本發(fā)明涉及一種軟件工程項(xiàng)目技術(shù)，特別涉及一種基于xtext的軟件工程設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今，在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，隨著軟件開(kāi)發(fā)的規(guī)模越來(lái)越大，復(fù)雜度越來(lái)越高，不同領(lǐng)域都依托著軟件系統(tǒng)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了從機(jī)械化向信息化的變革。作為系統(tǒng)工程工程領(lǐng)域中的重要方法特定領(lǐng)域語(yǔ)言(domainspecificlanguage,dsl),以其在特定領(lǐng)域工程項(xiàng)目中的高開(kāi)發(fā)效率、低溝通成本、高抽象性和高復(fù)用性著稱。在新型的軟件工程項(xiàng)目中，越來(lái)越多的利用到了dsl。

基于現(xiàn)有的dsl設(shè)計(jì)方案，由于設(shè)計(jì)流程與方式的局限性，使得dsl的構(gòu)建成本過(guò)高。又因?yàn)閐sl定制的不規(guī)范性，大量良莠不齊的dsl誕生，這也使得語(yǔ)言噪聲問(wèn)題嚴(yán)重。最后源于dsl的適用范圍過(guò)窄，一個(gè)軟件環(huán)境的微小變化就可能導(dǎo)致dsl的失效，這使得優(yōu)秀的dsl被過(guò)度的使用，而陷入了語(yǔ)言集中營(yíng)危機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本專利的目的就是提出基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法，解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。

本發(fā)明一種基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法，其中，包括：步驟一、由emf元模型到xtext語(yǔ)義模型的轉(zhuǎn)換；驟二、依據(jù)步驟一得到的初始的dsl語(yǔ)義模型采用拓?fù)鋱D結(jié)構(gòu)對(duì)語(yǔ)義模型進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化；步驟三、利用xtext的語(yǔ)法驗(yàn)證模塊編輯驗(yàn)證規(guī)則的方法，對(duì)代碼進(jìn)行驗(yàn)證；步驟四、驗(yàn)證完成后生成c/java代碼。

根據(jù)本發(fā)明的基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法的一實(shí)施例，其中，步驟一具體包括：建立元模型以刻畫某種特定領(lǐng)域建模語(yǔ)言和提供支持元模型的建模工具；采用ecore模型作為刻畫特定領(lǐng)域模型的語(yǔ)言，使用xtext中的ecore模型導(dǎo)入功能，自動(dòng)生成多個(gè)dsl相關(guān)文件夾，包括自動(dòng)生成的xx.xtext，其中，xx為項(xiàng)目人員輸入的文件名，生成初始的dsl語(yǔ)義模型。

根據(jù)本發(fā)明的基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法的一實(shí)施例，其中，步驟二包括：由語(yǔ)言的多個(gè)語(yǔ)義模型，根據(jù)emf元模型，得到語(yǔ)義模型的模塊間邏輯關(guān)系以及模塊的輸入輸出，繪出變量的依賴圖；利用深度優(yōu)先算法，由變量的依賴圖繪出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；此時(shí)的拓?fù)鋱D直觀地反映了該語(yǔ)言語(yǔ)義模型的邏輯關(guān)系等信息，拓?fù)鋱D繪制算法包括：(1)頂點(diǎn)表示活動(dòng)，邊表示活動(dòng)間先后關(guān)系的有向圖稱做頂點(diǎn)活動(dòng)網(wǎng)，稱aov網(wǎng)；(2)在aov網(wǎng)中，選擇一個(gè)入度最小出度為0的頂點(diǎn)并輸出之，如果有多個(gè)入度最小出度為0的頂點(diǎn)，則比較入度的權(quán)重和，權(quán)重高的優(yōu)先，若不存在權(quán)重值則比較頂點(diǎn)的序號(hào)，序號(hào)小的優(yōu)先；(3)從網(wǎng)中刪除此頂點(diǎn)及所有入邊；(4)重復(fù)步驟(2)，直至不存在出度為0的頂點(diǎn)為止，如該步無(wú)法執(zhí)行，則執(zhí)行步驟3。

根據(jù)本發(fā)明的基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法的一實(shí)施例，其中，步驟二中還包括對(duì)dsl的語(yǔ)法模型進(jìn)行修改，包括：1、檢查已有的語(yǔ)法模型是否需要優(yōu)化，如果需要優(yōu)化，則執(zhí)行步驟2，如果不需要優(yōu)化則執(zhí)行步驟三；2、若是進(jìn)行模塊屬性的修改則通過(guò)xx.xtext文件進(jìn)行修改；若是代碼格式的修改，則通過(guò)xxformatting.xtend文件進(jìn)行修改；3、得到項(xiàng)目最終的dsl語(yǔ)法模型。

本發(fā)明基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法，規(guī)范dsl設(shè)計(jì)流程，降低dsl構(gòu)建成本，同時(shí)基于xtext的代碼驗(yàn)證模塊，幫助相關(guān)人員調(diào)式代碼，加強(qiáng)dsl對(duì)軟件環(huán)境的適應(yīng)性。最后，讓dsl代碼自動(dòng)生成c/java代碼，避免了語(yǔ)言噪聲與語(yǔ)言集中營(yíng)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1所示為本發(fā)明基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法的流程圖；

圖2所示為本發(fā)明基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法的修改流程圖；

圖3所示為dsl的c/java代碼生成流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1所示為本發(fā)明基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法的流程圖，如圖1所示，本發(fā)明基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法包括：

步驟一由emf元模型到xtext語(yǔ)義模型的轉(zhuǎn)換，包括：

元建模方法是建立用以刻畫某種建模語(yǔ)言的元模型，并提供支持元模型圖形化建模工具，包含兩個(gè)要素：建立元模型以刻畫某種特定領(lǐng)域建模語(yǔ)言和提供支持元模型的建模工具。

本實(shí)施例中統(tǒng)一采用ecore模型作為刻畫特定領(lǐng)域模型的語(yǔ)言。ecore模型是完整uml的小型簡(jiǎn)化子集，也可以說(shuō)ecore的源頭就是來(lái)自u(píng)ml，所以ecore模型與uml模型的表述上非常相似。同時(shí)，本專利采用eclipse的開(kāi)源工具ecoretools作為元模型建立的開(kāi)發(fā)工具，它可以用于設(shè)計(jì)建模語(yǔ)言。

xtext是一種基于文本的領(lǐng)域特定語(yǔ)言開(kāi)發(fā)框架/工具。使用xtext，可以輕松地創(chuàng)建自己的編程語(yǔ)言和領(lǐng)域特定語(yǔ)言。xtext包含dsl的語(yǔ)義模型編輯、語(yǔ)法模型編輯、代碼驗(yàn)證、快速修正等功能。

本發(fā)明使用xtext中的ecore模型導(dǎo)入功能，自動(dòng)生成多個(gè)dsl相關(guān)文件夾(即org.xtext.example.xx,org.xtext.example.xx.sdk,org.xtext.example.xx.tests和org.xtext.example.xx.ui,其中xx為項(xiàng)目人員鍵入的項(xiàng)目名稱)，包括自動(dòng)生成的xx.xtext(xx為項(xiàng)目人員輸入的文件名)文件。這個(gè)文件(轉(zhuǎn)換結(jié)果)就是初始的dsl語(yǔ)義模型。

本發(fā)明的所有步驟都是基于后綴名為.xtext的文件及其對(duì)應(yīng)的語(yǔ)義模型展開(kāi)的。

步驟二dsl的語(yǔ)義及語(yǔ)法模型的優(yōu)化，包括：

依據(jù)步驟一中的轉(zhuǎn)換結(jié)果，得到的初始的dsl語(yǔ)義模型。此時(shí)，該模型并不能滿足實(shí)際項(xiàng)目的需求，甚至其中可能還存在錯(cuò)誤，所以需要對(duì)該語(yǔ)義模型進(jìn)行驗(yàn)證、修改或者優(yōu)化。本發(fā)明采用拓?fù)鋱D結(jié)構(gòu)對(duì)語(yǔ)義模型進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化，包括：

對(duì)一個(gè)有向無(wú)環(huán)圖(directedacyclicgraph簡(jiǎn)稱dag)g進(jìn)行拓?fù)渑判?，是將g中所有頂點(diǎn)排成一個(gè)線性序列，使得圖中任意一對(duì)頂點(diǎn)u和v，若邊(u,v)∈e(g)，則u在線性序列中出現(xiàn)在v之前。通常，這樣的線性序列稱為滿足拓?fù)浯涡?topologicalorder)的序列，簡(jiǎn)稱拓?fù)湫蛄小：?jiǎn)單的說(shuō)，由某個(gè)集合上的一個(gè)偏序得到該集合上的一個(gè)全序，這個(gè)操作稱之為拓?fù)渑判?。包括?/p>

1、由該語(yǔ)言的多個(gè)語(yǔ)義模型，根據(jù)emf元模型，得到語(yǔ)義模型的模塊間邏輯關(guān)系、模塊的輸入輸出等，繪出變量的依賴圖；

2、利用深度優(yōu)先算法，由變量的依賴圖繪出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此時(shí)的拓?fù)鋱D直觀地反映了該語(yǔ)言語(yǔ)義模型的邏輯關(guān)系等信息，拓?fù)鋱D繪制算法原理如下：

(1)通常認(rèn)為頂點(diǎn)表示活動(dòng)、邊表示活動(dòng)間先后關(guān)系的有向圖稱做頂點(diǎn)活動(dòng)網(wǎng)(activityonvertexnetwork)，簡(jiǎn)稱aov網(wǎng)；

(2)在aov網(wǎng)中，選擇一個(gè)入度最小出度為0的頂點(diǎn)并輸出之，如果有多個(gè)入度最小出度為0的頂點(diǎn)，則比較入度的權(quán)重和，權(quán)重高的優(yōu)先。若不存在權(quán)重值則比較頂點(diǎn)的序號(hào)，序號(hào)小的優(yōu)先；

(3)從網(wǎng)中刪除此頂點(diǎn)及所有入邊；

(4)重復(fù)步驟(2)，直至不存在出度為0的頂點(diǎn)為止。如該步無(wú)法執(zhí)行，則執(zhí)行步驟3。

3、驗(yàn)證繪出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。檢查拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否有環(huán)。如果有環(huán)，則證明元模型中存在錯(cuò)誤，需要修改。修改后的元模型，需要在經(jīng)過(guò)在轉(zhuǎn)換后，繼續(xù)執(zhí)行步驟1。如果無(wú)環(huán)，則證明該語(yǔ)義模型邏輯上的正確性。

4、如果拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)環(huán)，則由相關(guān)人員檢查該拓?fù)鋱D是否簡(jiǎn)潔、明確、精細(xì)、合乎規(guī)范。如果需要優(yōu)化，則將拓?fù)鋱D對(duì)應(yīng)的語(yǔ)義模型進(jìn)行修改，然后執(zhí)行步驟1。

5、如果拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不再需要優(yōu)化，則得到最終的dsl語(yǔ)義模型。至此，語(yǔ)義模型已經(jīng)符合項(xiàng)目的要求。

6、在得到簡(jiǎn)潔、明確、精細(xì)、合乎規(guī)范的語(yǔ)義模型之后，此時(shí)的語(yǔ)義模型已經(jīng)可以正確的使用，并產(chǎn)生dsl代碼文件了。

圖2所示為本發(fā)明基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法的修改流程圖，如圖2所示，

在實(shí)際環(huán)境中，代碼文件必須簡(jiǎn)單明了，使項(xiàng)目的工作人員一目了然。所以還需要對(duì)dsl的語(yǔ)法模型進(jìn)行修改，如關(guān)鍵字定制、定制變量顯示、代碼格式等，具體包括：

1、檢查已有的語(yǔ)法模型是否需要優(yōu)化。如果需要優(yōu)化，則執(zhí)行步驟2。如果不需要優(yōu)化則執(zhí)行步驟三。

2、若是進(jìn)行模塊屬性的修改(如關(guān)鍵字的制定、變量與變量的值是否在前臺(tái)顯示、變量間的關(guān)系是否在前臺(tái)顯示、變量的值的顯示格式等)則通過(guò)xx.xtext(xx為項(xiàng)目人員輸入的文件名)文件進(jìn)行修改；若是代碼格式的修改(如代碼間的空行、代碼的縮進(jìn)等)，則通過(guò)xxformatting.xtend(xx為項(xiàng)目人員輸入的文件名)文件進(jìn)行修改。

3、得到項(xiàng)目最終的dsl語(yǔ)法模型。

步驟三dsl的c/java代碼生成，包括：

在生成代碼之前，還有其他輔助工作需要完成。由于代碼的不確定性，需要對(duì)dsl代碼進(jìn)行驗(yàn)證。

本發(fā)明一種基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言的軟件工程設(shè)計(jì)方法，采用在xtext自帶的語(yǔ)法驗(yàn)證模塊xxvalidator.xtend(xx為項(xiàng)目人員輸入的文件名)編輯驗(yàn)證規(guī)則的方法，對(duì)代碼進(jìn)行驗(yàn)證，以確保dsl代碼以及生成的c/java代碼的正確性。同時(shí)，對(duì)于沒(méi)有通過(guò)驗(yàn)證的代碼字段，應(yīng)當(dāng)給予相應(yīng)的標(biāo)注和提示，以便項(xiàng)目人員第一時(shí)間能夠發(fā)現(xiàn)代碼中的問(wèn)題，并著手解決。對(duì)于標(biāo)注為“注意(warning)”及“錯(cuò)誤(error)”的代碼字段，應(yīng)該盡量提供快速修正的方法。其中，快速修正的方法，在quickfixprovider.xtend文件中進(jìn)行定制。由于快速修正的方法有一定的局限性，即不能提供所有問(wèn)題情況下的快速修正，所以對(duì)于“注意(warning)”及“錯(cuò)誤(error)”的描述信息應(yīng)當(dāng)盡可能的詳細(xì)，以便項(xiàng)目相關(guān)人員能夠明確問(wèn)題的因果關(guān)系并解決問(wèn)題。制定“注意(warning)”及“錯(cuò)誤(error)”的描述信息的默認(rèn)文件是xxvalidator.xtend(xx為項(xiàng)目人員輸入的文件名)。代碼生成的模板文件默認(rèn)為generator.xtend。在自動(dòng)生成代碼之前，需要在文件中定制符合項(xiàng)目dsl的代碼生成模板。只有有了正確精準(zhǔn)的dsl代碼之后，才能夠生成符合項(xiàng)目要求的c/java代碼。

完成上述步驟之后，即可自動(dòng)生成c/java代碼，圖3所示為dsl的c/java代碼生成流程圖，如圖3所示，dsl代碼文件將由xxvalidator.xtend(xx為項(xiàng)目人員輸入的文件名)進(jìn)行驗(yàn)證。如果驗(yàn)證不通過(guò)，則會(huì)給出錯(cuò)誤信息，再由項(xiàng)目相關(guān)人員選擇手動(dòng)修改或是自動(dòng)修改。修改過(guò)的dsl代碼將再次執(zhí)行步驟1，被驗(yàn)證器再次驗(yàn)證。如果代碼驗(yàn)證通過(guò)，dsl代碼將結(jié)合步驟二中的拓?fù)鋱D，由相關(guān)人員依照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)順序定制代碼生成的先后順序。再通過(guò)代碼生成模板，產(chǎn)生邏輯關(guān)系明確的c/java代碼。

本發(fā)明的一種基于xtext的特定領(lǐng)域語(yǔ)言設(shè)計(jì)方法，規(guī)范dsl設(shè)計(jì)流程，降低了dsl構(gòu)建成本。同時(shí)基于xtext的代碼驗(yàn)證模塊，幫助相關(guān)人員調(diào)式代碼，加強(qiáng)dsl對(duì)軟件環(huán)境的適應(yīng)性。最后，讓dsl代碼自動(dòng)生成c/java代碼，避免了語(yǔ)言噪聲與語(yǔ)言集中營(yíng)問(wèn)題。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。