面向类型推导的Python类型标注分析
发布时间：2021-10-08 22:36
作为动态语言的代表之一,Python因其代码简洁、开发迅速、拥有丰富的第三方库,在工业界大受欢迎。然而,由于缺少静态类型信息,许多软件工程活动（如程序理解、软件调试、静态缺陷检测等）无法有效地在Python程序中开展。为此,Python社区提出了静态类型标注提案,即允许开发者以标注形式表明程序实体的类型。类型标注不强制规定Python程序实体的类型,不作为代码的一部分被解释执行。类型标注可以被类型推导等其他分析方法和工具解析利用,进而提高分析精度。然而,类型标注能够在多大程度上帮助类型推导,以及在有限时间和资源条件下开发者该如何进行类型标注,尚未有相关工作展开研究。本文研究面向类型推导的Python类型标注,从类型标注的有效性分析和类型标注点推荐两个方面展开。主要工作包括:·对现有类型推导引擎进行了扩展,设计实现了一个支持类型标注的类型推导工具。该工具既支持开源标注集TypeShed作为外部标注的直接集成,也支持项目本身的内部标注。在集成了类型标注后,该工具可以有效地改善原有的类型推导结果。并借助一个开源类型标注集TypeShed,对外部类型标注在改善类型推导结果方面的有效性进行了实验...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１：系统框架图??
对戶斤选取的１１个Ｐｙｔｈｏｎ项目进行实验分析，对比仅使用ＰｙＳｏｎａｒ２和基于?ｆ??ＴｙｐｅＳｈｅｄ类型标注辅助两种类型推导过程的结果。如图３－５以柱状图的形式给?ｆ??出了实验结果，柱状图表示能够推导出类型信息的程序实体数量，该敎量包含??了新增的类型信息和改善的类型推导信息。由图可以看出，在所有项目上，基??于ＴｙｐｅＳｈｅｄ类型标注的推导结果都更好（柱状图更高），即能为更多＿程序实??体推导出类型信息。??表３－２给出了更加详细的实验结果。在该表中，第二列为仅ＰｙＳｏｎａｒ２能推??导出类型信息的程序实体数，第三列为添加类型标注后能推导出类型信息的??程序实体数量，第四和第五列分别为新增类型信息的程序实体数量和改善了类??型推导信息的程序实体数量，最后一列为类型信息改变的程序实体总数。其??中
到此算法是否可以被用于交互式使用场景中。其次，评估方法给出的排序结??果，考察是否标注越靠前的变对类型推导结果的増益越大。最后，评估标注??数丨ｉｔ对类型推导结果的影响，探究最高效率地进行类型标注。图４－４给出了本??章实验的框架图。仍然使用第三章采用的Ｐｙｔｈｏｎ项目作为实验对象，但去掉了??ｚｕｌｉｐ项目，因为在实验过程中发现，ｚｕｌｉｐ带有较多无法处理的Ｐｙｔｈｏｎ版本特??性，如ｐｒｉｎｔ语句等。因此，本章使用１０个Ｐｙｔｈｏｎ开源项目作为实验对象。??４．４研究问题??类型标注可以增加类型推导引擎可获取到的类型信息，对某一个变Ｖ〔进行??标注，其效果不仅仅限制在这个被标注变量或者程序节点上，而且会通过数据??流的传递影响其他变量或者程序节点。本章通过数据流分析，量化这些变量之??间的依赖关系，提出了一种类型标注推荐方法ＴＡＲａｎｋ，从而得到变量的标注??价值排名。为了验证该方法的效率和有效性
【参考文献】：
期刊论文
[1]A study on the changes of dynamic feature code when fixing bugs: towards the benefits and costs of Python dynamic features[J]. Zhifei CHEN,Wanwangying MA,Wei LIN,Lin CHEN,Yanhui LI,Baowen XU. Science China（Information Sciences）. 2018(01)
[2]TPython:一种扩充的Python语言[J]. 余超,周天琳,周晓宇,陈林,徐宝文. 计算机与数字工程. 2009(05)
硕士论文
[1]Python动态特性对软件维护的影响研究[D]. 王蓓蓓.南京大学 2016
本文编号：3425100
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１：系统框架图??
对戶斤选取的１１个Ｐｙｔｈｏｎ项目进行实验分析，对比仅使用ＰｙＳｏｎａｒ２和基于?ｆ??ＴｙｐｅＳｈｅｄ类型标注辅助两种类型推导过程的结果。如图３－５以柱状图的形式给?ｆ??出了实验结果，柱状图表示能够推导出类型信息的程序实体数量，该敎量包含??了新增的类型信息和改善的类型推导信息。由图可以看出，在所有项目上，基??于ＴｙｐｅＳｈｅｄ类型标注的推导结果都更好（柱状图更高），即能为更多＿程序实??体推导出类型信息。??表３－２给出了更加详细的实验结果。在该表中，第二列为仅ＰｙＳｏｎａｒ２能推??导出类型信息的程序实体数，第三列为添加类型标注后能推导出类型信息的??程序实体数量，第四和第五列分别为新增类型信息的程序实体数量和改善了类??型推导信息的程序实体数量，最后一列为类型信息改变的程序实体总数。其??中
到此算法是否可以被用于交互式使用场景中。其次，评估方法给出的排序结??果，考察是否标注越靠前的变对类型推导结果的増益越大。最后，评估标注??数丨ｉｔ对类型推导结果的影响，探究最高效率地进行类型标注。图４－４给出了本??章实验的框架图。仍然使用第三章采用的Ｐｙｔｈｏｎ项目作为实验对象，但去掉了??ｚｕｌｉｐ项目，因为在实验过程中发现，ｚｕｌｉｐ带有较多无法处理的Ｐｙｔｈｏｎ版本特??性，如ｐｒｉｎｔ语句等。因此，本章使用１０个Ｐｙｔｈｏｎ开源项目作为实验对象。??４．４研究问题??类型标注可以增加类型推导引擎可获取到的类型信息，对某一个变Ｖ〔进行??标注，其效果不仅仅限制在这个被标注变量或者程序节点上，而且会通过数据??流的传递影响其他变量或者程序节点。本章通过数据流分析，量化这些变量之??间的依赖关系，提出了一种类型标注推荐方法ＴＡＲａｎｋ，从而得到变量的标注??价值排名。为了验证该方法的效率和有效性
【参考文献】：
期刊论文
[1]A study on the changes of dynamic feature code when fixing bugs: towards the benefits and costs of Python dynamic features[J]. Zhifei CHEN,Wanwangying MA,Wei LIN,Lin CHEN,Yanhui LI,Baowen XU. Science China（Information Sciences）. 2018(01)
[2]TPython:一种扩充的Python语言[J]. 余超,周天琳,周晓宇,陈林,徐宝文. 计算机与数字工程. 2009(05)
硕士论文
[1]Python动态特性对软件维护的影响研究[D]. 王蓓蓓.南京大学 2016
本文编号：3425100
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