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        基于C++STL技術(shù)實(shí)現(xiàn)Z模式自動(dòng)求精的研究

        2019-02-14 02:00:36
        數(shù)字通信世界 2019年1期
        關(guān)鍵詞:教師工資謂詞定義

        文 欣

        (廈門工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系,廈門 361021)

        1 引言

        Z是一種形式化規(guī)格說明語言,具有嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確的特點(diǎn),主要應(yīng)用航空航天、軍事等無法重復(fù)測試的關(guān)鍵系統(tǒng)領(lǐng)域。但是Z不是一種可執(zhí)行級語言,因此提出了Z語言向高級語言(C++)自動(dòng)求精,從而實(shí)現(xiàn)從需求說明到編碼的自動(dòng)化。

        模式是組成Z語言的基本單位,它分為說明部分和謂詞部分,說明部分定義一些狀態(tài)或模式變量,謂詞部分一般是謂詞公式。以教師工資系統(tǒng)為例,假設(shè)教師姓名定義為TSName,教師工資定義為TSSalary。定義教師名和工資的類型分別為Name和Salary,操作后系統(tǒng)給出的提示信息是:Report:=ok|already exit。初始化模式為InitSalary,形式如下:

        模式中的name、salary后跟著一個(gè)“?”代表輸入變量,Report后跟一個(gè)”!”代表輸出變量。P Name、P Salary是Z的冪集類型,初始時(shí)系統(tǒng)沒有任何教師及工資記錄,因此謂詞部分定義為空。

        2 Z到C++的數(shù)據(jù)求精和過程求精

        C++STL模板提供了大量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法,不僅支持對容器的操作,還支持用戶自己定義的數(shù)據(jù)類型。Z到C++的求精主要包括數(shù)據(jù)類型求精和過程求精。

        Z的整數(shù)類型直接轉(zhuǎn)成C++中的int或long類型,如n1,n2,…,nmZ,轉(zhuǎn)成C++表示為:int n1,n2,… nm.。Z中給定集合可用通用模板結(jié)構(gòu)對類型進(jìn)行求精,如變量elem:Book,轉(zhuǎn)成C++的代碼如下:template<Book>Book elem。Z的冪集類型可用C++中的set容器來轉(zhuǎn)換,如上模式的TSName:P Name轉(zhuǎn)C++代碼為:set<Name>TSName。關(guān)系類型如R A←→B在C++中的可表示為:set<pair<A,B>>R。序列類型用vector容器表示,如Z的序列X seq TypeName可轉(zhuǎn)為:vector<TypeName>X。Z的包類型如X bag TypeName可表示為map<TypeName,count>,其中count表示每個(gè)元素在出現(xiàn)的次數(shù)。

        Z的過程求精主要是對集合類型的一些常用操作,如集合中增加元素,刪除元素、判斷元素是否在集合中,集合的交集、并集、補(bǔ)集,集合的子集操作等。下表主要給出集合中一些基本操作求精結(jié)果:

        集合操作轉(zhuǎn)C++代碼

        3 Z模式求精實(shí)例

        以教師工資系統(tǒng)為例,增加教師工資模式為AddSalary,該模式中會涉及到初始模式,使用符號“Δ”表示模式的包含,系統(tǒng)中教師工資變?yōu)樵瓉淼募霞尤胄略黾拥哪J?,該模式描述如下?/p>

        刪除教師工資模式為DeleteSalary,當(dāng)要?jiǎng)h除的教師名字時(shí)工資也應(yīng)一起刪除,此模式涉及到增加教師工資模式,該模式描述如下:

        應(yīng)用C++STL技術(shù)將上述模式轉(zhuǎn)成C++語言,不管是增加教師工資還是刪除教師工資,首先都要判斷該教師是否在系統(tǒng)中,函數(shù)模板如下:

        isMember()方法是判斷教師是否在教師工資系統(tǒng)中,使用fi nd方法從頭到尾進(jìn)行查找,如果找到該教師已經(jīng)在系統(tǒng)中返回真,否則返回假。

        addSalary方法功能是插入教師工資,使用insert()方法進(jìn)行插入

        4 結(jié)束語

        Z說明向C++語言的自動(dòng)求精是一個(gè)極其復(fù)雜的過程,想要Z應(yīng)用在整個(gè)軟件開發(fā)周期還存在許多問題,如怎樣建立一個(gè)合理正確的Z模式對大多數(shù)開發(fā)人員還存在一定難度,Z的過程求精還有一些問題需要改進(jìn)。如果Z向C++能夠完全自動(dòng)化將對未來的軟件開發(fā)有著重大意義。

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