● 摘要
软件开发是一个反复迭代和持续演化的过程。在这个过程中，依照软件设计进行编码，并保持软件设计与实现之间的一致性，有利于对软件的理解和检验，有助于修改与维护工作的顺利进行。
然而，软件设计只是关注于软件的整体框架，而在编码实现中则不仅需要增加许多实现的细节，还会进行必要的优化和修改，导致了二者的抽象层次不同，为二者的一致性分析带来了诸多困难。
本文主要研究Java源码与设计类图的一致性分析方法。目前对于程序源码与设计类图的一致性的研究成果较少，本文在进行调研和总结之后，提出了一种基于类图抽象的一致性分析方法。该方法将一致性分析分为三个阶段：代码的静态分析阶段，实现类图抽象阶段、一致性分析阶段。首先，在静态分析阶段，分析Java程序中的类及其之间的关系，提取实现类图；其次，在实现类图抽象阶段，根据类名匹配，在实现类图中自动选择与设计类图相匹配的类，作为骨干类，然后根据现有研究成果，结合实现类图的特点，提出一组抽象规则，对实现类图进行抽象，得到只包含骨干类及其之间关系的骨干类图；最后，根据Java及UML语义，给出了一组一致性分析的补充规则，支持对骨干类图与设计类图的进一步一致性分析。
基于上述方法，本文设计并实现了一个代码与设计类图的软件结构一致性分析工具ConsistencyAnalyzer，并将其与北航软件所的分析与测试工具QESat集成。该工具是一个Eclipse插件，提供了程序静态分析、实现类图抽象、一致性分析、可视化展示等功能，可建立由代码实现到设计类图的可追踪性，并支持二者的一致性分析。通过对具体案例的分析，验证了该方法的有效性，以及工具的可操作性。