Generazione Automatica Di Codice Orientato Agli Oggetti Tramite

Marco Montanari

GENERAZIONE AUTOMATICA DI CODICE
ORIENTATO AGLI OGGETTI TRAMITE
PIANIFICAZIONE

Vogliamo permettere ad un utente non esperto di

programmazione di realizzare una applicazione che
rispecchi le sue necessità.

PIANIFICAZIONE

PIANIFICAZIONE

Creare uno strumento di sviluppo che si occupi

direttamente di generare il codice, lasciando all’utente
solo l’onere di spiegare quali sono i suoi requisiti.

PIANIFICAZIONE

Generazione di codice:

◦ Per shell
◦ Per semplici applicazioni procedurali
Analisi dei framework

◦ Solo analisi di API
◦ Analisi di codice sorgente
◦ Analisi di errori nel codice

PIANIFICAZIONE

Cambia l’approccio

◦ Partendo dalle stesse premesse(generazione automatica di
codice
◦ L’aggiunta di un linguaggio per descrivere i requisiti
◦ L’aggiunta di una analisi approfondita della programmazione
ad oggetti

PIANIFICAZIONE

Relazioni

PIANIFICAZIONE

Come è fatta un’applicazione?

◦ Boundary: interfacce disponibili verso l’esterno
◦ Control: parte operativa dell’applicazione
◦ Entity: parte strutturale dell’applicazione

PIANIFICAZIONE

Rappresentare cosa deve essere possibile fare con le

entità descritte nel dominio
UML offre un diagramma molto semplice e poco

sfruttato:
◦ Casi d’Uso

PIANIFICAZIONE

Fornisce

◦ Attore (entità attiva)
◦ Caso (operazione o insieme di operazioni)
◦ Relazioni tra casi (inclusione, estensione)
◦ Scenari (rappresentazioni pratiche e verbali di casi)
Vogliamo una applicazione uc sample

Che elenchi i link in una
pagina web
v iew Links on
Webpage

Utente

PIANIFICAZIONE

A partire dal modello UML semplificato, è possibile

definire un linguaggio (OOGLang):
Domain: webpages

Actor Utente
: view links on Webpage
End actor uc sample

v iew Links on
Webpage

Utente

PIANIFICAZIONE

La rappresentazione semplificata nella struttura ma

aumentata di semantica nelle operazioni permette di
trasformare come semplice passaggio logico il caso
d’uso in interfaccia

class sample_class
Domain: webpages

«interface»
Actor Utente IUtente
: view links on page
+ ViewLinks(webpage) : List<Link>
End actor

PIANIFICAZIONE

Dalla definizione del dominio abbiamo ottenuto

l’Entity
Dall’introspezione e dalla creazione delle interfacce

dichiarate nel linguaggio appena definito abbiamo la
struttura di base del boundary e alcune relazioni
logiche tra elementi del contol.

PIANIFICAZIONE

IUtente

Link Sylesheet

Utente
webpage

PIANIFICAZIONE

La Pianificazione è essenzialmente un problema di

ricerca. (Hendler, Tate, & Drummod, 1990)

In A.I. è un problema di ricerca in un numero illimitato

di stati
◦ Diventano fondamentali le operazioni

PIANIFICAZIONE

Diventa quindi fondamentale il problema della

conoscenza.
Diversi sistemi di pianificazione hanno rappresentato in

modo diverso le stesse informazioni:

PIANIFICAZIONE

Le operazioni dipendono dall’ambiente nel quale si va

ad operare.
Dipendono quindi dal framework di sviluppo ad oggetti

scelto per creare l’applicazione.

Diventa quindi fondamentale poter andare ad

analizzare il framework per conoscere le operazioni
possibili

PIANIFICAZIONE

E’ esperienza di ogni sviluppatore che utilizzi linguaggi

ad oggetti, che la conoscenza di questo modello di
programmazione si basi sostanzialmente su tre tipi di
conoscenza:
◦ Il modello ad oggetti come concetto teorico
◦ Il framework come insieme di librerie di operazioni
◦ Il framework come insieme di tipi di dato e trasformazioni

PIANIFICAZIONE

UML (di nuovo) offre un diagramma specifico per la

modellazione di oggetti:
◦ Diagramma delle classi

Questo diagramma, come tutti gli altri definiti nel

modello UML, è descritto tramite un meta-modello

PIANIFICAZIONE

Utilizzando il meta-modello UML è possibile descrivere

il modello ad oggetti tramite un insieme di relazioni
strutturali.
◦ Generalizzazione e realizzazione
◦ Aggregazione e composizione
◦ Uso
◦ Riferimento
Inoltre ogni entità contiene ulteriori elementi quali

◦ Operazioni
◦ Campi

PIANIFICAZIONE

class sample_class

«interface»
IUtente
+ ViewLinks(webpage) : List<Link>

PIANIFICAZIONE

Con la diffusione della programmazione ad oggetti, la

frequente esposizione a problemi simili ha portato alla
generazione di famiglie di soluzioni modulari
I pattern sono suddivisi in 3 famiglie

◦ Strutturali
◦ Creazionali
◦ Comportamentali

PIANIFICAZIONE

I pattern creazionali cambiano il ciclo di vita degli

oggetti
◦ Il costruttore non si trova (a volte) nel tipo di dato ma in altre
strutture dati

Come riconoscere i pattern per creare operazioni

specializzate nella creazione degli oggetti?

PIANIFICAZIONE

Un modo per rappresentare relazioni fra entità è RDF


Oggetto
Relazione
Soggetto

PIANIFICAZIONE



Oggetto
Relazione
Soggetto Oggetto

Oggetto

Oggetto
Oggetto

PIANIFICAZIONE

Oggetto
Oggetto
Relazione
Soggetto

Oggetto Oggetto
Relazione
Soggetto Oggetto


o Oggetto
Relazione
Soggetto
Oggetto Oggetto

Oggetto Oggetto
Relazione
to Oggetto
Oggetto
Relazione

Oggetto
Oggetto Oggetto

Oggetto GENERAZIONE AUTOMATICA DI CODICE
Oggetto
PIANIFICAZIONE

Il modello UML permette di esprimere relazioni fra tipi

di dato
◦ Diventa possibile rappresentare tutto il framework come
enorme grafo di relazioni ontologiche

PIANIFICAZIONE

IsAbstract
Prototype
class UC

Client Prototype
-prototype
+ Operation() + Clone()
p=
prototype->Clone()

Clone

HasParent
ConcretePrototype1 ConcretePrototype2

+ Clone() + Clone()
return copy of return copy of
self self

ConcretePrototype1
ConcretePrototype2

PIANIFICAZIONE

Possiamo quindi aggiungere le operazioni di creazione

degli elementi partecipanti a pattern creazionali
class UC

Singleton

- singletonData
- uniqueInstance

+ GetSingletonData()
+ Instance()
return uniqueInstance
+ SingletonOperation()

PIANIFICAZIONE

Quindi, riassumendo

obj ect Comunication analy...

UmlStore

RDFStore
Framework Analysis

PatternSearch

OperationStore

Planner

PIANIFICAZIONE

Un paio di numeri:


◦ 800.000 operazioni

◦ 1.250.000 relazioni

◦ 1.500 pattern creazionali

PIANIFICAZIONE

Ora con le operazioni disponibili è possibile pianificare

◦ Pianificazione ad ordinamento Parziale
 Permette di evitare Anomalia di Sussman
 Elimina la linearizzazione dall’ordinamento parziale
◦ Pianificazione Parallela
 Distribuisce il carico di lavoro
 Implica una distribuzione dello stato

Tempi: 1.5 - 2.5 giorni di calcoli


PIANIFICAZIONE

public class WebsiteManager
{
List<Link> GetLinks(Website website) {
return new List<Link>(website.Links);
}
}

PIANIFICAZIONE

public class WebsiteManager
public class WebsiteManager WebsiteManager
public class
{ public class
public class WebsiteManager WebsiteManager
{ {
{
{ public class WebsiteManager public class WebsiteManager
return new GetLinks(Website website) {
List<Link> List<Link>(website.Links);
{ {
public class WebsiteManager return new List<Link>(website.Links);
public class WebsiteManager } GetLinks(Website website)GetLinks(Website website) {
List<Link> } return new List<Link>(website.Links);
return new List<Link>(website.Links); List<Link> {
{ }
public }class WebsiteManager
{ } }
List<Link> GetLinks(Website website) { }return new List<Link>(website.StyleSheets);
}
{ } List<Link> GetLinks(Website website) {
}
return newclass WebsiteManager }
} List<Link>(website.Links);
public
List<Link> new List<Link>(website.Links); class WebsiteManager
return GetLinks(Website website)public
}{
}
} public class WebsiteManager
{
} return new List<Link>(website.Links); {
} List<Link> {GetLinks(Website website) {WebsiteManager
}
} public class WebsiteManager
public class
} {{ return new List<Link>(website.Links);
} List<Link> GetLinks(Website website) {{
}
List<Link> GetLinks(Website website)
}
}
} return new List<Link>();
}
}}
}}

PIANIFICAZIONE

Applicazione di matematica


Dobbiamo convertire una stringa in numero:

◦ Numero legato alla vita di una persona? (quindi gestibile
tramite convertitore per client di posta?)

◦ Numero legato a database?

◦ Numero legato a matematica?
(Quindi da convertire con cura)

PIANIFICAZIONE

Applicazione di matematica


Dobbiamo convertire una stringa in numero:

◦ Numero legato alla vita di una persona? (quindi gestibile
tramite convertitore per client di posta?)

◦ Numero legato a database?

◦ Numero legato a matematica?
(Quindi da convertire con cura e
Con la libreria adatta)

PIANIFICAZIONE

Poter sapere quale operazione ha senso è quindi un

problema centrale
◦ Sapere quale strada percorrere generalmente aiuta

Google Code Search, Koders

◦ Forniscono ricerca di codice in progetti open-source
◦ Manca una API

Google Code, SourceForge

◦ Forniscono supporto ai progetti (quindi classificazione)
◦ Forniscono spazio per versioning

PIANIFICAZIONE

Il problema:

◦ L’accesso ai sistemi di versioning è lungo e molto oneroso
◦ L’analisi del codice implica valutazioni complesse anche da un
punto di vista concettuale: diversi team hanno diversi stili di
codifica
◦ E’ necessario un periodo di “allineamento” ontologico tra i
diversi sistemi di gestione dei vari progetti.
Vantaggi

◦ L’accesso a sistemi di versioning permette di considerare
anche i bug e quindi valutare sia in positivo che in negativo le
operazioni all’interno del framework

PIANIFICAZIONE

Una volta effettuata la pianificazione è possibile

perendere direttamente il risultato e tramite parser
trasformarlo in codice del linguaggio desiderato o in un
eseguibile.

PIANIFICAZIONE

E’ possibile analizzare un framework complesso senza

conoscere il codice sorgente
La mancanza di Euristiche fa aumentare in modo

spropositato i tempi di esecuzione della pianificazione
con un numero molto alto di operazioni

PIANIFICAZIONE

Java Euristiche Nuovi
metodi di
analisi del
codice
PIANIFICAZIONE

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