点割在体J@中的源代码级形式语义

©2013 Xie Gang et al. Published by B.V.信息工程研究院负责评选和同行评议可在www.sciencedirect.comwww.sciencedirect.com上在线获取ScienceDirectIERI Procedia 4（2013）323 - 3302013年电子工程与计算机科学点割在体J@中的语义谢刚a，b，杨波c，张明义d，e *a贵州大学计算机科学与信息学院，贵阳550001 b贵州师范大学数学与计算机科学学院，贵阳550001 c贵阳学院物理与电子信息科学系，贵阳550001 d重庆文理学院，重庆400715贵州省科学院，贵阳550001摘要近年来，一些研究者为面向方面语言定义了许多形式语义。然而，只有几篇论文描述了切入点管道的语义。不幸的是，这些语义是不完整的，独立于软件工程和不容易被理解的软件设计人员和开发人员。本文提出了一种更简单、更完整的源代码级形式语义，并给出了描述语义的函数的一些性质，以支持增量式软件设计过程。我们的语义也可以处理十七种poincuts。© 2013作者。由Elsevier B. V.在CC BY-NC-ND许可下开放获取。信息工程研究院负责评选和同行评议关键词语义学，体，体定向。本工作是贵州省科技厅资助项目的一部分。国家自然科学基金项目（项目编号：61262029* 通讯作者。联系电话：159 -8512-3377 - 2019 - 05 - 18电子邮件地址：zhangmingyi045@yahoo.com.cn（张明义）。2212-6678 © 2013作者由Elsevier B. V.在CC BY-NC-ND许可下开放获取。信息工程研究所负责的选择和同行评审doi：10.1016/j.ieri.2013.11.046324Gang Xie等/ IERI Procedia 4（2013）3231. 介绍G. Kiczales等人[1]开发了面向对象编程（AOP）。AOP可以对软件的横切关注点进行建模。它一直在软件工程和语言社区以及许多其他领域引起很大的兴趣。与此同时，各种各样的AOP语言也相继出现，如ANOJ [2]、ANOC ++[3]等，其中ANOJ是最流行的一种。显然，定义描述ANOSJ的语义很重要。它不仅是程序员表达需求的基础，而且对编译器也有很大的帮助。目前，一些研究者已经为面向方面语言定义了许多形式化模型[4-11]。然而，只有几篇论文描述了切入点管道的语义[4，9，10，11]。Ohad Barzilay等人[10]只研究了在ANOSJ中调用和执行poincut的语义。Nadia Belblidia .et al[11]提出了在AjaxJ后端编译器中静态poincut管道过程的语义。Wand等人[4]给出了处理通知和动态连接点的指称语义。在语义学上，他们只处理了十一种类型的标点符号。Avgustinovand[9]将静态切入点的语义定义为一组重写规则，从ANOSJ到Datasheet，一种类似于prolog的语言。这些语义是不完整的，独立于软件工程，不容易被软件设计人员和开发人员理解。因此，它们不能用于软件开发。为了给软件开发提供指导，需要一个更简单、更完整的源代码级形式语义。在本文中，我们提出了这样的语义，并给出了一些性质的功能，描述我们的语义，以支持增量式软件设计过程。我们的语义学可以处理17种poincuts。本文的其余部分组织如下：第2节给出了ANOJ的语法。第3节定义语义。第4节讨论相关工作。最后，在第5节中报告了未来的工作和一些结论。2. 一种面向对象的语言该语言类似于aspectJ，我们使用BNF定义了它的语法。语法如图1所示。它支持大多数基本的面向方面的特性，包括方面、建议、切入点、连接点和。在图1中，x和y是变量，而终端T是一个类型名称，如int和Boolean，并表示变量x在声明时的类型，由detype（x）表示。终端a是属性的名称，m是方法的名称，b是值为布尔值的表达式，cn是原始类型常量，f是对原始数据类型的操作。出现在一对方括号中的任何文本都是可选的。加下划线的文本v表示元素v1、v2、. vk.在Apache J中，程序prog由一个类声明序列cdecls，一个方面声明序列adecls和一个main方法Main组成。一个类C是用可见性注释（public、private、protected）、它的属性和方法声明的，并且可以选择作为另一个类D的直接子类。关于更多的细节，我们请读者参考[12]。一个方面A是用一个可见性注释、它的属性和方法、它的切入点和建议声明的，并且可选地作为另一个类或方面B的直接子类或子方面。方法声明mdef，属性声明adef和命令c在[12]中解释。一个切入点pc是用形式参数T y和它的pcd声明的。pcd是切入点指示符的原语。ANOJ定义了一些基本的切入点指示符。例如，pcd，call（MethodPattern），用于挑选其签名与MethodPattern相关的每个方法调用连接点。其他PCD在[1]中解释。用户可以通过组合基本切入点来定义命名或匿名切入点指示符Gang Xie等/ IERI Procedia 4（2013）323325代号根据空间的限制，将字符串运算符（“*"和“..”）和子类型模式（advice声明addef包括advice的类型（before，after，around），它决定了它如何与它所定义的连接点交互，一个与切入点pc相同的形式参数列表，一个已经声明的切入点pc和一个advice body（c），它是一个命令指定。程序类声明类声明属性定义可见性方法定义命令表达方面声明prog：：mcdecls; adecls;Main cdels：：mcdel |cdel;cdeclscdecl：：扩展class C[extendsD]{adef;mdec}adef：：扩展可见Tvisible：：防病毒保护|公共|privatemdec：：String（（T y）;（T z）*）{c}c：：var T y[e]|结束Y |e.me（e，el）|c; ccc |c |B * C |skip|电子邮件：C.new|el：zhe：：zhx |El |C（e）|L |f（e）el：：blog|莱阿|自我联系我们|nulladecls：：adecl|去甲肾上腺素方面说明adecl：：pcdef：：aspect A [extends B]{adef; mdef;pcdef;addef}切入点pc（T y）：pcd原始切入点指示符pcd：：call（MethodPattern）|执行（MethodPattern）| get（FieldPattern）|set（FieldPattern）|call（构造器模式）| 执行（构造器模式）|初始化（构造器模式）| preinitialization（构造器模式）|| 内部代码（MethodPattern）|代码内（构造器模式）|这个（T）|这个（x）|目标（T）|目标（x）|| PCD&&|PCD||！|! PCD| cflow（pcd）|cflowbelow（pcd）MethodPattern：：cflowTC. m（T）构造器模式 C.new（T）FieldPatternC.C.一通知声明addef：：插件advicetype（（T y））：pc（y）{c}advicetype：：安装之前|后|周围图1.aspectJ的示例326Gang Xie等/ IERI Procedia 4（2013）3233. 语义3.1. 连接点，尖头众所周知，连接点、点割和建议是重要的构造。所以我们需要为它们定义一些数学结构。定义如下。定义1.连接点jop是一个结构，其中： jpt{fpcall，pexecution，fset，fget，init，fpreinit，aexecution，pwithin，pwithincode} o（selfU），其中self表示当前活动对象[12]，而表示到目前为止创建的对象集。 idnumb（OPUATTRU {new}），其中OP表示程序中的方法名称集合，ATTR是程序中所有属性名称的集合，new表示程序中的构造函数。 vs. returntypee（（UCNAMEE）*U{），其中表示在主要类型中构建的设置，CNAME表示在程序中声明的类的名称集合，并且该值表示类型为void。举例来说表示命令a：=new C（2）是方法调用构造函数连接点。同时，我们使用变量JoinPoint表示连接点的集合，JoinPointSeq表示连接点的序列。JoinPointSeq定义如下：定义2. 连接点JoinPointSeq的序列是满足以下条件的n元组jop1，jop2， n ≠ 0，如果n=0，我们将其记为 JoinPoint的最新动态 如果ij，则jopi在jopj之前到达 head（JoinPointSeq）=jop1 tail（JoinPointSeq）=jop2定义3. 切入点p是结构A，pc，PVT，PV，pccd>，其中： ASNAME，其中ASNAME表示程序中声明的方面名称集 pc的PNAME，其中PNAME表示程序中声明的切入点名称的集合。 PVT函数（（UCNAME）*U{\displaystyle U {\mathbb {}），其中该函数表示的点对于大多数参数都不存在。 PVVNAME*U{}，其中VNAME表示在对象中声明的各种名称的集合，并且对象表示切入点没有形式参数。 pcdPCD，其中PCD是所有pcd的集合。例如表示（切入点pc（）：call（C.m（）在方面A中声明同时，定义变量Pointcu来表示切入点的集合。定义4[12]。假设U和V是类。 V”suU当且仅当V是U的直超类或V = U。3.2. pcd的语义由于APCBJ必须首先完成切入点匹配过程，以便将通知编织到基本代码中，因此需要定义pcd的语义来表示切入点管道化过程。语义由函数pipei定义5.设pipei为从PCD和{JoinPointSeq}到{0，1}的函数，其中：Gang Xie等/ IERI Procedia 4（2013）323327返回式如果是jop的话，jptjupcalljupdtype（jop.（o）苏丙N(mop(N)Cpipei（call（T C. m（T）），jop）诺乔普伊代姆jop. vs）0.000否则我是泰乔普。返回类型（T）如果是jop的话，jpt执行类型（jop.（o）苏丙pipei（execution（T C. m（T）），jop）op（C）jop. id_type（jop.vs）阿苏T0.000否则如果是jop的话，jptjumfgetjumpertype（jop.（o）苏·C乔普。idpipei（get（T C. a），jop）类型（jop.id）TBT否则如果是jop的话，jptfsettype（jop.（o）苏·C乔普。idpipei（set（T C. a），jop）类型（jop.id）TBT否则如果是jop的话，jpt有限类型（jop.（o）苏丙pipei（初始化（C. new（T）），新的）  jop。idnewidtype（jop.vs）阿苏T否则如果是jop的话，jpt初始化类型（jop.（o）苏丙pipei（preinitialization（C. new（T）），新的） jop。id_new_idtype（jop. vs）阿苏T如果（jop. 日本石油公司否则完成任务。jpt执行jop。日本石油公司 fgetpipei（target（C），pipei（targ et（C），pipeijopjop. 日本石油公司否则fset）jumptype（jop. （o）苏丙如果（jop. 日本石油公司完成任务。jpt执行jop。日本石油公司 fgetpipei（target（id），jopjop. 日本石油公司否则fset）type（jop.（o）苏dtype（id）pipei（this（C），1jop）如果（jop.日本石油公司完成任务。jptjumpexecution）jumptype（jop. （o）苏丙0.00否则pipei（this（id），1jop）如果（jop.日本石油公司完成任务。jptjumpexecution）jumptype（jop.（o）苏dtype（id）0.00否则苏328Gang Xie等/ IERI Procedia 4（2013）323如果jopbodies（m）jop. jpt手机pipei（withincode（T C. m（T）），njopn）njopn.jptjapanjapan.jptfget）否则body（m）是方法m的body命令[12]。得双曲余切值.如果 jopbodies（new）jop. jpt手机你好idnew）jop. 日本石油公司你好jptjumfgetjumper（jop.jpt执行管道（代码内（T C. new（T）），jop）jop. idnew）jop. 日本石油公司你好jptfpreinit）否则pipei（cflow（pcd），）pipei（cflow（pccd），JoinPointSeq）pipei（pccd，head（JoinPointSeq））pipei（pccd，tail（JoinPointSeq））pipei（pccd1&& pccd2，jop）pipei（pccd1，jop）pipei（pccd2，jop）pipei（pccd1||pccd2，jop）pipei（pccd1，jop）pipei（pccd2，jop）pipei（！pccd，pccd jop）日本pipei（pccd，pccdjop）函数pipei具有以下属性。属性1（交换性）pipei（pccd1pccd2，pjop）pipei（pccd2pccd1，pjcppipei（pccd1||pccd2，pccd2，pccd2||pccd1，2000年）证明：pipei（pccd1pccd2，pjop）pipei（pccd1，pjop）pipei（pccd2，pjop）（pccd2，pcjop）（pccd1，pcjcp）（pccd2，pccd1，pcjop）同样地， pipei（pccd1||pccd2，pccd2，pccd2||pccd1，2000年）由于篇幅所限，以下性质的证明将省略。性质2（结合性）pipei（（pccd1pccd2）pccd3，pjop）pipei（（pccd1（pccd2pccd3），pjop）和pipei（（pccd1||（pccd2）||pcd3，pcd1，pcd2，pcd3，pcd3，pcd||（pccd2||pccd3），属性3（分布性）pipei（（pccd1||（pccd2&&pccd3），pajop）pajpei（（pccd1||（pccd2）& &（pccd1||pccd3）、pccd2）和pipei（（pccd&&1||pccd3），pepei（（pccd1&&pccd2）||（pccd1&&pccd3），性质4（幂等）pipei（pccd||pccd，pccd，pccd，pccd，pccd中国（pccd，中国）&pccd，pccdjp）Gang Xie等/ IERI Procedia 4（2013）323329物业5（德摩根）pipei（！（pccd1pccd2），jop）pipei（！ PCCD1||！pccd2，pjop）和pipei（（！（pccd1||pccd2），pjoppipei（！pccd1！pccd2，2000年）性质6（排中律）pipei（pccd||！pccd，，pccd）矛盾律（Law ofpipei（pccd！pccd，，pccd）房产6如果pipei（pccd1，jop）1，则pipei（pccd1pccd2，jop）pipei（pccd2，jop）房产7如果 pipei（pccd1，jop）= 0，则 pipei（pccd1||pccd2，jop）第六章.对于任何pcd，如果pipei（pccd≠pccd 1，）= pipei（pccd，）或pipei（pccd||pccd1，）=pipei（pccd，）=1，则pccd1是（pipei（PCD ×{JoinPointSeq}）的单位元素&&，||，！）.举例来说upcd是{pccd}的元素||！PCCD|pccdPCD}，也是（pipei（PCD ×{JoinPointSeq}）的单位元素&&，||，！）第六章.对于任何pcd，如果pipei（pcd1，）= pipei（pcd1，）或pipei（pcd1||pccd2，）=pipei（pccd1，），则pccd1是（pipei（PCD ×{JoinPointSeq}）&&，||）。举例来说zpcd是{pccd}的一个元素！PCCD|pccdPCD}并且也是（pipei（PCD ×{JoinPointSeq}）&&，||，！）4. 相关工作与我们的工作最相关的工作在[4，9，11]中定义它们定义了一些poincut的语义其他的框架提供了AOP范例的形式化，如下所示：Wand等人[4]给出了一种处理通知和动态连接点的指称语义。语义是一个基于事件的模型。Lämmel[5]通过扩展面向对象语言提供了一种操作语义，定义了方法调用拦截，语义是一个大步骤。Tucker等人[6]使用高阶语言Scheme定义了建议和poincut的形式模型。Jagadeesan等人。[7]已经提出了一个语义的子集的AJ。但是由于模型的复杂性，使得系统的性质证明和模型的理解都比较困难。Walker等人。[8]定义了一个使用lambda演算更简单的语义。语义需要将ANOSJ中的源代码级构造转换为演算。因此，对于程序员来说，这是不容易理解的。330Gang Xie等/ IERI Procedia 4（2013）323为了支持软件的增量式设计过程，本文提出了一种简单而完整的源代码级形式语义，并给出了语义函数的一些性质。我们的语义也可以处理十七种poincuts。5. 结论和今后的工作本 文 描 述 了 以 下 切 入 点 的 语 义 ： call， execution ， get ， set ， initialization ， preinitialization ，withincode，this，target，cflow，cflowbelow及其组合。我们认为，这项工作是开始定义一个正式的语义的ANOJ。我们正在扩展本文中描述的语义，以形式化其他切入点，如within、args等确认我们要感谢裁判的彻底审查。详细和建设性的意见帮助我们使文件达到目前的形式。引用[1] Kiczales G，Lamping J，Mendhekar A，et al. ECOOP'97-面向对象编程，1997; 220-242。[2] Kiczales G，Hilsdale E，Hugunin J，et al. An overview of Aesthetic J.计算机科学讲义，2001;2072：327-355.[3] Spinczyk O，Gal A，Schröder-Preikschat W. Apache C++：C++编程语言的面向方面扩展。第四十届太平洋工具国际会议：互联网、移动和嵌入式应用对象。澳大利亚计算机协会，2002; 53-60.[4] M. Wand，G. Kiczales和C.杜琴面向方面编程中通知和动态连接点的语义。ACM Transactions onProgramming Languages and Systems，2004; 26（5）：890-910.[5] 莱梅尔河方法调用拦截的语义方法。第一届面向软件开发国际会议论文集。ACM，2002;41-55.[6] 放大图片作者：Tucker D B，Krishnamurthi S.高级语言中的切入点和建议。面向对象软件开发：第二届面向对象软件开发国际会议论文集，2003; 17（21）：158-167.[7] Jagadeesan R，Jeffrey A，Riely J. A calculus of untyped aspect-oriented programs.面向对象程序设计，2003[8] Walker D，Zdancewic S，Ligatti J. A theory of aspects. ACM SIGPLAN通知。ACM，2003; 38（9）：127- 139.[9] Avgustinov P，Hajiyev E，Ongkingco N，et al. ACM SIGPLAN通知。ACM，2007; 42（1）：11-23.[10] Barzilay O，Feldman Y A，Tyszberowicz S，et al.方面语言基础（FOAL），2004; 19-24。[11] Debbabi N B M.一个在AECHAN J中的切入式管道加工的语义。http://users.encs.concordia.ca/~debbabi/pdf/AaspectJ.pdf中切入点管道化过程的语义[12] 何继峰，李晓山，刘志明，rCOS：一种对象系统的精化演算理论计算机科学，2006;365（1）：109-142.