CN113655996A - 一种基于需求模型的企业级系统生成方法 - Google Patents

Abstract

发明提出的一种基于需求模型的企业级系统自动生成方法，分别：以需求模型作为输入，通过对其中包含的系统顺序图、系统操作合约、概念类图和用例图进行解析，从而输出请求响应功能的实现代码、业务处理功能的实现代码、数据访问功能的实现代码以及视图渲染功能的实现代码，最后将功能模块的实现代码集成在一起，由此实现企业级系统的自动生成，提高了软件的开发效率。

Description

一种基于需求模型的企业级系统生成方法

技术领域

本发明涉及软件技术领域，具体涉及一种基于需求模型的企业级系统生成方法。

背景技术

由于企业应用程序需要满足企业内部不同部门和不同人员的业务需求，这导致了该类软件通常具有复杂的业务逻辑，因此完成这类软件的开发，需要开发人员付出大量的精力编写代码。

在最初设计软件功能时，由于很难全面的考虑软件的需求，所以随着软件的部署与应用以及业务流程的不断改进，客户对软件的新需求也会逐渐出现，这都会导致软件的更新迭代变的频繁。这些因素都需要开发人员手工编写大量的代码，而且手工编写代码的质量依赖程序员的本身的水平，这为以后程序的部署、维护和升级带来了很高的成本，因此实现代码的自动生成一直是软件工程领域研究的热点问题之一，并且该领域也已经出现了很多自动生成代码的方法。

Jose Miguel Pérez-

等人在文献《From abstract specifications toapplication generation》提出了一种平台无关的应用程序建模方法，可以用来生成本地应用程序，该方法使用建模图形界面创建ABM模型和CM模型，并将模型转换成支持全平台的应用程序。但该方法只能生成前端图形用户界面相关代码，无法自动生成业务逻辑处理的服务端代码。因此该方法不能自动生成可运行的应用软件。Sunitha等人在文献《Automaticcode generation using unified modeling language activity and sequence models》提出了一种使用活动图和顺序图来对工作流程建模，并将UML模型生成软件原型的方法，但是其所生成的软件代码是不完整的，因此其生成的软件是不可运行的。Kundu等人在文献《Automatic code generation from unified modelling language sequence diagrams》提出了一种从UML序列图自动生成代码的方法，首先以序列图来构造一个可视化模型，然后通过设计映射规则，将图中的模型元素映射为代码。序列图一般不会包含代码层面的信息(如变量的定义、修改、读取，初始化变量，异常处理等)，所以其生成的代码不是完整的代码。Yang等人在文献《Automated Prototype Generation From Formal RequirementsModel》中提出一种可以将模型自动转换成软件原型的方法，虽然使用该方法生成的代码是完整的，而且生成的软件也是可运行的，但是由于软件无法实现数据的持久化以及建立与数据库系统的连接，因此方法仍然无法生成符合企业需要的应用软件。

发明内容

本发明的目的在于为当前软件领域所面临的困境，如：软件开发效率低下、无法有效的响应用户需求的变化、现有的技术和方法无法实现企业级应用软件的自动生成，提供了一种基于需求模型的企业级系统的自动生成方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了如下的技术方案：本发明提出的一种基于需求模型的企业级系统的自动生成方法，包括以下：以需求模型作为输入，通过对其中的系统顺序图和系统操作合约进行解析，使用请求响应功能的转换模板来限定代码的生成样式，最后输出该功能的实现代码；通过解析需求模型中的系统操作合约，使用业务处理功能的转换模板来限定代码的生成样式，以及定义系统操作合约组成语句与业务处理代码的映射规则及转换算法来辅助代码生成，最后输出为该功能的实现代码；通过解析需求模型中的概念类图，使用数据访问功能的转换模板来限定代码的生成样式，通过遵循该功能的处理算法，最终输出该功能的实现代码；通过解析需求模型中的用例图、系统顺序图，使用视图渲染功能的转换模板来限定代码的生成样式，从而输出该功能的实现代码；最后通过设置生成代码相关的的文件路径，使各种功能模块的实现代码封装到软件源码文件夹中，并确保代码之间的正确引用。

进一步地，为了实现代码自动生成，需要定义系统功能的转换模板来辅助代码生成，具体包括以下步骤：

(1.1)分析企业级系统的组成代码，分离出视图渲染、数据访问、业务处理、请求响应等功能模块的实现代码；

(1.2)保留代码中的默认关键字和其他具有必要的预留符号作为转换模板的静态组成；

(1.3)使用Xtend语法在“《》”符号中编写脚本处理代码，作为转换模板的动态组成，并使其覆盖代码中的自定义部分。

进一步地，为了实现上述生成方法，需要定义OCL表达式到实现代码的映射规则来辅助代码生成，具体包括以下步骤：

(2.1)对需求模型中的系统操作合约进行分解归类，获得OCL表达式的组成类别；

(2.2)对企业级系统的业务处理模块的实现代码进行分析，获得用于代码生成的原子操作；

(2.3)基于所述OCL表达式的组成类别和用于代码生成的原子操作，确定前者到后者的映射规则。

进一步地，为了实现上述生成方法，需要从需求模型中解析用户需求数据完成代码生成，具体包括以下步骤：

(3.1)从需求模型包含的系统操作合约中解析用户的需求信息，使用上述映射规则通过遵循转换算法的处理流程，来填充业务处理功能的转换模板，以生成该功能的实现代码；

(3.2)从需求模型中的用例图、系统顺序图中解析用户需求信息填充视图渲染功能的转换模板，生成该功能的实现代码；

(3.3)从需求模型中的系统顺序图和系统操作合约中解析用户需求信息填充请求响应功能的转换模板，生成该功能的实现代码；

(3.4)从需求模型包含的概念类图和系统操作合约中解析用户需求信息，按照生成算法的执行流程来填充数据访问功能的转换模板，生成该功能的实现代码。

进一步地，为了实现上述生成方法，需要设置生成代码相关的的文件路径使代码能够正确运行，具体包括以下步骤：

(4.1)设置代码生成的文件路径，使各种功能模块的实现代码封装到软件源码文件夹中；

(4.2)设置生成代码的输出文件路径与代码内包路径相一致；

(4.3)确保生成代码中引用语句具有包路径的一致性，从而确保在代码中包路径的引用其它代码的正确性。

本发明所达到的有益效果是：

1.本发明提出的一种基于需求模型的企业级系统的自动生成方法，可以通过可视化的图形编辑器构建模型，使最终用户可以轻易的参与到软件的开发过程中，并通过领域专家和最终用户协同建模降低两者理解偏差所造成的需求错误；

2.本发明将模型作为工件用于自动生成企业级系统，从而屏蔽掉了传统软件开发过程中的技术实现细节，极大地缩短了软件开发时间；

3.相较于现有的研究方法，本发明生成的代码可以实现复杂的业务逻辑,使生成的软件具有完整性和可执行性。

附图说明

图1为本发明原理框图。

图2为本发明业务处理功能模块的转换模板示例图。

图3为本发明数据访问功能模块的转换模板示例图。

图4为本发明视图渲染模块的转换模板示例图。

图5为本发明请求响应模块的转换模板示例图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、优势能够被清晰的了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明内容做进一步详细的阐述。

本发明实施例提供一种基于需求模型的企业级系统的自动生成方法，如图1所示，包括以下具体步骤：

(1)以需求模型作为输入，通过对其中的系统顺序图和系统操作合约进行解析，使用请求响应功能的转换模板来限定代码的生成样式，最后输出该功能的实现代码；

(2)以需求模型作为输入，通过解析其中的系统操作合约，使用业务处理功能的转换模板来限定代码的生成样式，以及定义系统操作合约组成语句与业务处理代码的映射规则及转换算法来辅助代码生成，最后输出为该功能的实现代码；

(3)以需求模型作为输入，通过解析其中的概念类图，使用数据访问功能的转换模板来限定代码的生成样式，通过遵循该功能的处理算法，最终输出该功能的实现代码；

(4)以需求模型作为输入，通过解析其中的用例图、系统顺序图，使用视图渲染功能的转换模板来限定代码的生成样式，从而输出该功能的实现代码。

(5)设置生成代码相关的的文件路径，使各种功能模块的实现代码封装到软件源码文件夹中，并确保代码之间的正确引用。

进一步地，为了实现代码自动生成，需要定义系统功能的转换模板来辅助代码生成，具体包括以下步骤：

(1.1)根据企业级系统的开发架构，分析企业系统的功能模块，其中可以分离出数据访问、业务处理、请求响应、视图渲染等必需功能模块的实现代码；

(1.2)保留实现代码中的默认关键字和其他必要的预留符号作为转换模板的静态组成；

(1.3)使用Xtend语法编写脚本处理代码，作为转换模板的动态组成，并使其覆盖代码中的自定义部分；附图2和附图3分别是示例的数据访问模块和业务处理模块的转换模板。

进一步地，为了实现上述生成方法，需要定义OCL表达式到实现代码的映射规则来辅助代码生成，具体包括以下步骤：

(2.1)对系统操作合约进行梳理，获得OCL表达式的组成类别；获得组成类别就是要清楚OCL表达式所具有的含义：具有对象属性的赋值、取值、对象的创建、删除、修改、查找、对象关系的建立和断裂等含义；

(2.2)对企业级系统的业务处理模块的代码进行分析，获得用于代码生成的原子操作；具体的说，就是要在代码语句中，获取具有实际作用的代码片段，这类代码片段同样要具有表达对象属性的赋值、取值、对象的创建、删除、修改、查找、对象关系的建立和断裂等含义的功能；

(2.3)基于所述的组成类别和原子操作，确定前者到后者的映射规则；即组成类别具有的含义要与原子操作的含义具有一一对应关系，如下是建立的9中映射规则，可用于辅助业务逻辑代码生成。

Rule1:查询指定类所包含的所有对象：

Rule2:通过指定查询条件查询一个符合要求的类的对象：

Rule3:通过指定的ID查询一个符合要求的类的对象：

Rule4:创建一个类的对象：

Rule5:将对象的信息保存到数据库中：

Rule6:将一组对象的信息保存到数据库中：

Rule7:删除数据库中与给定对象信息相对应的数据：

Rule8:通过指定的查询条件查询所有符合要求的类的对象：

Rule9:通过指定的关联对象查询所有符合要求的类的对象：

进一步地，为了实现上述生成方法，需要从需求模型中解析用户需求数据完成代码生成，具体包括以下步骤：

(3.1)从需求模型包含的系统操作合约中解析用户的需求信息，使用上述映射规则通过遵循转换算法的处理流程(该功能的转换算法表示为表1所示的伪代码形式)，来填充业务处理功能的转换模板，以生成该功能的实现代码；

(3.2)从需求模型中的用例图、系统顺序图中解析用户需求信息填充视图渲染功能的转换模板，并按照界面主页的生成算法(该功能的转换算法表示为表2所示的伪代码形式)，生成该功能的实现代码；

(3.3)从需求模型中的系统顺序图和系统操作合约中解析用户需求信息填充请求响应功能的转换模板，并按照RESTFUL架构生成算法(该功能的生成算法表示为如表3所示的伪代码形式)，生成该功能的实现代码；

(3.4)从需求模型包含的概念类图和系统操作合约中解析用户需求信息，按照生成算法的执行流程来填充数据访问功能的转换模板(该功能的生成算法表示为如表4所示的伪代码形式)，生成该功能的实现代码；

表1业务处理模块转换算法

本实施例的业务处理模块生成算法使用合约集合，转换模板，用例集合作为输入，输出业务处理模块的实现代码；算法首先遍历合约集合，然后执行迭代操作，首先查找用例集合中的合约，如果遍历的合约与查找的合约相同，则通过转换模板生成代码框架。之后算法会解析合约中的OCL表达式，首先遍历表达式，如果表达式中存在系统操作共享的属性，则为该属性生成引用对象。最后算法对OCL表达式执行遍历操作，根据表达的类型匹配映射规则，并依据映射规则生成业务处理模块的实现代码。

表2界面主页生成算法

本实施例的生成算法由html模板，用例图，顺序图集合作为输入，最终生成功能索引页HTML代码。算法首先从用例图中解析用例角色，然后遍历它，每执行一次遍历，便会根据输入模板生成代码的框架，然后算法会从系统顺序图集合中找到单个实例；之后算法会遍历用例角色中包含的用例，如果用例属于系统顺序图实例中用例的父类，算法将会生成二级功能菜单代码，如果不属于，算法将会生成一级功能菜单代码，最后算法会将代码封装到代码框架中，生成主页面的实现代码。

表3 RESTful架构生成算法

本实施例的RESTful架构生成算法使用系统操作合约作为输入，输出为RESTful请求方式；算法首先解析系统操作合约其中的OCL表达式，对其中的OCL表达式执行遍历操作，如果当前遍历到的原子表达式处于创建对象类型的表达式，那么算法将生成POST请求方法；如果当前遍历到的原子表达式属于删除对象的表达式，那么算法将生成DELETE请求方法；如果当前遍历到的原子表达式包含属性调用表达式，那么算法将生成PUT请求方法；如果当前遍历到的原子表达式不属于上述三种类型，那么算法将生成GET请求方法。

表4数据访问模块生成算法

本实施例的数据访问模块生成算法使用转换模板，系统操作合约和概念类图作为输入，以数据访问模块的实现代码作为输出；算法主要是进行了两种遍历，第一种方式会遍历类的关联关系，如果该关联关系属于多对一，则创建返回值为对象集合，且根据关联的对象进行查询的操作，否则创建返回值为单个对象的查询操作；第二种方式会创建在第一种遍历方法中，无法生成的数据查询操作，该方式先遍历系统操作合约中的OCL表达式，如果该表达式属于迭代操作中的any操作，则创建返回值为单个对象且根据类的属性进行查询的操作，否则创建返回值为对象集合的查询操作。

进一步地，为了实现上述生成方法，需要定义OCL表达式到实现代码的映射规则来辅助代码生成，具体包括以下步骤：

(4.1)设置代码生成的文件路径，使各种功能模块的实现代码封装到软件源码文件夹中；

(4.2)设置生成代码的输出文件路径与代码内包路径相一致；

(4.3)确保生成代码中引用语句具有包路径的一致性，从而确保在代码中包路径的引用其它代码的正确性。

Claims (5)

1.一种基于需求模型的企业级系统生成方法，其特征在于包括以下：

(1)以需求模型作为输入，通过对其中的系统顺序图和系统操作合约进行解析，使用请求响应功能的转换模板来限定代码的生成样式，最后输出该功能的实现代码；

(2)以需求模型作为输入，通过解析其中的系统操作合约，使用业务处理功能的转换模板来限定代码的生成样式，以及定义系统操作合约组成语句与业务处理代码的映射规则及转换算法来辅助代码生成，最后输出为该功能的实现代码；

(3)以需求模型作为输入，通过解析其中的概念类图，使用数据访问功能的转换模板来限定代码的生成样式，通过遵循该功能的处理算法，最终输出该功能的实现代码；

(4)以需求模型作为输入，通过解析其中的用例图、系统顺序图，使用视图渲染功能的转换模板来限定代码的生成样式，从而输出该功能的实现代码。

(5)设置生成代码相关的的文件路径，使各种功能模块的实现代码封装到软件源码文件夹中，并确保代码之间的正确引用。

2.根据权利要求1所述的一种基于需求模型的企业级系统生成方法，其特征在于，需要构建各功能模块的转换模板来限定代码的生成样式，具体包括：

(1.1)分析已有企业级系统的组成代码，分离出视图渲染、数据访问、业务处理、用户请求响应等功能模块的实现代码；

(1.2)保留代码中的默认关键字和其他具有必要的预留符号作为转换模板的静态组成；

(1.3)使用Xtend语法编写脚本处理代码，作为转换模板的动态组成，并使其覆盖代码中的自定义部分。

3.根据权利要求1所述的一种基于需求模型的企业级系统生成方法，其特征在于，定义系统操作合约组成语句与业务处理代码的映射规则及转换算法，具体包括：

(2.1)对需求模型中的系统操作合约进行分解归类，获得OCL表达式的组成类别；

(2.2)对企业级系统的业务处理模块的实现代码进行分析，获得用于代码生成的原子操作；

(2.3)基于所述OCL表达式的组成类别和用于代码生成的原子操作，确定前者到后者的映射规则。

4.根据权利要求1所述的一种基于需求模型的企业级系统生成方法，其特征在于，从需求模型作为输入，通过解析其中的需求信息以生成企业级系统的完整实现代码，具体包括：

(3.1)从需求模型包含的系统操作合约中解析用户的需求信息，使用代码的映射规则通过遵循转换算法的处理流程，来填充业务处理功能的转换模板，以生成该功能的实现代码；

(3.2)从需求模型中的用例图、系统顺序图中解析用户需求信息填充视图渲染功能的转换模板，生成该功能的实现代码；

(3.3)从需求模型中的系统顺序图和系统操作合约中解析用户需求信息填充请求响应功能的转换模板，生成该功能的实现代码；

(3.4)从需求模型包含的概念类图和系统操作合约中解析用户需求信息，按照生成算法的执行流程来填充数据访问功能的转换模板，生成该功能的实现代码。

5.根据权利要求1所述的一种基于需求模型的企业级系统生成方法，其特征在于，设置生成代码相关的的文件路径，具体包括：

(4.1)设置代码生成的文件路径，使各种功能模块的实现代码封装到软件源码文件夹中；

(4.2)设置生成代码的输出文件路径与代码内包路径相一致；

(4.3)确保生成代码中引用语句具有包路径的一致性，从而确保在代码中包路径的引用其它代码的正确性。

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