JPH07248915A - プログラム解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、プログラム解析装置に関し、プロ
グラムのステートンメント、構文木のノード、制御フロ
ーのブロック、データ利用状況にデータ名毎に宣言・代
入・参照を関連づけて保存し、異なる種類の情報にまた
がる問い合わせを可能にすることを目的とする。 【構成】 プログラムを構文解析して生成した構文木６
の各ノードに当該プログラムの行情報をセットする構文
解析１と、構文木６のノードを順に辿って制御の流れを
解析して生成した制御フロー７の各ブロックに構文木６
の対応するノードとの間にリンク付けする制御フロー解
析２と、制御フロー２を辿ってデータ名に対応づけて構
文木６のノードとの間にリンク付けたデータ利用状況８
を作成するデータフロー解析３とを備え、プログラム
５、構文木６、制御フロー７およびデータ利用状況８を
関連づけて管理するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プログラムの解析を行
うプログラム解析装置に関するものである。プログラム
保守を支援するために、プログラムを解析し、制御フロ
ーやデータフローに基づく種々の情報を分析・編集し、
ドキュメントを生成したり、ＧＵＩで会話的に表示する
ソフトウェアシステムが盛んに開発されている。今後、
高度なこれらシステムを作るには、高精度な解析情報が
必要となる。この際、コンパイラと同様な構文解析情報
をもとに、更に高度な解析情報を作成し、データベース
で管理することでこれらに関する問い合わせを可能にす
ることが望まれている。

【０００２】

【従来の技術】従来、プログラムの構文構造、制御フロ
ー（ステートメントの実行順序）、データの利用状況と
データフロー（データの依存性）に関する情報は、図
９に示すように個別に生成されて個別に扱われており、
明確な形でこれらの情報を関係づけられていなかった。
以下図９の構成を簡単に説明する。

【０００３】図９は、従来技術の説明図を示す。図９に
おいて、プログラム４１は、解析対象のプログラムであ
る。構文解析４２は、解析対象のプログラム４１を形態
素解析、構文解析して構文情報（構文木）４３を生成す
るものである。

【０００４】構文情報４３は、プログラム４１の構文構
造を表した情報であって、構文木などである。制御フロ
ー解析４４は、構文情報４３である構文木のノードを順
に辿り、制御の流れを表す制御フロー４５を作成するも
のである。

【０００５】制御フロー４５は、構文木のノードの順に
辿って制御の流れを表すフローである。データフロー解
析４６は、制御フロー４５のブロックを順に辿ってデー
タの流れを表すデータフロー４７を作成するものであ
る。

【０００６】データフロー４７は、制御フロー４５のブ
ロックの順に辿ってデータの流れを表すフローである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来は、図９を用いて
上述したように個別に構文構造、制御フロー、データフ
ローなどが生成されて使用されていたが、相互の関連が
管理されていなく、構文構造、データ利用状況（各ステ
ートメントでどのデータ名が代入あるいは参照されてい
るかなど）、制御フローに対する問い合わせ法が明確に
存在しなく、またそれらの情報が関係付けて管理されて
いなく、これらの情報に関連する問い合わせを行うこと
ができないという問題があった。このため、これら異な
る種類の情報に跨がる問い合わせを実現することが望ま
れている。

【０００８】本発明は、これらの問題を解決するため、
プログラムのステートンメント、構文木のノード、制御
フローのブロック、データ利用状況にデータ名毎に宣言
・代入・参照を関連づけて保存し、異なる種類の情報に
またがる問い合わせを可能にすることを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理ブ
ロック図を示す。図１において、構文解析１は、プログ
ラムを構文解析して構文木６を生成したり、当該構文木
６の各ノードにプログラムの対応するステートメントの
行情報を設定したりなどするものである。

【００１０】制御フロー解析２は、構文木６のノードを
順に辿って制御の流れを解析して制御フロー７を生成し
たり、当該制御フロー７の各ブロックに構文木６の対応
するノードとの間にリンク付けしたりするものである。

【００１１】データフロー解析３は、制御フロー７を辿
ってデータ名毎に宣言、代入、参照別に構文木６のノー
ドとの間にリンク付けたデータ利用状況８を作成したり
するものである。

【００１２】検索手段４は、プログラム５、構文情報
６、制御フロー７、およびデータ利用状況８を検索する
ものである。

【００１３】

【作用】本発明は、図１に示すように、構文解析１がプ
ログラム５を構文解析して構文木６を生成および生成し
た構文木６の各ノードにプログラム５の対応するステー
トメントの行情報をセットし、制御フロー解析２が構文
木６のノードを順に辿って制御の流れを解析して制御フ
ロー７を生成および制御フロー７の各ブロックに構文木
６の対応するノードとの間にリンク付けし、データフロ
ー解析３が制御フロー２を辿ってデータ名毎に宣言、代
入、参照別に構文木６のノードとの間にリンク付けたデ
ータ利用状況８を作成し、プログラム５、構文木６、制
御フロー７およびデータ利用状況８を関連づけて管理す
るようにしている。

【００１４】また、プログラム５のデータ名（変数名）
を使っているステートメントの問い合わせに対応して、
検索手段４がデータ利用状況８の対応するデータ名（変
数名）を見つけてリンク付けた構文木６のノードを辿
り、ノードにセットされているプログラム５のステート
メントの行情報あるいは行情報に対応するステートメン
トを問い合わせ結果として出力するようにしている。

【００１５】また、プログラムのステートメントの中で
使われているデータ名（変数名）の問い合わせに対応し
て、検索手段４がデータ利用状況８を検索してステート
メント中で使われているデータ名（変数名）を見つけて
リンク付けた構文木６のノードを辿り、ノードにセット
されているプログラムのステートメントの行情報をもと
にステートメントを取り出して一致したときに、問い合
わせ結果として一致したときのデータ利用状況８に設定
されていた宣言、代入あるいは参照とデータ名（変数
名）を出力するようにしている。

【００１６】また、複数のステートメントを指定した実
行順序の問い合わせに対応して、検索手段４が複数のス
テートメントを含むブロックを制御フロー７を検索して
それぞれ見つけ、これら見つけたあるブロックから制御
フロー７の制御の流れを辿って他のブロックに全て辿り
つけたときにたどり着けた順の実行順序と出力し、一
方、辿り付けなかったときに実行順序性なしを出力する
ようにしている。

【００１７】また、ステートメントのデータ名Ａを指定
したデータ依存性の問い合わせに対応して、検索手段４
がステートメントを含むブロックを制御フロー７から見
つけ、この見つけたブロック内の当該ステートメント以
降のステートメントおよび次のブロック以降のステート
メントについてデータ名Ａがあったときに、データ利用
状況８を検索して参照あるいは代入を取り出して出力す
るようにしている。

【００１８】従って、プログラム５のステートンメン
ト、構文木６のノード、制御フロー７のブロック、デー
タ利用状況８にデータ名毎に宣言・代入・参照を関連づ
けて保存することにより、異なる種類の情報にまたがる
問い合わせに容易に解答することが可能となる。

【００１９】

【実施例】次に、図２から図８を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。

【００２０】図２を用いて図１でプログラム５から構文
木６、制御フロー７、およびデータ利用状況８の各種情
報を作成するときの手順を説明する。図２の（ａ）にお
いて、Ｓ１は、プログラムを入力する。

【００２１】Ｓ２は、構文解析し、各ステートメントの
行情報（そのファイルの何行目）をセットする。これ
は、Ｓ１で入力したプログラムを形態素解析・構文解析
して構文木６を作成し、当該構文木６の各ノードにプロ
グラム中の対応するステートメントの行情報をセットす
る。これにより、図３に示すように、構文木６の各ノー
ドと、プログラムのステートメントの行情報とが対応づ
けられたこととなる。

【００２２】Ｓ３は、構文木を順に（左上から右下）辿
り、制御フロー７を作成し、制御フロー７のブロック内
に構文木のノードへのポインタをセットする。これは、
構文木６の左上から右下に向けた順に辿り、制御の流れ
を表す制御フロー７を図３に示すように作成すると共
に、制御フロー７の各ブロック内に図示のように構文木
６の対応するノードとの間に相互にポインタをはる。こ
れにより、図３に示すように、制御フロー７の各ブロッ
ク内のステートメントと、構文木６の各ノードととが対
応づけられたこととなる。

【００２３】Ｓ４は、制御フローを順に辿り、データ利
用状況８を作成し、ステートメントに対応する構文木の
ノードへのポインタをセットする（図４を用いて後述す
る）。

【００２４】以上によって、プログラム５から構文木
６、制御フロー７、およびデータ利用状況８を作成する
と共に相互の間を関連づけることにより、プログラム
５、構文木６、制御フロー７およびデータ利用状況８を
相互に参照しながら問い合わせに対応して、詳細な情報
を検索して見つけ、応答することが可能となる。以下順
次詳細に説明する。

【００２５】図２の（ｂ）は、構文木内のノードと、プ
ログラムのステートメントとを関連づけた例を示す。こ
こでは、構文木内のノード“手続き”につながるノード
“代入文”と、プログラム５のステートメントとを関連
づけるため、ステートメントの行情報を構文木６のノー
ドの中に格納などし、両者を相互に対応づける。

【００２６】図３は、本発明のプログラム／構文木／制
御フロー／データ利用状況例を示す。図３において、プ
ログラム５は、解析対象のプログラムである。

【００２７】構文木６は、プログラム５を形態素解析・
構文解析して生成した当該プログラムの構文構造を表す
ものであって、ここでは、更に、当該構文木６の各ノー
ドとプログラム５の各ステートメントとを相互に図示の
ように行情報やポインタで関連づけている。

【００２８】制御フロー７は、構文木６の左上から右下
に向けて順に辿りながら制御の流れを表現したものであ
って、ここでは、更に、当該制御フロー７の各ブロック
内のステートメントと、構文木６の各ノードとを相互に
図示のようにポインタで関連づけている。

【００２９】データ利用状況８は、データ名（変数名）
について、宣言、代入、参照毎に対応する構文木６のノ
ードとを相互に図示のようにポインタで関連づけてい
る。次に、図４を用いてデータ利用状況の作成手順を詳
細に説明する。

【００３０】図４の（ａ）は、手順例を示す。図４の
（ａ）において、Ｓ１１は、制御フローを作る。これ
は、例えば図３の構文木６の左上から右下のノードに順
に辿りながら、制御の流れを表す制御フロー７を作成す
る。

【００３１】Ｓ１２は、全てのブロックに対して以下を
行う。Ｓ１３は、ブロック内の全てのステートメントに
対して以下の処理を行う。Ｓ１４は、ステートメントに
対応するノードを検索してその中にデータ名が出現する
か検索する。これは、制御フロー７のブロック内の全て
のステートメントに対応する構文木６のノードを検索し
てその中にデータ名（変数）が出現するか検索する。

【００３２】Ｓ１５は、出現するならそれが宣言か参照
か代入かを判別する。そして、それぞれの種別に登録す
る。これは、Ｓ１４で構文木６のノードの中でデータ名
（変数名）が出現すると判明したので、当該出現したデ
ータ名が宣言か代入か参照かの別を判別し、判別した宣
言、代入、参照毎に当該データ名をデータ利用状況８に
登録すると共に構文木６のノードとの間に相互にポイン
タをはり、相互に関連づける。例えば右側に例記載した
ように、構文木のノードが代入文であった場合、右下に
示すように、データ利用状況８のデータ名“Ａ”、代入
の欄に当該ノードへのポインタを設定する（ノードにも
当該データ名“Ａ”の代入の欄に向けてポインタを設定
しておく）。

【００３３】図４の（ｂ）は、データ利用状況例を示
す。このデータ利用状況８は、データ名毎に宣言、代
入、参照に分けてその使われている構文木６内の該当す
るノードとの間にポインタを相互にセットして関連づけ
る。

【００３４】次に、情報の検索について、図５から図８
を用いて詳細に説明する。図５は、本発明のプログラム
のデータ名（変数名）を使っているステートメントの検
索手順例を示す。

【００３５】図５において、Ｓ２１は、データ利用状況
８をデータ名で検索する。例えば右側に記載したよう
に、データ名“Ａ”で検索する。Ｓ２２は、検索結果と
して、宣言、代入、参照別に、使用しているステートメ
ントのノードを得る。そして、そのノードからプログラ
ム・テキストを得る。これは、例えば図３のデータ利用
状況８から、データ名“Ａ”の宣言、代入、参照別に構
文木６のノードへのポインタ、ここでは代入のポインタ
を取り出し、当該ポインタでポイントする構文木６のノ
ードを得る。そして、このノードから行情報を取り出し
てプログラムのステートメント（プログラム・テキス
ト）を得る。

【００３６】以上によって、データ名を使っているステ
ートメントの問い合わせに対応して、データ利用状況８
を検索して宣言、代入、参照別に設定されている当該デ
ータ名のポインタを辿って該当する構文木６のノードを
得た後、当該ノードから行情報を取り出してプログラム
５のステートメント（プログラム・テキスト）を得る。
これらにより、データ名を指定して、当該データ名が使
用される宣言、代入、参照別にプログラム５のステート
メントを得ることが可能となる。

【００３７】図６は、本発明のステートメントの中で使
われているデータ名（変数名）の検索手順例を示す。図
６において、Ｓ３１は、データ利用状況を、宣言、代
入、参照のそれぞれの区別をしながら、当該ステートメ
ントをノードへのポインタにより検索する。例えばプロ
グラム中の ＭＯＶＥ １０ ＴＯ Ａ． の中で使われているデータ名（変数名）の問い合わせが
あった場合、右側に記載したように、ステートメントに
対応するノードへのポインタをデータ利用状況８内で検
索、ここでは図３のデータ利用状況８内でデータ名
“Ａ”について検索して代入文のノードへのポインタに
より構文木５のノード（代入文）を得る。そして、この
ノードから行情報によってプログラムのステートメント
と取り出して一致することが判明する。

【００３８】Ｓ３２は、検索結果として、宣言、代入、
参照別に使用しているデータ名（複数）を得る。ここで
は、Ｓ３１で一致すると判明したので、右側に記載した
ように、この一致したときのデータ利用状況８から「代
入」としてデータ名Ａが検索結果となる。

【００３９】以上によって、ステートメントの中で使わ
れているデータ名（変数名）の問い合わせに対応して、
データ利用状況８を検索して宣言、代入、参照別に設定
されている当該データ名のポインタを辿って該当する構
文木６のノードを得た後、当該ノードから取り出した行
情報をもとにステートメント（プログラム・テキスト）
を得て、一致すると判明したので、このときのデータ利
用状況８の宣言、代入、参照別にステートメントの中で
使われているデータ名を得ることが可能となる。

【００４０】図７は、本発明のステートメントの順序性
に関する問い合わせ手順例を示す。図７において、Ｓ４
１は、２つのステートメントを含むそれぞれの制御フロ
ー７中のブロックを求める。例えば右上段に記載したよ
うに、 １．ＭＯＶＥ １０ ＴＯ Ａ． ２．ＭＯＶＥ Ａ ＴＯ Ｂ． の２つのステートメントを含む制御フロー７中のブロッ
クを、図３ののブロック、およびのブロックとして
求める。

【００４１】Ｓ４２は、２つのブロック１（）、ブロ
ック２（）を開始ブロックと終了ブロックとして（２
通り）以下を行う。Ｓ４３は、終了ブロックと等しくな
るまで、開始ブロックから、次の実行順のブロックを求
めて比較する。

【００４２】Ｓ４４は、等しければ、１→２、または２
→１、無ければ実行順序関係無しの結果を帰す。これら
Ｓ４３、Ｓ４４は、例えば右側に記載したように、ここ
では、 ・１から２へは到達可能（図３の制御フロー７中のか
らへの到達可能）と分かる。

【００４３】・２から１へは到達しないと分かる。 以上によって、２つのステートメントの順序性に関する
問い合わせに対応して、制御フロー７から該当するブロ
ックをそれぞれ求め、これらのブロックから実行性の順
序を表す矢印に従って他のブロックに行き着いたときは
そのときの実行順序が求める解答となり、いずれのブロ
ックからも他のブロックに行き着けなかったときは実行
順序性の関係無しの結果ガ解答となる。

【００４４】図８は、本発明のデータ依存性の問い合わ
せ手順例を示す。ここで、データ依存性は、あるステー
トメントＳ内で代入されるデータ名Ａが、実行順で後の
ステートメントのどのデータ名の値を決めるために用い
られるかの依存性である。

【００４５】図８において、Ｓ５１は、ステートメント
Ｓを含むブロック１を求める。例えばステートメント ＭＯＶＥ １０ ＴＯ Ａ． のデータ名“Ａ”を持つ当該ステートメントを含むブロ
ックを図３の制御フロー７からのブロックとして求め
る。

【００４６】Ｓ５２は、以下のステートメントを順に処
理する。即ち、「ブロック１内でＳ以降のステートメン
ト、および１のブロックの次の実行順のブロック（複
数）内のステートメント」を順に処理する。例えば右側
に記載したように、ここでは、図３の制御フロー７から
判明するように、 ・ＩＦ Ｃ＞１０ ・ＭＯＶＥ Ａ ＴＯ Ｂ． ・・・ の順に処理する。

【００４７】Ｓ５３は、ステートメント内でＡが使用さ
れているデータ利用状況で検索する。Ｓ５４は、もしＡ
の参照であれば、そのステートメントでどのデータ名が
代入されているかデータ利用状況８で検索する。そのデ
ータ名を答えの１つとし、以降のステートメントの処理
を続行する。

【００４８】Ｓ５５は、もしＡへの代入であれば、それ
以降のステートメントの処理は行わない。ここで、Ｓ５
３、Ｓ５４、Ｓ５５について、具体例で説明すると、Ｓ
５３で、例えば右側に記載したように、 ・ＩＦ Ｃ＞１０ は、Ａが使われていないのでスキップする。

【００４９】次の ・ＭＯＶＥ Ａ ＴＯ Ｂ を処理する。Ａは参照で使われていると判明する。デー
タ利用状況８の以下の情報から、Ｂは代入されているこ
とが分かる。

【００５０】・データ利用状況 Ｂ（データ名） 代入：ＭＯＶＥ Ａ ＴＯ Ｂへのポインタ（構文木６
のＭＯＶＥＡ ＴＯ Ｂのノードへのポインタを表す） 以上によって、ステートメントを指定し、当該ステート
メントＳ内で代入されるデータ名Ａが実行順で後のステ
ートメントのどのデータ名の値を決めるために用いられ
るかのデータ依存性の問い合わせに対応して、当該指定
されたステートメントを含むブロックを図３の制御フロ
ー７から見つけ、この見つけたブロック内の当該ステー
トメント以降のステートメント、およびこれに続くブロ
ックのステートメントについて当該データ名Ａが使われ
ているものを見つけ、データ利用状況８を検索して参
照、代入のいずれに使われているか判別することが可能
となる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プログラム５のステートンメント、構文木６のノード、
制御フロー７のブロック、データ利用状況８にデータ名
（変数名）毎の宣言・代入・参照を関連づけて保存する
構成を採用しているため、異なる種類の情報にまたがる
問い合わせに応答することができる。これらにより、 （１） プログラムのデータ名（変数名）を使っている
ステートメントの検索を容易に行うことができる。

【００５２】（２） ステートメントの中で使われてい
るデータ名（変数名）の検索を容易に行うことができ
る。 （３） 複数のステートメントの実行順序性の検索を容
易に行うことができる。

【００５３】（４） ステートメント内で代入されるデ
ータ名が実行順で後のステートメントのどのデータ名の
値を決めるために用いられるかのデータ依存性を容易に
検索を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の各種情報を作成する手順例である。

【図３】本発明のプログラム／構文木／制御フロー／デ
ータ利用状況例である。

【図４】本発明のデータ利用状況の作成手順例である。

【図５】本発明のプログラムのデータ名（変数名）を使
っているステートメントの検索手順例である。

【図６】本発明のステートメントの中で使われているデ
ータ名（変数名）の検索手順例である。

【図７】本発明のステートメントの順序性に関する問い
合わせ手順例である。

【図８】本発明のデータ依存性の問い合わせ手順例であ
る。

【図９】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１：構文解析 ２：制御フロー解析 ３：データフロー解析 ４：検索手段 ５：プログラム ６：構文木 ７：制御フロー ８：データ利用状況

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プログラムの解析を行うプログラム解析装
   置において、 プログラム（５）を構文解析して生成した構文木（６）
   の各ノードに当該プログラム（５）の対応するステート
   メントの行情報をセットする構文解析（１）と、 この構文木（６）のノードを順に辿って制御の流れを解
   析して生成した制御フロー（７）の各ブロックに当該構
   文木（６）の対応するノードとの間にリンク付けする制
   御フロー解析（２）と、 この制御フロー（２）を辿ってデータ名に対応づけて構
   文木（６）のノードとの間にリンク付けたデータ利用状
   況（８）を作成するデータフロー解析（３）とを備え、 プログラム（５）、構文木（６）、制御フロー（７）お
   よびデータ利用状況（８）を関連づけて管理することを
   特徴とするプログラム解析装置。
2. 【請求項２】プログラム（５）のデータ名（変数名）を
   使っているステートメントの問い合わせに対応して、上
   記データ利用状況（８）の対応するデータ名（変数名）
   を見つけてリンク付けた構文木（６）のノードを辿り、
   当該ノードにセットされているプログラム（５）のステ
   ートメントの行情報あるいは行情報に対応するステート
   メントを問い合わせ結果として出力する検索手段（４）
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のプログラム
   解析装置。
3. 【請求項３】プログラムのステートメントの中で使われ
   ているデータ名（変数名）の問い合わせに対応して、上
   記データ利用状況（８）を検索して当該ステートメント
   中で使われているデータ名（変数名）を見つけてリンク
   付けた構文木（６）のノードを辿り、当該ノードにセッ
   トされているプログラムのステートメントの行情報をも
   とにステートメントを取り出して一致したときに、問い
   合わせ結果として当該一致したときのデータ利用状況
   （８）に設定されていた宣言、代入あるいは参照とデー
   タ名（変数名）を出力する検索手段（４）を備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載のプログラム解析装置。
4. 【請求項４】複数のステートメントを指定した実行順序
   の問い合わせに対応して、当該複数のステートメントを
   含むブロックを上記制御フロー（７）を検索してそれぞ
   れ見つけ、これら見つけたあるブロックから当該制御フ
   ロー（７）の制御の流れを辿って他のブロックに全て辿
   りつけたときにたどり着けた順の実行順序を出力し、一
   方、辿り付けなかったときに実行順序性なしを出力する
   検索手段（４）を備えたことを特徴とする請求項１に記
   載のプログラム解析装置。
5. 【請求項５】ステートメントのデータ名Ａを指定したデ
   ータ依存性の問い合わせに対応して、当該ステートメン
   トを含むブロックを上記制御フロー（７）から見つけ、
   この見つけたブロック内の当該ステートメント以降のス
   テートメントおよび次のブロック以降のステートメント
   について当該データ名Ａがあったときに、上記データ利
   用状況（８）を検索して参照あるいは代入を取り出して
   出力する検索手段（４）を備えたことを特徴とする請求
   項１に記載のプログラム解析装置。