CN107704235A - 图形化建模中数据流程图的解析方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图形化建模中数据流程图的解析方法、系统及存储介质，该方法包括以下步骤：识别当前流程图的节点的结构；基于所述当前流程图的节点的结构，构建流程图。本发明提供了一种对于多人并发图形建模的流程图解析算法，丰富了多人并发图形建模系统能够处理的图形；将流程图节点信息细化，对节点信息和连线信息合理进行存储；完善了多人并发建模系统，使大型软件图形建模更加简单。

Description

图形化建模中数据流程图的解析方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及图形化建模领域，尤其涉及一种图形化建模中数据流程图的解析方法、系统及存储介质。
背景技术
目前，在软件开发领域，广泛的图形建模工具如Microsoft Visio、Rational Rose等等。上述建模工具的显著缺点就是无法多人同时完成建模，这导致大型的软件开发的图形建模无论从工作效率方面还是人员安排方面都有明显缺陷。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种图形化建模中数据流程图的解析方法、系统及存储介质，能够进行多人同时建模并且保证模型的准确，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明提供的一种图形化建模中数据流程图的解析方法，包括以下步骤：
识别当前流程图的节点的结构；
基于所述当前流程图的节点的结构，构建流程图。
其中，所述识别当前流程图的节点的结构的步骤包括：
对当前流程图基于逆图深度遍历，判断所述当前流程图中节点的结构是选择结构或判断结构，所述逆图即将一个图的有向边的起点和终点交换后得到的图；
对所述当前流程图基于原图深度遍历，判断出当前流程图中节点的循环类型或识别出选择结构的汇合点。
其中，所述对当前流程图基于逆图深度遍历，判断所述当前流程图中节点的结构是选择结构或判断结构的步骤包括：
对于当前流程图基于逆图深度遍历，当对一个判断节点的所有分支进行遍历时，如果可以产生回路，则其为循环结构；当其所有分支都遍历过，判断节点没有被识别，则其为选择结构。
其中，所述对所述当前流程图基于原图深度遍历，判断出当前流程图中节点的循环类型或识别出选择结构的汇合点的步骤包括：
对所述当前流程图基于原图深度遍历，在遍历到一个新节点时，给节点赋予时间戳，判断出循环类型，或者识别出选择结构的汇合点。
其中，所述基于所述当前流程图的节点的结构，构建流程图的步骤包括：
基于所述当前流程图的XML配置文件，在XML配置文件中，将程序流程图分为两部分：nodes和lines，分别存储节点的信息和连线的信息，以此构建流程图。
其中，所述节点的类型包括：开始、判断、执行、结束四种类型。
其中，所述基于所述当前流程图的节点的结构，构建流程图的步骤中还包括：
将开始、判断、执行和结束四个节点信息处理、保存；将连线信息处理、保存。
本发明还提出一种图形建模中数据流程图的解析系统，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种对于多人并发图形建模的流程图解析算法，丰富了多人并发图形建模系统能够处理的图形，将流程图节点信息细化，对节点信息和连线信息合理进行存储；完善了多人并发建模系统，使大型软件图形建模更加简单，能够进行多人同时建模并且保证模型的准确，而且能够进行图形嵌套，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明图形化建模中数据流程图的解析方法的流程示意图；
图2是本发明图形化建模中数据流程图的解析方法的细化流程示意图；
图3是本发明中逆图示例图；
图4是本发明中程序流程图XML配置文件；
图5是本发明中程序流程图解析模块UML图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由于现有技术中，图形建模工具无法多人同时完成建模，这导致大型的软件开发的图形建模无论从工作效率方面还是人员安排方面都有明显缺陷。
本发明图形建模的流程图解析算法以及实现，是在多人并发建模工程的基础上，对于流程图的解析算法以及实现，能够进行多人同时建模并且保证模型的准确而且能够进行图形嵌套。
本发明提供一种图形建模的流程图解析算法，属于图形化建模领域。本发明包括以下内容：对流程图逆图深度遍历，获得节点结构；对原图深度遍历，判断出循环类型，识别出选择结构的汇合点；将图形信息分为节点信息和连线信息；分别对开始节点、判断节点、执行节点、结束节点和连线进行数据分析、处理和保存。本发明提供了一种对于多人并发图形建模的流程图解析算法，丰富了多人并发图形建模系统能够处理的图形；将流程图节点信息细化，对节点信息和连线信息合理进行存储；完善了多人并发建模系统，使大型软件图形建模更加简单。
具体地，如图1所示，本发明提出一种图形化建模中数据流程图的解析方法，包括以下步骤：
步骤S1，识别当前流程图的节点的结构；
步骤S2，基于所述当前流程图的节点的结构，构建流程图。
其中，所述识别当前流程图的节点的结构的步骤包括：
对当前流程图基于逆图深度遍历，判断所述当前流程图中节点的结构是选择结构或判断结构，所述逆图即将一个图的有向边的起点和终点交换后得到的图；
对所述当前流程图基于原图深度遍历，判断出当前流程图中节点的循环类型或识别出选择结构的汇合点。
其中，所述对当前流程图基于逆图深度遍历，判断所述当前流程图中节点的结构是选择结构或判断结构的步骤包括：
对于当前流程图基于逆图深度遍历，当对一个判断节点的所有分支进行遍历时，如果可以产生回路，则其为循环结构；当其所有分支都遍历过，判断节点没有被识别，则其为选择结构。
其中，所述对所述当前流程图基于原图深度遍历，判断出当前流程图中节点的循环类型或识别出选择结构的汇合点的步骤包括：
对所述当前流程图基于原图深度遍历，在遍历到一个新节点时，给节点赋予时间戳，判断出循环类型，或者识别出选择结构的汇合点。
其中，所述基于所述当前流程图的节点的结构，构建流程图的步骤包括：
基于所述当前流程图的XML配置文件，在XML配置文件中，将程序流程图分为两部分：nodes和lines，分别存储节点的信息和连线的信息，以此构建流程图。
所述节点的类型包括：开始、判断、执行、结束四种类型。
所述基于所述当前流程图的节点的结构，构建流程图的步骤中还包括：
将开始、判断、执行和结束四个节点信息处理、保存；将连线信息处理、保存。
更为具体地，如图2所示，本发明图形建模的流程图解析算法以及实现，是在多人并发建模工程的基础上，对于流程图的解析算法以及实现。
首先，对于当前流程图基于逆图深度遍历，当对一个判断节点的所有分支进行遍历时，如果可以产生回路，则其一定是循环结构，当其所有分支都遍历过，判断节点没有被识别，则其一定为选择结构。逆序即将一个图的有向边的起点和终点交换后得到的图。然后，对原图采用深度遍历，在遍历到一个新节点时，给节点赋予时间戳，判断出循环类型，识别出选择结构的汇合点。识别出了程序流程图中的所有结构。
在XML配置文件中，将程序流程图分为2部分：nodes和lines，分别存储节点的信息和连线的信息。在标准的程序流程图中，有开始、判断、执行、结束4种类型的节点。为了简化存储的信息且又不显著增加时间复杂度，4种类型的节点均采用相似的存储方式。lines节点中包含程序流程图的所有连线，每一条连线的信息包括连线的开始entry和终点entry。
节点类型分为send和receive，分别代表发送消息和接受消息；属性id代表调用的对象的编号；size代表消息的大小(字节为单位)；节点的子节点信息代表变量名，例如图中的buffer变量。考虑到类的结构，决定在程序流程图结构识别的过程中对消息队列的调用进行处理，根据其节点的参数，使用RTEMS消息队列的API的模板进行参数填充，将对象的操作转化为String类型的action语句进行存储。
算法的输出包括各个节点的信息，其中包括：
程序中的节点类型：选择结构或者循环结构
循环结构的类型：do-while结构或者while-do结构
程序流程图的节点类型：开始、结束、判断、执行
循环节点的开始-汇合键值对
以上的信息满足生成正确的C语言代码的充分条件。
相比现有技术，本发明提供了一种对于多人并发图形建模的流程图解析算法，丰富了多人并发图形建模系统能够处理的图形，将流程图节点信息细化，对节点信息和连线信息合理进行存储；完善了多人并发建模系统，使大型软件图形建模更加简单，能够进行多人同时建模并且保证模型的准确，而且能够进行图形嵌套，提高工作效率。
下面通过实例对本发明方案做进一步详细说明：
如图3所示，逆序即将一个图的有向边的起点和终点交换后得到的图。首先，对于当前流程图基于逆图深度遍历，当对一个判断节点的所有分支进行遍历时，如果可以产生回路，则其一定是循环结构，当其所有分支都遍历过，判断节点没有被识别，则其一定为选择结构。然后，对原图采用深度遍历，在遍历到一个新节点时，给节点赋予时间戳，判断出循环类型，识别出选择结构的汇合点。识别出了程序流程图中的所有结构。
在XML配置文件中，程序流程图的格式定义如图4所示，程序流程图分为2部分nodes和lines，分别存储节点的信息和连线的信息。在标准的程序流程图中，有开始、判断、执行、结束4种类型的节点。为了简化存储的信息且又不显著增加时间复杂度，4种类型的节点均采用相似的存储方式。每种节点都有entries信息，代表一个节点的出口和入口，并对其进行唯一编号。对于开始节点和结束节点，其特点子节点的信息只有出口和入口。执行节点中有actions子节点，代表执行的动作；判断节点中有judgements子节点，代表判断条件，特别的，对于判断类型的节点，在其entry中有condition属性，属性的值为true或者false，代表条件为真或假时的出口。
lines节点中包含程序流程图的所有连线，每一条连线的信息包括连线的开始entry和终点entry。
根据节点和连线的信息可以构建出程序流程图在Java中的存储形式。为了方便逆图的操作，采用了邻接矩阵的形式进行存储。
在程序中构建流程图芥末程序流程图解析模块的接口如表所示：
表3-2 ProcedureMap接口表
其中，buildProcedureMap方法用于将XML配置文件中程序流程图的部分构建成Java程序中存储的图的结构。
BFGIdentify方法用于识别程序流程图中的选择和循环结构，并进行标注。
ProcedureMap类属于XMLParser中的子类，无需进一步进行封装。
为了方便代码的实现，在ProcedureMap中添加了辅助性的变量。ProcedureMap的成员变量如图5所示，图5是本发明中程序流程图解析模块UML图。
entry_flow存储程序流程图中的连线，一个键值对存储一条连线的起点entry编号和终点entry编号。
adjMatrix是一个二维的布尔型数组，存储程序流程图的邻接矩阵，adjMatrix[i][j]若为true即代表有从i号节点到j号节点的连线；若为false则代表不存在这样的连线。
nodeVec和nodeList是MyNode和ProcedureNode的数组，存储节点的信息，包括节点的类型、判断条件、执行代码、循环类型，以及算法执行过程中需要的时间戳、出现次数、汇合点、父节点等信息。
id_node_map存储节点的id到节点在数组中的下标的映射。
entry_node_map存储entry编号到其所在节点的映射。
entry_condition_map存储entry编号到其判断条件真假的映射。
beginIndex和endIndex存储程序流程图开始节点和结束节点的编号。
Tset存储算法伪代码中出现的嫌疑节点的编号。
father_fnode_map存储算法中出现的父节点和汇合节点键值对。
timeIndex存储算法的“时间”信息，即算法每访问一个节点，便时间指数就会加1，用于标识不同节点的访问时间戳。
lineStack用于存储算法执行过程中出现的关键节点，为算法的执行提供帮助。
除了基本的结构识别以外，还对配置文件中出现的任务交互部分进行了处理。在XML配置文件中，执行类型的节点中有特殊的obj类型的节点，其含义是程序流程图中需要调用RTEMS中的对象，其格式如下：
节点类型分为send和receive，分别代表发送消息和接受消息；属性id代表调用的对象的编号；size代表消息的大小(字节为单位)；节点的子节点信息代表变量名，例如图中的buffer变量。考虑到类的结构，决定在程序流程图结构识别的过程中对消息队列的调用进行处理，根据其节点的参数，使用RTEMS消息队列的API的模板进行参数填充，将对象的操作转化为String类型的action语句进行存储。
算法的输出包括各个节点的信息，其中包括：
程序中的节点类型：选择结构或者循环结构
循环结构的类型：do-while结构或者while-do结构
程序流程图的节点类型：开始、结束、判断、执行
循环节点的开始-汇合键值对
以上的信息满足生成正确的C语言代码的充分条件。
实现了私有方法后的ProcedureMap类如表所示：
表3-5 ProcedureMap接口表
方法名 参数 备注
parser void 解析节点和连线
BFGIdentify void 识别程序流程图
其中，BFGIdentify方法的是识别程序流程图结构的主方法，该方法依次调用BFGIdentify_stepone和BFGIdentify_steptwo_1方法。BFGIdentify_stepone和BFGIdentify_steptwo_1又各自递归调用自身，以当前访问的节点的下标作为参数，直到满足算法的终止条件。正确的程序流程图满足访问到终止节点时lineStack栈为空。BFGIdentify_stepone和BFGIdentify_steptwo_1算法如下：
算法：BFGIdentify_stepone
功能：识别判断节点识别是selection(选择结构)还是loop(循环结构)。
过程：采用深度优先搜遍历逆图所有节点。具体方法为遇到分支时，深度优先递归处理每个分支，如果当前节点是判断节点，则将其存储集合TSet中，如果判断节点节点C_judgement已经遍历过，并且其存在于TSet中，则其识别为loop，与C_judgement直接相连产生回路的节点F_node进行匹配，则递归返回，否则继续深度遍历。所有loop结构识别后，其余判断节点均为选择结构。
输入：Reverseflowchart
输出：节点的选择
伪代码示例：
算法：BFGIdentify_steptwo
功能：别出while/for、do-while或选择结构的汇合点。
过程：深度遍历，为每个节点建立全局时间戳(初始为0)，汇合点识别过程与之前类似。
输入：流程图以及loop和seleciton识别结果
输出：while/for、do-while以及选择结构的汇合点。
伪代码示例：
在具体的实现中，直接将伪代码翻译为实现系统的语言代码，并用适合的数据结构进行存储。
相比现有技术，本发明提供了一种对于多人并发图形建模的流程图解析算法，丰富了多人并发图形建模系统能够处理的图形，将流程图节点信息细化，对节点信息和连线信息合理进行存储；完善了多人并发建模系统，使大型软件图形建模更加简单，能够进行多人同时建模并且保证模型的准确，而且能够进行图形嵌套，提高工作效率。
此外，本发明还提出一种图形建模中数据流程图的解析系统，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本实施例的具体原理，请参照上述实施例，在此不再赘述。
此外，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本实施例的具体原理，请参照上述实施例，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种图形化建模中数据流程图的解析方法，其特征在于，包括以下步骤：
识别当前流程图的节点的结构；
基于所述当前流程图的节点的结构，构建流程图。
2.根据权利要求1所述的图形建模中数据流程图的解析方法，其特征在于，所述识别当前流程图的节点的结构的步骤包括：
对当前流程图基于逆图深度遍历，判断所述当前流程图中节点的结构是选择结构或判断结构，所述逆图即将一个图的有向边的起点和终点交换后得到的图；
对所述当前流程图基于原图深度遍历，判断出当前流程图中节点的循环类型或识别出选择结构的汇合点。
3.根据权利要求2所述的图形建模中数据流程图的解析方法，其特征在于，所述对当前流程图基于逆图深度遍历，判断所述当前流程图中节点的结构是选择结构或判断结构的步骤包括：
对于当前流程图基于逆图深度遍历，当对一个判断节点的所有分支进行遍历时，如果可以产生回路，则其为循环结构；当其所有分支都遍历过，判断节点没有被识别，则其为选择结构。
4.根据权利要求2所述的图形建模中数据流程图的解析方法，其特征在于，所述对所述当前流程图基于原图深度遍历，判断出当前流程图中节点的循环类型或识别出选择结构的汇合点的步骤包括：
对所述当前流程图基于原图深度遍历，在遍历到一个新节点时，给节点赋予时间戳，判断出循环类型，或者识别出选择结构的汇合点。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的图形建模中数据流程图的解析方法，其特征在于，所述基于所述当前流程图的节点的结构，构建流程图的步骤包括：
基于所述当前流程图的XML配置文件，在XML配置文件中，将程序流程图分为两部分：nodes和lines，分别存储节点的信息和连线的信息，以此构建流程图。
6.根据权利要求5所述的图形建模中数据流程图的解析方法，其特征在于，所述节点的类型包括：开始、判断、执行、结束四种类型。
7.根据权利要求6所述的图形建模中数据流程图的解析方法，其特征在于，所述基于所述当前流程图的节点的结构，构建流程图的步骤中还包括：
将开始、判断、执行和结束四个节点信息处理、保存；将连线信息处理、保存。
8.一种图形建模中数据流程图的解析系统，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
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