................................................ - 29 -八、附录代码........................................................................................................................................ - 30 -8.1 主模块main .......................................................................................................................... - 30 -8.2 ExeciseManager.cpp文件..................................................................................................... - 31 -8.3 Int.cpp文件........................................................................................................................... - 37 -8.4 Menu.cpp文件 ..................................................................................................................... - 39 -8.5 ScoreMananer.cpp文件 ....................................................................................................... - 43 -8.6 SubMain.cpp文件................................................................................................................. - 48 -8.7 ThirdMain.cpp文件 .............................................................................................................. - 53 -8.8 Analyze.cpp文件 .................................................................................................................. - 59 -8.9 Char.cpp文件 ....................................................................................................................... - 60 -8.10 Analyze.h文件 .................................................................................................................... - 60 -8.11 Char.h文件 ......................................................................................................................... - 60 -8.12 ExeciseManager.h文件 ...................................................................................................... - 61 -8.13 Int.h文件 ............................................................................................................................ - 61 -8.14 Menu.h文件 ....................................................................................................................... - 62 -8.15 Score.h文件........................................................................................................................ - 62 -8.16 ScoreManager.h文件 ......................................................................................................... - 62 -8.17 SubMain.h文件 .................................................................................................................. - 63 -8.18 ThirdMain.h文件 .................................................................................................................... - 63 -实验学习系统的设计与实现一、需求分析1.1运行程序运行所选章节的程序1.2分析实验核心分析所选章节的的核心代码1.3显示实验代码将所选章节的代码显示出来1.4退出系统退出实验学习系统二、界面设计主界面章节页面运行程序页面显示程序代码页面(由于每章内容不同，页面可能会有差异)四、模型设计五、系统实现5.1 ExeciseMain.cpp文件主模块main1.模块功能：选择一个功能号执行相应的功能。

实验名称：静态程序分析实验目的：1. 理解静态程序分析的基本概念和原理。

2. 掌握使用静态分析工具对程序进行错误检测和漏洞扫描的方法。

3. 通过实验加深对代码质量、安全性和性能优化的认识。

实验时间：2023年X月X日实验环境：1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C/C++3. 静态分析工具：SonarQube实验内容：1. 程序编写2. 静态分析工具配置3. 静态分析执行与结果分析4. 问题修复与验证一、程序编写为了进行静态分析实验，我们编写了一个简单的C语言程序，如下所示：```c#include <stdio.h>int main() {int a = 10;int b = 20;int sum = a + b;printf("The sum of a and b is: %d\n", sum);return 0;}```二、静态分析工具配置1. 下载并安装SonarQube。

2. 创建一个新的项目，并配置项目源码路径。

3. 添加C/C++作为项目语言。

4. 配置代码库扫描规则，选择合适的规则集。

5. 启动SonarQube服务器。

三、静态分析执行与结果分析1. 将编写的程序添加到SonarQube项目中。

2. 执行代码库扫描。

3. 查看静态分析结果。

分析结果如下：- 代码复杂度：该程序较为简单，没有复杂的逻辑结构，代码复杂度适中。

- 代码质量：程序结构清晰，命名规范，没有明显的代码质量问题。

- 安全性：程序中没有发现明显的安全漏洞。

- 性能：程序执行效率较高，没有明显的性能瓶颈。

四、问题修复与验证在本次实验中，我们没有发现任何需要修复的问题。

因此，我们不需要进行问题修复。

五、实验总结通过本次静态程序分析实验，我们了解了静态分析的基本概念和原理，并学会了如何使用SonarQube等工具对程序进行错误检测和漏洞扫描。

以下是我们从实验中得到的几点体会：1. 静态分析是一种有效的代码质量保证手段，可以帮助我们发现潜在的问题，提高代码的可维护性和安全性。

课程设计题目：采用静态三叉链表构造一棵Huffman树并求其编码一课程设计应达到的目的：数据结构课程设计的目的是，为了让学生在学习《数据结构》课程的基础上深入理解数据结构的基本理论，掌握对数据结构的各种操作的算法设计方法，增强对基础知识和基本方法的综合运用能力，增强对算法的理解能力，提高软件设计能力，在实践中培养独立分析问题和解决问题的作风和能力，进一步深入巩固所学理论知识、使理论与实际相结合的重要实践环节。

本课程设计通过完成一些具有一定难度的程序的编写、调试、运行工作，掌握面向过程程序设计的基本方法，从而提高学生分析问题解决问题的能力。

课程设计是教学中很重要的一项实践环节，它可以帮助学生充分理解课堂教学中的内容，对提高学生的实践认识和实际动手能力都有很重要的实际意义。

学生应在规定的时间内，按照课程设计的要求，结合所学的理论知识，查找相关资料，完成好本次课程设计，提高程序编写的能力，为将来的实际工作取得一定的经验。

二课程设计题目及要求采用静态三叉链表构造一棵Huffman树并求其编码增加了权值的计算和Huffman树的输出并写入code文件三主函数及分析it学习网收集主程序代码Main.cpp#include<iostream.h>#include<string.h>#include"readFile.h"#include"HuffmanTree.h"int main(){char str[1000];cin>>str;HuffmanTree htree(str);htree.print();htree.writetoFile();readFile(htree.getstr1(),htree.gethufcodes(),htree.getleafNum());return 0;}HuffmanTree.h#include<iostream.h>#include<stdio.h>#include<string.h>template<class T>struct TriNode{T data;int parent,left,right;};class HuffmanTree{private:char str[1000]; //输入的字符串char str1[1000]; //哈弗曼叶子值int leafNum; //子叶结点个数TriNode<int> *huftree; // 哈弗曼的结点数组char **hufcodes; //哈弗曼编码数组void createHuffmanTree(int weight[],int n); //创建指定权值集合的哈弗曼树void getHuffmanCode(); //获得哈弗曼编码public:HuffmanTree(char str5[]);~HuffmanTree();void writetoFile(); //写入文件char** gethufcodes();char* getstr1();int getleafNum();void print();void print(int u);int getheight(int r);//得出r节点的深度};const Max_Weight=9999; // 默认最大权值/*******************************************************************/ HuffmanTree::HuffmanTree(char str5[]){strcpy(str,str5);int count=0,i,j,k=0;for(i=0;i<strlen(str);i++)//循环做出str1，将每个str里面的字符在str1里面扫描一遍，str中在str1没出现的字符放到str1中{for(j=0;j<count+1;j++)if(str[i]!=str1[j]) k++;//如果str中的字符在str1中扫描不等k++，k初值为0if(k==count+1)//如果k等于字符串str1的长度的话说明str[i]在str1中没出现，加到str1中str1[count++]=str[i];k=0;}str1[count]='\0';//将哈弗曼叶子字符数组最后一位置字符串结束符/********************************************************************/ int weight[100];for(i=0;i<count;i++)//初始化权值为0weight[i]=0;for(i=0;i<strlen(str);i++)//从第一个开始扫描str 让str的每一个字符和str1比较在str1中相等的地方让weight的值++for(j=0;j<count;j++){if(str[i]==str1[j]){weight[j]++;//weight中的每一位对应着str1中的每一位break;}}for(i=0;i<count;i++){cout<<str1[i]<<" ";}cout<<endl;for(i=0;i<count;i++){cout<<weight[i]<<" ";}cout<<endl;/********************************************************************/ createHuffmanTree(weight,count);getHuffmanCode();}/********************************************************************/void HuffmanTree::createHuffmanTree(int weight[],int n) //创建指定权值集合的哈弗曼树{leafNum=n;huftree=new TriNode<int>[2*n-1];int i;for(i=0;i<n;i++){huftree[i].data=weight[i];huftree[i].parent=huftree[i].left=huftree[i].right=-1;}for(i=0;i<n-1;i++){int min1,min2,x1,x2;min1=min2=Max_Weight;x1=x2=-1;for(int j=0;j<n+i;j++){if(huftree[j].data<min1&&huftree[j].parent==-1){min2=min1;x2=x1;min1=huftree[j].data;x1=j;}else if(huftree[j].data<min2&&huftree[j].parent==-1){min2=huftree[j].data;x2=j;}}huftree[x1].parent=n+i;huftree[x2].parent=n+i;huftree[n+i].data=huftree[x1].data+huftree[x2].data;huftree[n+i].parent=-1;huftree[n+i].left=x1;huftree[n+i].right=x2;}}void HuffmanTree::getHuffmanCode(){int n=leafNum;hufcodes=new char*[n];for(int i=0;i<n;i++){char *code=new char[n];code[n-1]='\0';int start=n-1;int child=i;int parent=huftree[child].parent;while(parent!=-1){start--;if(huftree[parent].left==child)code[start]='0';elsecode[start]='1';child=parent;parent=huftree[child].parent;}hufcodes[i]=code+start;}}/********************************************************************/int HuffmanTree::getheight(int r){int t=0;while(r!=-1){r=huftree[r].parent;t++;}return t;}/********************************************************************/void HuffmanTree::print(){cout<<"哈夫曼树节点数组: \n";print(2*leafNum-2);}/*******HuffmanTree************************************************************ */void HuffmanTree::print(int u)//递归打印哈弗曼tree，采用先序遍历{if(u!=-1)//判断是否有孩子{for(int e=1;e<getheight(u);e++)//循环小于高度，目的是为了确定该节点前有多少个空格{if(e==getheight(u)-1)//在循环的最后一位输出下面字符cout<<"|_____";else cout<<" ";//循环输出空格}cout<<huftree[u].data;//输出节点权值cout<<endl;print(huftree[u].left);//找它左子print(huftree[u].right);//找他右孩子}}/********************************************************************/ HuffmanTree::~HuffmanTree(){delete[] huftree;delete[] hufcodes;}/********************************************************************/void HuffmanTree::writetoFile(){FILE *fp;int i,j;fp=fopen("code.txt","w");//以读的方式创建文件for(i=0;i<strlen(str);i++)//扫描字符串str每一位与str1中的每一为比较若相等写入该位置的哈弗曼的编码for(j=0;j<leafNum;j++){if(str[i]==str1[j]) //主要目的是得出j值str1和weight和hafcodes的每一位都一一对应{fputs(hufcodes[j],fp);//写入文件cout<<hufcodes[j];//输出到屏幕}}cout<<endl;fclose(fp);cout<<"写入成功"<<endl;}/********************************************************************/char* HuffmanTree::getstr1()//str1访问器{return str1;}char** HuffmanTree::gethufcodes()//hufcodes访问器{return hufcodes;}int HuffmanTree::getleafNum()//leafNum访问器{return leafNum;}ReadFile.h#include<iostream.h>#include<stdio.h>#include<string.h>void readFile(char *str1,char **hufcodes,int leafNum)//带入参数哈弗曼节点字符串哈弗曼编码字符串数组，哈弗曼节点数{char str2[1000],str3[100];//这个方法的思想是，从文件读入哈弗曼编码过的文档读入到str2中int k=0,i=0,j,l,o=0,p=0;//然后从第一个字符开始取字符str2中的hufcodes[i]的长度和hufcodes[i]比较是否相等FILE *fp;// 若相等i=i+hufcodes[i]的长度继续读下面的知道str2读完fp=fopen("code.txt","r");while(!feof(fp))str2[k++]=fgetc(fp);fclose(fp);while(i<k-1){for(j=0;j<leafNum;j++){o=0;p=0;for(l=i;l<i+strlen(hufcodes[j]);l++)//复制str2中哈弗曼编码str3[p++]=str2[l];for(l=0;l<strlen(hufcodes[j]);l++)if(str3[l]!=hufcodes[j][l]) o++;if(o==0){cout<<str1[j];i=i+strlen(hufcodes[j]);break;}}}cout<<endl;}程序执行结果：14561四 主要参考文献写入到文件里的huffman 编码Huffman 树《数据结构（C++版）》叶核亚编著电子工业出版社五程序中出现的问题及解决方案程序原本采用三叉链表储存结构，但是由于实现方面有问题，所以现在采用静态三叉链表，静态三叉链表采用一个结构数组存储二叉树的所有结点，一个数组元素储存一个结点，每个结点存储其父母，孩子结点的下标，通过下标表示结点间的关系。