C++语言缺陷模式扩展的开题报告.docx

面向软件缺陷测试系统的C/C++语言缺陷模式扩展的开题报告

一、选题的背景和意义

在软件开发过程中，经常会出现各种缺陷，包括语法错误、逻辑错误、数据结构错误等。其中，由于C/C++语言的复杂性和灵活性，导致C/C++程序出现的错误更加复杂和困难，同时也会给软件测试、运行和维护带来诸多挑战。

因此，本文旨在设计一种针对C/C++语言缺陷的测试系统，从缺陷模式的角度出发，扩展现有测试方法，以达到更准确、更全面地发现和定位C/C++程序缺陷的目的。

二、选题的相关研究现状

当前，国内外已有一些针对C/C++程序缺陷测试的研究和工具。其中，以Coverity、Klocwork、LDRA、GCC等商业化软件为代表的静态分析工具，通常采用基于符号执行、抽象解释、模式匹配等技术分析程序源代码，从而识别常见的语法错误、内存泄漏、使用错误指针等缺陷，但准确度有一定限制。

此外，还有一些基于模糊测试、路径覆盖、符号执行等技术实现的动态测试方法，如Fuzztesting、AFL、Sage、KLEE、S2E等，旨在对程序进行全面的测试，发现程序相关的错误。但是，这些方法功能复杂，测试时间较长，需要消耗大量的计算资源，不能很好地解决缺陷定位问题。

三、研究内容和技术路线

本文研究的是面向软件缺陷测试系统的C/C++语言缺陷模式扩展，主要针对C/C++程序中常见的缺陷模式，如空指针、内存泄漏、越界访问、资源未释放等进行测试，建立一种基于模式匹配的缺陷测试方法。

具体技术路线包括：

1.收集和整理C/C++程序缺陷模式，建立缺陷模式数据库。

2.开发缺陷测试工具，采用动态测试方法，对程序执行路径及其数据进行分析，并根据事先定义的缺陷模式进行匹配和识别。

3.针对缺陷的根因，分析源代码，利用C/C++语法分析、静态分析等技术找出定位缺陷的位置，并实现修复。

4.对测试结果进行验证和评估，与已有测试方法和工具进行比较。

四、拟解决的主要问题

1.缺陷模式的定义和分类。

2.基于模式的缺陷测试方法的设计和实现。

3.程序缺陷定位，以及修复方案的制定和实现。

4.测试系统的效率和正确性评估。

五、预期研究成果

1.提出一种基于模式匹配的C/C++程序缺陷测试方法，实现对常见缺陷模式的全面测试。

2.针对测试过程中发现的缺陷，定位其根源并提出修复方案。

3.开发具有通用性的缺陷测试系统，方便软件开发人员快速、准确地测试和修复程序缺陷。

4.实现缺陷测试工具和评估系统，并开放到互联网上，方便其他用户使用。

六、研究基础和条件

本研究需要使用C/C++相关的工具和环境，如GCC、Clang、LLVM、Valgrind、GDB、IDAPro等，需要有一定的C/C++语言和程序设计经验。同时，需要有相关的软件测试相关知识的支撑。本研究可以在国内外相关领域的前沿学者的指导下进行。