JP2000298586A - オブジェクト指向プログラム品質改善方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大規模なオブジェクト指向プログラムから効
率よく問題点を発見し、問題点の原因の追求を容易にす
ること。 【解決手段】 入力されたオブジェクト指向プログラム
から、計測手段１により、個々のクラスのサイズ、他ク
ラスを参照する回数、継承の深さ等の品質情報を抽出す
る。判定手段２は品質情報と予め設定された基準値を比
較し、問題がある可能性の高い要素（モジュールまたは
クラス）を抽出する。参照関係解析手段４は、抽出され
た要素について参照関係を解析し、また、規約チェック
手段５は規約違反を検出する。解析された参照関係は、
参照関係を示す図として表示される。また、時変化解析
手段６は、判定手段２により抽出された要素について品
質情報の時変化を解析し、時変化を時系列変化グラフと
して表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オブジェクト指向
プログラミング言語で書かれたプログラムの品質向上を
はかる技術に関し、さらに詳細には、オブジェクト指向
プログラムから問題がある可能性が高いモジュール（こ
こでは、モジュールを「一つのまとまった機能を実現す
るクラスの集合」として定義する）やクラスを特定／抽
出して、抽出された要素について品質情報を出力するこ
とにより、規模が大きなプログラムでも効率よく問題点
を見つけることができるオブジェクト指向プログラムの
品質改善方法およびシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】オブジェクト指向プログラムを対象とし
て、各種の品質情報を計測する品質評価方法はいくつか
提案されている。それらはプログラムを解析して品質情
報を計測するものであるが、対象とするプログラムが大
規模である場合には、得られる品質情報も膨大になって
しまう。そのため、単に品質情報の全てをグラフ表示す
るのみである従来の視覚化手段では、大量に品質情報が
表示され、ユーザがそれを見て問題点を発見するのは困
難だった。

【０００３】また、従来より、プログラムを解析した結
果とコーディング規約とを照合して規約違反を検査する
ものがある。プログラム全体を解析し検査するため、こ
れも同様に、大規模なプログラムの場合には大量に出力
される検査結果から問題点を特定するのは困難だった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来、
大規模なプログラムから効率よく問題点を特定／抽出
し、品質情報を呈示してその品質改善を図る技術は知ら
れていなかった。本発明は上記した事情に鑑みなされた
ものであって、その目的とするところは、計測した品質
情報から問題がある可能性が高いモジュールやクラスを
特定／抽出し、それらに対して参照関係や規約違反を検
査するとともに、品質情報の時変化を提示することによ
り、大規模なオブジェクト指向プログラムから効率よく
問題点を発見することができ、また、問題点の原因の追
求を容易に行うことができるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。同図において、１は計測手段であり、入力となる
オブジェクト指向プログラムを解析し、クラスのサイ
ズ、参照回数、継承の深さを計測する。２は判定手段で
あり、計測手段１により計測された品質情報をその基準
値３と比較して問題がある可能性が高い要素（モジュー
ルまたはクラス）を判定し抽出する。４は参照関係解析
手段であり、判定手段２により抽出した要素について参
照関係を解析する。５は規約チェック手段であり、判定
手段２の判定結果に基づき抽出されたしたチェック対象
について規約違反を検出する。６は時変化解析手段であ
り、判定手段２により抽出された要素について品質情報
の時変化を解析する。７は出力手段であり、上記参照関
係解析手段４の解析結果を参照関係図として表示した
り、時変化解析手段の解析結果を時変化グラフとして表
示する。

【０００６】本発明においては、上記のように、入力さ
れたオブジェクト指向プログラムから、判定手段２によ
り問題がある可能性の高い要素（モジュールまたはクラ
ス）を抽出し、抽出された要素について参照関係解析手
段４により参照関係を解析し、また、規約チェック手段
５により規約違反を検出しているので、プログラムが大
規模であっても効率よく問題点を発見しその原因を追求
することができる。また、請求項２，３の発明のよう
に、参照関係を示す図を表示することにより、問題点の
発見を容易にすることができる。さらに、請求項４の発
明のように、コーディング規約の違反があるか検査する
ことで、問題点を特定することができ、また、請求項５
の発明のように品質情報の時系列変化をグラフ表示する
ことで、問題点の原因を調べることが容易となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図２は本発明が適用されるシステ
ムの構成例を示す図である。同図において、１０１はＣ
ＰＵであり、ＣＰＵ１０１にはバス１００が接続されて
おり、バス１００にはメモリ１０２、外部記憶装置１０
３、キーボードやマウス等の入力デバイスを含む入力装
置１０４、表示装置等を含む出力装置１０５が接続され
ている。

【０００８】外部記憶装置１０３には本発明の処理を行
うためのプログラム等が格納され、また、入力された品
質改善の対象となるオブジェクト指向プログラムが外部
記憶装置１０３に格納される。本発明の処理を行うため
のプログラムは実行時、メモリ１０２に読み込まれてＣ
ＰＵ１０１により実行される。そして、上記対象となる
オブジェクト指向プログラムから問題がある可能性が高
いモジュールやクラスが抽出され、その参照情報等が解
析され、また、規約違反が検査される。これらの品質情
報、その時系列変化は参照関係図、時変化グラフ等とし
て出力装置１０５から出力され、ユーザに提示される。
ユーザは、上記品質情報、その時系列変化に基づき、対
象となるオブジェクト指向プログラムのデバッグ等を行
い、その品質改善を図る。

【０００９】図３は本発明の実施例のシステムの機能構
成を示すブロック図である。同図において、１１は入力
となるオブジェクト指向プログラミング言語で書かれた
プログラムであり、上記外部記憶装置１０３に記憶され
ている。１２はそのプログラム１１を解析しクラスのサ
イズ、参照回数、継承の深さを計測する計測部である。
１３は計測部１２の計測結果である品質情報、１４は予
め設定された品質情報の基準値、１５は品質情報１３と
品質情報の基準値１４を比較して問題がある可能性が高
い要素（モジュールまたはクラス）を判定し抽出する判
定部である。

【００１０】１６はオブジェクト指向言語で書かれたプ
ログラム１１を入力として判定部１５により抽出した要
素について参照関係を解析する参照解析部、１７は参照
解析部１６の解析結果である参照関係情報、１８は参照
関係情報１７を視覚化する参照関係図表示部である。１
９は判定部１５の判定結果に基づき規約チェックの対象
を抽出するチェック対象抽出部、２０はチェック対象抽
出部１９により抽出されたチェック対象、２１はチェッ
クを行うための規約情報、２２はチェック対象２０を解
析した結果を規約情報２１と照合し規約違反を検出する
規約チェック部である。２３は過去の品質情報、２４は
判定部１５により抽出された要素について品質情報２３
から時変化を解析する時変化解析部、２５は時変化解析
部２４により抽出された時変化情報、２６は時変化情報
２５の情報を視覚化するグラフ表示部である。

【００１１】図３において、オブジェクト指向プログラ
ム１１を入力として、計測部１２は個々のクラスのサイ
ズ、他クラスの参照回数、継承の深さを計測する。計測
した結果は品質情報１３として出力される。品質情報の
基準値１４は、クラスのサイズ、他クラスの参照回数、
継承の深さが異常な値であるかどうかを判定するための
情報であり、予め設定されるものである。判定部１５
は、品質情報１３と品質情報の基準値１４とを比較し、
品質情報が異常な値をもつモジュールやクラスを、問題
がある可能性が高い箇所として抽出する。

【００１２】参照情報解析部１６は、オブジェクト指向
プログラム１１を入力として、判定部１５により抽出さ
れたモジュールやクラスに関して、クラスやメソッドと
モジュール内外のクラスとの参照関係を解析し、その結
果を参照関係情報１７として出力する。参照関係図表示
部１８は、参照関係情報１７を入力として、参照関係を
示す図を表示する。チェック対象抽出部１９は、オブジ
ェクト指向プログラム１１から、判定部１５の抽出した
クラスを、チェック対象ソースコード２０として抽出す
る。

【００１３】規約チェック部２２は、チェック対象ソー
スコード２０を解析し、その解析結果とコーディング規
約を記述した規約情報２１を照合して規約違反を検出す
る。さらに、時変化解析部２４は、判定部１５の抽出し
たクラスについて、過去の品質情報２３を基に品質情報
の時変化を調べ、時変化情報２５として出力する。ま
た、グラフ表示部２６は、時変化情報２５を基に品質情
報の時変化をグラフ表示する。

【００１４】以下、本発明の具体的実施例をプログラミ
ング言語Ｃ＋＋で記述された図４に示すプログラム例に
より説明する。 （１）品質情報の計測 図３に示した計測部１２では、以下の項目を品質情報１
３として計測する。 クラスのサイズ：クラスのメンバ数または、クラスの
メンバ関数の文の数の総和。 他クラスの参照回数：データメンバ、メンバ関数のパ
ラメタ、戻り値として使われる他のクラスの数。 継承の深さ

【００１５】図４に示した入力プログラム例について、
そのプログラムを計測した品質情報を図５に例として示
す。なお、図５では、品質情報についてはクラスのサイ
ズを表す文の数と他クラスの参照回数のみを例に示して
いるが、他についても同様である。図４のプログラム例
では、クラスＡ、Ｂを含むモジュール１とクラスＣ、Ｄ
を含むモジュール２が存在する。計測部は各モジュール
ごとに上記の項目について計測を行い、図５のようにモ
ジュール単位の品質情報を得る。

【００１６】すなわち、モジュール１のクラスＡは、文
の数１であり参照はない。クラスＢは文の数２（「p->f
1() ; 」と「k=1;」）であり参照はクラスＡ、クラスＣ
の２つである。また、モジュール２のクラスＣは、文の
数４（「return m；」と「int i；」と「i=dp〜; 」と
「m=i 〜; 」）であり参照はクラスＤの１つである。ク
ラスＤは文の数１であり参照はない。したがって、図５
に示す品質情報が得られ、その平均値は、図５に示すよ
うに、モジュール１については、文の数１．５、参照回
数１となる。また、モジュール２については、文の数
２．５、参照回数０．５となる。なお、上記のような品
質情報を計測する手法は公知のものである。

【００１７】（２）品質情報の判定 上記の品質情報１３を入力として、判定部１５では、計
測した結果が問題がありそうな異常値であるかを判定す
る。この判定は、予め、設定した品質情報の基準値１４
と比較することで行う。基準値１４として、上記の計測
する項目ごとに上限値と下限値を設定する。判定結果
は、後述の参照関係解析部１６、チェック対象抽出部１
９、時変化解析部２４において使用される。

【００１８】（３）参照関係の解析：モジュール内のク
ラスとモジュール内外の他のクラスとの参照関係の解析 参照関係解析部１６では、入力プログラム１１を解析し
て、判定部１５で抽出されたモジュールについて、その
モジュール内のクラスとモジュール内外の他のクラスと
の参照関係を調べる。図４の入力プログラム例と、図５
に示した入力プログラム例に対する品質情報を例として
説明する。仮に、判定部において図４のプログラムのモ
ジュール１が、参照回数に異常値があったとして抽出さ
れたとする。この場合には、参照解析部１６では、モジ
ュール１に関して参照関係情報を解析する。

【００１９】モジュール１に関する参照関係情報を図６
に示す。同図に示すように、クラスＡは、モジュール内
およびモジュール外参照クラスが無く、また、クラスＢ
は、モジュール内参照クラスがクラスＡ、モジュール外
参照クラスがクラスＣである。参照関係図表示部１８は
上記参照関係情報を基に、モジュール内のクラスとモジ
ュール内外の他のクラスとの参照関係を示す図を表示す
る。図６の参照関係情報に対する参照関係図を図７に示
す。図中のＡ、Ｂ、Ｃはいずれもクラス名であり、Ａと
Ｂを囲む円はモジュール（この例ではモジュール１）を
表している。また、円の外側にあるＣはモジュール外の
クラスであることを表す。

【００２０】図８、図９に、図６、図７よりも多少複雑
な例を示す。この参照関係図では、クラスＤは他クラス
の参照が多く、特にモジュール外のクラスの参照が多い
ことが視覚的に分かる。そのようなクラスは保守を困難
にする恐れがある。以上のように、異常値をもつモジュ
ールを抽出し、それに対して参照関係図を表示すること
で問題点の発見が容易になる。なお、参照関係図の表示
には、既存の視覚化技術を用いることができる。

【００２１】（４）参照関係の解析：クラス内のメンバ
関数とモジュール内外の他のクラスとの参照関係の解析 参照関係解析部１６では、入力プログラム１１を解析し
て、判定部１５で抽出されたクラスについて、そのクラ
ス内のメンバ関数と他のクラスとの参照関係を調べる。
結果は図１０に示すように、上記（５）と同様の形式の
参照関係情報として出力する。図１０は、クラス名がＣ
１である２つのメンバー関数を持つクラスに対する参照
関係情報の例である。参照関係図表示部１８は上記参照
関係情報を基に、クラス内のメンバ関数と他のクラスと
の参照関係を示す参照関係図を表示する。この場合の参
照関係図は、上記（５）で示した図において、モジュー
ルを表す円をクラスに、その円の中にあるクラスをメン
バ関数に置き換えたものであり、図１１に示すようにな
る。

【００２２】同図において、メンバ関数C1::f() 、C1::
g() を囲む円はクラス（この場合はクラスＣ１）を表
し、クラスＣ１とクラスＣ２，Ｃ３を囲む円はモジュー
ルを表している。この例の場合は、モジュール内にクラ
スＣ１，Ｃ２，Ｃ３があり、モジュールの外にクラスＣ
４がある。このメンバ関数を対象とした参照関係図によ
り、前記（５）の参照関係図から分かった問題のあるク
ラスについて、さらにそのクラス内のメンバ関数と他ク
ラスの参照関係を調べ、問題の原因となっているメンバ
関数を発見することが容易になる。

【００２３】（５）チェック対象ソースコードの抽出 チェック対象抽出部１９は、判定部１５における判定結
果に基づき入力プログラム１１から、コーディング規約
の違反をチェックする対象ソースコードを抽出する。以
下、図４の入力プログラム例と図５に示した入力プログ
ラム例に対する品質情報を例として説朋する。

【００２４】前述の品質情報の基準値において、例えば
文の数が下限値１と設定されている場合、図５の品質情
報からはクラスＡとクラスＤがその値以下であり、それ
らのクラスが異常な値をもつクラスと抽出される。チェ
ック対象抽出部１９では、判定部１５において抽出され
たクラスＡとクラスＤについて、図４の入力プログラム
から、クラスＡとクラスＤがそれぞれ定義されているソ
ースコード（ファイルＡ．ｈとＤ．ｈ）を、チェック対
象ソースコードとして抽出する。

【００２５】規約チェック部２２では、前記のチェック
対象ソースコードを解析し、その解析結果と規約情報を
照合して規約違反を検出する。コーディング規約を記述
する規約情報の例を図１２に示す。前記の図４と図５の
例では、文の数に関して異常に小さな値をもつクラスＡ
とクラスＤを定義するソースコードＡ．ｈとＤ．ｈが抽
出された。異常に小さなクラスは、関数の定義の洩れな
ど何らかの問題がある可能性が高い。クラスＡとクラス
Ｄでは、図１２の規約情報と照合すると、クラスＡは、
「ポインタ型のデータメンバを持つクラスにデストラク
タがない」、「ポインタ型のデータメンバを持つクラス
にコピーコンストラクタがない」といった項目に該当す
る。これによりクラスＡには実際に問題があることが分
かる。このように、異常値をもつクラスを抽出し、それ
に対して規約違反の検査を行なうことで、問題点を特定
できる。なお、規約違反を検査する方法自体は、公知の
ものである。

【００２６】（６）時変化の解析 時変化解析部２４では、蓄積された過去の品質情報か
ら、判定部１５で抽出した各クラスの品質情報について
時変化情報を抽出する。例えば、品質情報の基準値とし
て、サイズ（メンバ関数の文の数）の下限値が１０と設
定されており、判定部１５でそれを下回る値（異常値）
をもつ３つのクラスＡ、Ｂ、Ｃが抽出された場合、記憶
されている過去の計測時点におけるクラスＡ、Ｂ、Ｃの
サイズ（旧バージョンのプログラムにおけるクラスＡ，
Ｂ，Ｃのサイズ）を読み出し、クラスＡ、Ｂ、Ｃのサイ
ズの時変化を求める。

【００２７】クラスＡ、Ｂ、Ｃのサイズの時変化情報
は、例えば図１３のようになる。時変化情報は、同図に
示すように各クラスについて計測時点ごとの計測値を持
つ。なお、図中のクラスＣの計測時点１、２のように空
欄の項目は、その時点では、そのクラスは存在していな
かった（まだ作成されていない、または削除された）こ
とを表している。グラフ表示部２６は上記の時変化情報
を入力として、各クラスの品質情報の時変化を表示す
る。

【００２８】図１３に対して表示される時変化のグラフ
を図１４に示す。上記のようにクラスＣはサイズが異常
に小さく、問題がある可能性が高いクラスとして抽出さ
れたが、図１４の時変化のグラフはクラスＣは最近新規
に作成されたものであることを示しており、サイズが小
さくても問題はないと判定できる。このように、判定部
１５により異常値として抽出されたクラスについて、時
変化のグラフを見ることによりその原因を調べることが
容易になる。なお、時変化のグラフ表示には、既存の視
覚化技術を用いることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、入力されたオブジェクト指向プログラムの品質情報
を計測し、計測した品質情報から問題がある可能性が高
いモジュールやクラスを特定／抽出し、それらに対して
参照関係図の表示、規約違反の検査、品質情報の時変化
をグラフで表示するようにしたので、大規模なオブジェ
クト指向プログラムから効率よく問題点を発見すること
ができ、また、問題点の原因の追求を容易に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明を適用するシステムの構成例である。

【図３】本発明の実施例のシステムの機能構成を示す図
である。

【図４】入力オブジェクト指向プログラムの１例を示す
図である。

【図５】入力プログラム例に対する品質情報の一例を示
す図である。

【図６】入力プログラム例に対する参照関係情報の例
（例１）を示す図である。

【図７】入力プログラム例のモジュール１に対する参照
関係図を示す図である。

【図８】参照関係情報の例（例２）を示す図である。

【図９】参照関係図の他の例を示す図である。

【図１０】メンバ関数が対象の場合の参照関係情報を示
す図である。

【図１１】メンバ関数が対象の場合の参照関係図の一例
を示す図である。

【図１２】規約情報の一例を示す図である。

【図１３】クラスのサイズの時変化情報の一例を示す図
である。

【図１４】時変化グラフの一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 計測手段 ２ 判定手段 ３ 品質情報基準値 ４ 参照関係解析手段 ５ 規約チェック手段 ６ 時変化解析手段 ７ 出力手段 １１ オブジェクト指向プログラム １２ 計測部 １３ 品質情報 １４ 品質情報の基準値 １５ 判定部 １６ 参照解析部 １７ 参照関係情報 １８ 参照関係図表示部 １９ チェック対象抽出部 ２０ チェック対象 ２１ 規約情報 ２２ 規約チェック部 ２３ 過去の品質情報 ２４ 時変化解析部 ２５ 時変化情報 ２６ グラフ表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 竜生 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5B076 EC10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オブジェクト指向プログラミング言語で
   書かれたプログラムから品質情報を抽出し、該品質情報
   を予め設定した基準値と比較して、所定の要素を抽出
   し、 抽出された要素について、参照関係を解析するととも
   に、所定の要件に違反しているか否かを検査し、上記解
   析結果および検査結果を出力し、 上記解析結果および／または検査結果に基づきオブジェ
   クト指向プログラムの品質を改善することを特徴とする
   オブジェクト指向プログラム品質改善方法。
2. 【請求項２】 オブジェクト指向プログラミング言語で
   書かれたプログラムの品質情報として、個々のクラスの
   サイズ、他クラスを参照する回数、継承の深さを計測す
   る計測手段と、 計測した品質情報と予め設定した基準値を比較して問題
   がある可能性が高い要素を抽出する判定手段と、 抽出した要素について、参照関係を解析する参照関係解
   析手段と、コーディング規約の違反があるか検査する規
   約チェック手段と、 上記解析結果および検査結果を出力する出力手段とを備
   え、 上記判定部は、モジュール内の全クラスについての他ク
   ラスを参照する回数の平均が、基準値と比べて異常な値
   であるモジュールを抽出し、 上記参照関係解析手段は、そのモジュールに対して、モ
   ジュール内のクラス間および他のモジュールのクラスと
   の参照関係を解析し、 上記出力手段は、上記解析結果に基づきモジュール内の
   クラス間および他のモジュールのクラスとの参照関係を
   示す図を表示することを特徴とするオブジェクト指向プ
   ログラム品質改善システム。
3. 【請求項３】 判定部は、他クラスを参照する回数が基
   準値と比べて異常な値であるクラスを抽出し、 参照関係解析手段は、そのクラスにして、クラス内のメ
   ソッドと他のクラスとの参照関係を解析し、 出力手段は、上記解析結果に基づきクラス内のメソッド
   と他のクラスとの参照関係を示す図を表示することを特
   徴とする請求項２のオブジェクト指向プログラム品質改
   善システム。
4. 【請求項４】 判定部は、計測した品質情報のいずれか
   が基準値に比べて異常な値をもつクラスを抽出し、 規約チェック手段は、そのクラスに対してコーディング
   規約の違反があるか検査し、出力手段は、上記検査結果
   を出力することを特徴とする請求項２または請求項３の
   オブジェクト指向プログラム品質改善システム。
5. 【請求項５】 時変化解析手段を備え、 判定部は、基準値に比べて品質情報が異常な値をもつク
   ラスを抽出し、 上記時変化解析手段は、そのクラスに対して品質情報の
   時系列変化を求め、 出力手段は、上記時変化解析手段の解析結果に基づき品
   質情報の時系列変化をグラフ表示することを特徴とする
   請求項２，３または請求項４のオブジェクト指向プログ
   ラム品質改善システム。