基于信息检索的软件缺陷定位方法综述

基于信息检索的软件缺陷定位方法是当前软件缺陷定位领域中的一个研究热点.该方法主要分析缺陷报告文本和程序模块代码,通过计算缺陷报告和程序模块间的相似度,选取与缺陷报告相似度最高的若干程序模块,将其推荐给开发人员.对近些年国内外研究人员在该综述主题上取得的成果进行了系统的梳理和总结.首先,给出研究框架并阐述影响方法性能的3...     

面向软件缺陷报告的缺陷定位方法研究与进展

软件缺陷定位是软件缺陷修复任务的一个重要步骤。面向软件缺陷报告的缺陷定位方法以描述缺陷产生现象的软件缺陷报告作为查询,以项目的源代码作为语料库,通过分析缺陷报告与源代码单元之间的相关关系,设计缺陷报告与源代码单元之间相关度的计算方法;随后,挖掘各类软件历史仓库来创建缺陷定位数据集,构建缺陷定位模型,以识别缺陷报告所描述的缺陷对应的源代码单元(即缺陷位置),实现缺陷定位。对近年来国内外学者在该研究领域取得的成果进行了系统总结。首先,介绍了软件缺陷定位的相关概念,归纳了面向软件缺陷报告的缺陷定位方法的主要流程;其次,围绕定位流程中的3个关键步骤梳理了已有研究工作;然后,总结了缺陷定位领域常用的实验数据集和实验评估指标;最后,对未来研究可能面临的挑战进行了展望。     

方法级别的细粒度软件缺陷定位方法

当软件缺陷报告在跟踪系统中被指派给开发人员进行缺陷修复之后,缺陷修复人员就需要根据提交的缺陷报告来进行软件缺陷定位,并做出相应的代码变更,以修复该软件缺陷.在缺陷修复的整个过程中,软件缺陷定位占用了开发人员大量的时间.提出了一种方法级别的细粒度软件缺陷定位方法MethodLocator,以提高软件修复人员的工作效率.MethodLocator首先对缺陷报告和源代码方法体利用词向量（word2vec）和TF-IDF结合的方法进行向量表示;然后,根据源代码文件中方法体之间的相似度对方法体进行扩充;最后,通过对扩充后的方法体和缺陷报告计算其余弦距离并排序,来定位为修复软件缺陷所需做出变更的方法.在4个开源软件项目ArgoUML、Ant、Maven和Kylin上的实验结果表明,MethodLocator方法优于现有的缺陷定位方法,它能够有效地将软件缺陷定位到源代码的方法级别上.     

即时软件缺陷预测研究进展

软件缺陷预测一直是软件工程研究中最活跃的领域之一,研究人员己经提出了大量的缺陷预测技术,根据预测粒度不同,主要包括模块级、文件级和变更级（change-level）缺陷预测.其中,变更级缺陷预测旨在于开发者提交代码时,对其引入的代码是否存在缺陷进行预测,因此又被称作即时（just-in-time）缺陷预测.近年来,即时缺陷预测技术由于其即时性、细粒度等优势,成为缺陷预测领域的研究热点,取得了一系列研究成果;同时也在数据标注、特征提取、模型评估等环节面临诸多挑战,迫切需要更先进、统一的理论指导和技术支撑.鉴于此,从即时缺陷预测技术的数据标注、特征提取和模型评估等方面对近年来即时缺陷预测研究进展进行梳理和总结.主要内容包括：（1）归类并梳理了即时缺陷预测模型构建中数据标注常用方法及其优缺点;（2）对即时缺陷预测的特征类型和计算方法进行了详细分类和总结;（3）总结并归类现有模型构建技术;（4）总结了模型评估中使用的实验验证方法与性能评估指标;（5）归纳出了即时缺陷预测技术的关键问题;（6）最后展望了即时缺陷预测的未来发展.     

重复软件缺陷报告检测方法综述

软件缺陷在软件的开发和维护过程中是不可避免的,软件缺陷报告是软件维护过程中重要的缺陷描述文档,高质量的软件缺陷报告可以有效提高软件缺陷修复的效率.然而,由于存在许多开发人员、测试人员和用户与缺陷跟踪系统交互并提交软件缺陷报告,同一个软件缺陷可能被不同的人员报告,导致了大量重复的软件缺陷报告.重复的软件缺陷报告势必加重人工检测重复缺陷报告的工作量,并造成人力物力的浪费,降低了软件缺陷修复的效率.以系统文献调研的方式,对近年来国内外学者在重复软件缺陷报告检测领域的研究工作进行了系统的分析.主要从研究方法、数据集的选取、性能评价等方面具体分析总结,并提出该领域在后续研究中存在的问题、挑战以及建议.     

开源软件缺陷报告自动摘要研究综述

在开源软件开发的维护阶段, 开源软件缺陷报告为开发人员解决缺陷提供了大量帮助。然而, 开源软件缺陷报告通常是以用户对话的形式编写, 一个软件缺陷报告可能含有数十条评论和上千个句子, 导致开发人员难以阅读或理解软件缺陷报告。为了缓解这个问题, 人们提出了开源软件缺陷报告自动摘要, 缺陷报告自动摘要可以减少开发人员阅读冗长缺陷报告的时间。本文以综述的方式对开源软件缺陷报告自动摘要的研究做了系统的归纳总结。首先, 根据摘要的表现形式, 将开源软件缺陷报告摘要分类为固定缺陷报告摘要和可视化缺陷报告摘要, 再将固定缺陷报告摘要研究方法分类为基于监督学习方法和基于无监督学习方法, 之后总结了基于监督学习和无监督学习的开源软件缺陷报告摘要生成的工作框架, 并介绍了开源软件缺陷报告摘要领域常用数据集、预处理技术和摘要评估指标。其次, 本文以无监督学习为切入点, 分类阐述和归纳了无监督开源软件缺陷报告摘要方法, 将无监督开源软件缺陷报告摘要方法分类为: 基于特征评分方法、基于深度学习方法、基于图方法和基于启发式方法, 并对每类方法进行讨论与分析。再次, 从缺陷报告摘要的实用性出发, 对现有的缺陷报告可视化摘要研究成果进行总结,并对固定缺陷报告摘要和可视化缺陷报告摘要的实用性做出分析。最后, 对现有研究成果及综述进行讨论和分析, 指出了开源软件缺陷报告摘要领域在缺陷报告数据集、抽取式摘要和黄金标准摘要三个方面面临的挑战和对未来研究的展望。     

知识驱动的相似缺陷报告推荐方法

软件缺陷在软件开发过程中不可避免,提交的缺陷报告则是分析和修复缺陷的重要信息来源。开发人员常通过借鉴相似的历史缺陷报告和修复信息来辅助对当前新缺陷的分析和修复。文中提出了一种知识驱动的相似缺陷报告推荐方法。该方法首先利用信息检索和Word Embedding技术构建缺陷知识图谱;然后利用TF-IDF和Word Embedding技术计算缺陷报告之间的文本相似度,同时综合考虑缺陷的各项属性,从而得到缺陷报告之间的主次要属性相似度;最后将上述相似度融合成综合相似度,利用综合相似度推荐相似缺陷报告。实验结果表明,与基线方法相比,在Firefox数据集上所提方法的性能平均提高了12.7%。     

软件缺陷数据处理研究综述

软件缺陷数据是软件质量分析和改进的重要基础数据之一.如何在分析缺陷数据前对缺陷数据进行有效的预处理,如何根据缺陷特征对缺陷数据进行合理分类,如何对缺陷数据进行挖掘以及统计分析,是软件缺陷研究领域面临的问题.详细介绍了缺陷数据预处理、缺陷分类以及缺陷数据挖掘分析3个方面的研究内容、方法和技术,并对这些方法进行了比较和分析,最后提出了几个软件缺陷数据处理研究领域需要进一步研究的问题.     

基于信息检索的缺陷定位:问题、进展与挑战

缺陷的存在,会影响软件系统的正常使用甚至带来重大危害.为了帮助开发者尽快找到并修复这些缺陷,研究者提出了基于信息检索的缺陷定位方法.这类方法将缺陷定位视为一个检索任务,它为每个缺陷报告生成一份按照程序实体与缺陷相关度降序排序的列表.开发者可以根据列表顺序来审查代码,从而降低审查成本并加速缺陷定位的进程.近年来,该领域的研究工作十分活跃,在改良定位方法和完善评价体系方面取得了较大进展.与此同时,为了能够在实践中更好地应用这类方法,该领域的研究工作仍面临着一些亟待解决的挑战.对近年来国内外学者在该领域的研究成果进行系统性的总结：首先,描述了基于信息检索的缺陷定位方法的研究问题;然后,分别从模型改良和模型评估两方面陈述了相关的研究进展,并对具体的理论和技术途径进行梳理;接着,简要介绍了缺陷定位的其他相关技术;最后,总结了目前该领域研究过程中面临的挑战并给出建议的研究方向.     

基于二次传播的开源软件缺陷定位方法

为了提高开源软件缺陷定位的准确度,提出一种基于二次传播的开源软件缺陷定位方法TPA。将重启随机游走算法与标签传播算法相结合,在基于信息检索方法的基础上,从开源软件中各个模块的调用关系、模块风险度和历史缺陷报告三个方面分析缺陷存在的具体位置,将缺陷定位分为风险度传播和标签传播两个部分。通过软件模块之间的相关度和调用关系,结合开源软件的历史修改信息评估模块风险度;通过已修改的缺陷报告构造缺陷标签,并采用标签传播定位软件缺陷。在Eclipse 3.1缺陷报告数据集中,top-◢N◣ rank和MRR指标均高于同类缺陷定位方法。实验表明,TPA方法具有较高的准确度。     

Multi‐level reranking approach for bug localization

Bug fixing has a key role in software quality evaluation. Bug fixing starts with the bug localization step, in which developers use textual bug information to find location of source codes which have the bug. Bug localization is a tedious and time consuming process. Information retrieval requires understanding the programme's goal, coding structure, programming logic and the relevant attributes of bug. Information retrieval (IR) based bug localization is a retrieval task, where bug reports and source files represent the queries and documents, respectively. In this paper, we propose BugCatcher, a newly developed bug localization method based on multi‐level re‐ranking IR technique. We evaluate BugCatcher on three open source projects with approximately 3400 bugs. Our experiments show that multi‐level reranking approach to bug localization is promising. Retrieval performance and accuracy of BugCatcher are better than current bug localization tools, and BugCatcher has the best Top N, Mean Average Precision (MAP) and Mean Reciprocal Rank (MRR) values for all datasets.     

基于缺陷修复历史的两阶段缺陷定位方法

缺陷定位是软件缺陷修复的关键步骤。随着计算机软件的日趋复杂和网络的迅速发展,如何快速高效的定位缺陷相关代码成为了一个急待解决的问题。在研究现有基于信息检索技术的缺陷定位方法的基础上,综合考虑缺陷修复历史信息,提出了基于缺陷修复历史的两阶段缺陷定位方法。该方法不再单一依赖文本相似度,从缺陷修复的局部性现象入手,更多的考虑了缺陷修复的历史记录、变更信息及代码特征等因素,结合信息检索和缺陷预测方法来提高缺陷定位的精度。最后本文以两个开源项目为例,验证了方法的可行性和有效性。     

版本失配和数据泄露对基于缺陷报告的缺陷定位模型的影响

为了降低缺陷定位过程中的人力成本,研究者们在缺陷报告的基础上提出了许多基于信息检索的缺陷定位模型,包括使用传统特征和使用深度学习特征进行建模的定位模型.在评价不同缺陷定位模型时设计的实验中,现有研究大多忽视了缺陷报告所属的版本与目标源代码的版本之间存在的“版本失配”问题或/和在训练和测试模型时缺陷报告的时间顺序所引发的“数据泄露”问题.致力于报告现有模型在更加真实的应用场景下的性能表现,并分析版本失配和数据泄露问题对评估各模型真实性能产生的影响.选取6个使用传统特征的定位模型(BugLocator、BRTracer、BLUiR、AmaLgam、BLIA、Locus)和1个使用深度学习特征的定位模型(CodeBERT)作为研究对象.在5个不同实验设置下基于8个开源项目进行系统性的实证分析.首先, CodeBERT模型直接应用于缺陷定位效果并不理想,其定位的准确率依赖于目标项目的版本数目和源代码规模.其次,版本匹配设置下使用传统特征的定位模型在平均准确率均值(MAP)、平均序位倒数均值(MRR)两个指标上比版本失配实验设置下最高可以提高47.2%和46.0%, CodeBERT模型的效果也...     

Firefox缺陷跟踪系统中的用户反馈

缺陷追踪是软件项目管理的一个重要环节，是保证现代大规模开源软件开发顺利进行并持续提高软件质量的必要手段.目前，大部分开源软件都使用开放的缺陷跟踪系统进行软件缺陷的管理.它允许用户向开发者提交系统故障（即defect类型缺陷）以及系统改进建议（即enhancement类型缺陷），但是这些用户的反馈所起的作用尚未得到充分研究.针对这一问题，对Firefox的缺陷跟踪系统进行实证研究，收集了2018年和2019年提交的19 474份Firefox Desktop以及3 057份Firefox for Android缺陷报告.在此基础上，对比分析了普通用户和核心开发者提交的缺陷在数量、严重性、组件分布、修复率、修复速度以及修复者上的差别，并调查了缺陷报告的撰写质量与缺陷处理结果和修复时间的关系.主要发现包括：（1）当前缺陷追踪系统中普通用户人数众多，但参与程度较浅，86%的用户只提交过一个缺陷，其中，高严重等级的缺陷不超过3%；（2）普通用户提交的缺陷主要分布在和用户交互相关的UI组件上（例如地址栏、音频/视频等），然而还有43%的缺陷由于缺乏充分描述信息而难以准确地定位到具体的关联组件；（3）在缺陷处理结果上，由于查重系统以及缺陷填报系统在设计上过于简单，致使普通用户提交的大量缺陷被处理为“无用”缺陷，缺陷修复率低于10%；（4）在缺陷修复流程上，由于普通用户难以准确、充分地描述缺陷，导致系统对其重视程度不足，普通用户提交缺陷的处理流程也比核心开发者提交的复杂，平均需要多花至少8天的时间进行修复.上述研究结果揭示了当前缺陷追踪系统在用户参与激励机制、缺陷自动查重以及缺陷报告填写智能辅助等方面的不足，能够为缺陷跟踪系统开发者和管理者改进系统、提高普通用户对开源软件的贡献提供参考.     

面向软件缺陷报告的提取方法

软件工程中的软件缺陷报告数量在快速增长,开发者们越来越困惑于大量的缺陷报告。因此,为了达到缺陷修复和软件复用等目的,有必要研究软件缺陷报告的提取方法。提出一种提取方法,该方法首先合并缺陷报告中的同义词,然后建立空间向量模型,使用词频反文档频率以及信息增益等文本挖掘的方法来收集软件缺陷报告中单词的特征,同时设计算法来确定句子复杂度以选择长句,最后将贝叶斯分类器引入该领域。该方法可以提高缺陷报告提取的命中率,降低虚警率。实验证明,基于文本挖掘和贝叶斯分类器的软件缺陷报告提取方法在接受者工作特征曲线面积(0.71)、F-score(0.80)和Kappa值(0.75)方面有良好效果。     

KSAP: An approach to bug report assignment using KNN search and heterogeneous proximity

ContextBug report assignment, namely, to assign new bug reports to developers for timely and effective bug resolution, is crucial for software quality assurance. However, with the increasing size of software system, it is difficult to assign bugs to appropriate developers for bug managers.ObjectiveThis paper propose an approach, called KSAP (K-nearest-neighbor search and heterogeneous proximity), to improve automatic bug report assignment by using historical bug reports and heterogeneous network of bug repository.MethodWhen a new bug report was submitted to the bug repository, KSAP assigns developers for the bug report by using a two-phase procedure. The first phase is to search historically-resolved similar bug reports to the new bug report by K-nearest-neighbor (KNN) method. The second phase is to rank the developers who contributed to those similar bug reports by heterogeneous proximity.ResultsWe collected bug repositories of Mozilla, Eclipse, Apache Ant and Apache Tomcat6 projects to investigate the performance of the proposed KSAP approach. Experimental results demonstrate that KSAP can improve the recall of bug report assignment between 7.5–32.25% in comparison with the state of art techniques. When there is only a small number of developer collaborations on common bug reports, KSAP has shown its excellence over other sate of art techniques. When we tune the parameters of the number of historically-resolved similar bug reports (K) and the number of developers (Q) for recommendation, KSAP keeps its superiority steadily.ConclusionThis is the first paper to demonstrate how to automatically build heterogeneous network of a bug repository and extract meta-paths of developer collaborations from the heterogeneous network for bug report assignment.     

缺陷报告质量研究综述

在软件开发和维护过程中,缺陷修复人员通常根据由终端用户或者开发/测试者提交的缺陷报告来定位和修复缺陷.因此,缺陷报告本身的质量对修复人员能否快速准确定位并修复缺陷具有重要的作用.围绕缺陷报告质量的刻画及改进,研究人员开展了大量的研究工作,但尚未进行系统性的归纳.旨在对这些工作进行系统性地梳理,展示该领域的研究现状并为未来的研究方向提供参考意见.首先,总结了已有缺陷报告存在的质量问题,如关键信息缺失、信息错误等;接着,总结了对缺陷报告质量进行自动化建模的技术;然后,描述了一系列对缺陷报告质量进行改进的方法;最后,对未来研究可能面临的挑战和机遇进行了展望.