石海鹤[1]2004年在《支持泛型程序设计的Apla-Java自动程序转换系统》文中研究指明从“软件危机”爆发至今，人们提出了很多新方法和新工具，这些方法和工具致力于解决“软件危机”的各个方面。但现有的这些解决方案并没有使人们彻底地从“软件危机”中解脱出来。用形式化方法开发正确、高效的算法程序，被当今计算机界誉为克服“软件危机”，提高软件可靠性和生产效率的革命性途径。 薛锦云教授在国家863和多项国家自然科学基金课题的资助下，根据多年从事算法程序设计理论研究的成果，提出了一种简单实用的设计和证明算法的形式化方法——PAR。在该方法的指导下，定义了Radl(Recurrence-based Algorithm Design Language)算法设计语言来描述算法规约和抽象算法。定义了Apla(Abstract Programming Language)语言来描述抽象程序。 自动程序转换系统是整个PAR方法理论框架的重要组成部分，是用PAR方法开发高级语言程序的辅助工具。本研究选取新型程序设计语言Java作为程序自动转换系统的目标语言，在课题组前期研究的基础上，研究和实现了支持泛型程序设计的Apla-Java自动程序转换系统。这项研究是目前两项国家自然科学基金课题“PAR方法应用于Java程序开发方法研究”和“基于PAR方法的算法设计形式化和自动化研究”的子课题。 本研究主要进行了以下工作： 1 对原有程序自动转换系统进行了大量的测试并作出测试报告。 2 对整个自定义Java可重用部件库的结构进行了优化和调整，对部件库进行了完善和补充，使其更好、更自然的支持高级功能的实现，同时也保持了对已实现功能的支持。 3 对转换器进行了重构。在此基础上，对转换系统的原有转换功能进行了完善，使得转换器的语法检测功能更加强大；并为转换系统添加了一些新的特性，增强了其可用性。 4 进一步完善了自动程序转换系统泛型问题中的类型参数化问题，实现了泛型子程序的成功转换，添加了特殊符号直接作子程序参数名等功能。 5 研究了Apla中支持的泛型程序Java实现，并最终在本系统中实现了对其转换的支持。 6 研究了Apla中自定义泛型ADT机制的Java实现，并在本系统中实现了其转换。 目前一些形式化方法的支持工具，只能支持规约的编辑、求精或手工证明等。而本系统在以下方面体现出其特色和创新： 1 它是PAR方法的重要组成部分。问题的算法用Radl语言描述，Apla程序在Radl算法的基础上得到。Radl语言的引入使得算法和程序相分离，并具有引用透明性，这些都有利于算法和程序的推导，从而可保证作为系统输入的Apla程序的正确性。 2 允许用户在Apla程序中使用简单的数学符号； 3 强迫用户使用抽象数据类型设计程序，使其注意力集中于算法的推导； 4 在部件库的支持下，用户使用组合数据类型就像使用简单数据类型一样简单方便； 5 集Apla程序的编辑、编译、运行于一体，使用方便； 6 为我们正在研制的程序设计智能教学软件提供了支撑。 7 能提高软件的可靠性和软件的开发效率，可以为克服“软件危机”作出有益的贡献。 Apla语言具有高度抽象、表达能力强等特点，并且含有明显的语法机制支持泛型程序设计；而Java语言没有明显的机制支持泛型程序设计。如何使用Java语言实现Apla的这些机制是本研究的重点和难点。
周侃[2]2003年在《支持泛型程序设计的APLA-Delphi自动程序转换系统》文中认为有效解决“软件危机”的一种重要途径是使用形式化方法来开发软件产品。薛锦云教授在国家863和多项国家自然科学基金的资助下，根据多年从事算法程序设计理论研究的成果，提出了一种实用的开发和证明算法的方法——PAR。在该方法的指导下，我们定义了Radl(Recurrence-based Algorithm Design Language)抽象算法设计语言来描述算法规约和抽象算法，定义了Apla(Abstract Programming Language)语言来描述抽象程序。并制作了Radl到Apla，Apla到各种高级语言程序的转换工具。本项研究选用Delphi编译器使用的Object Pascal语言作为目标语言，设计和实现了支持泛型程序设计和用户自定义ADT类型的Apla→Delphi自动程序转换系统，该系统支持Apla程序到Delphi程序的自动转换和转换后的直接执行。 该转换器的源语言是Apla，目标语言是Delphi编译器所使用的Object Pascal。Apla是一种抽象算法描述语言，具有高度抽象、表达力强等特点。Apla语言把树、图、集合、序列等组合数据类型作为预定义类型，并且含有明显的语法机制支持泛型程序设计和用户自定义ADT类型。相反，Object Pascal中不能直接使用树、图、集合、序列等组合类型，而且没有明显的反映泛型程序设计思想的语法机制。如何在Delphi中很好的支持Apla的这些机制是本系统所要研究的重点和难点，Apla→Delphi自动程序转换系统的目标是使得所有正确的Apla程序都能通过转换器得到正确的Delphi程序，并且能运行得到正确结果。 在系统的研制过程中，我们吸取了一些流行软件开发工具的特点，进行了多方面的创新。如：中间变量临时生成、目标代码直接执行、动态分割显示窗口、特殊符号工具栏、类型参数化、子程序参数化等技术；并改进了系统中许多关键算法，如：多重赋值语句转换算法、代码优化算法。通过构造预定义ADT库解决了树、图、集合、序列等组合类型的直接使用问题，通过利用现有的oop技术解决了没有明显的反映泛型程序设计思想的语法机制的Delphi语言中使用泛型程序设计方法的问题，通过VC++编译器实现了整个转换系统(源代码15000多行)。 本系统使用大量经过严格PAR方法开发出来的Apla程序进行测试。这些Apla程序的开发过程得到PAR方法的正确性保证；而Delphi部件库本身采用了防卫程序设计，软件容错，软件避错等现代程序设计手段，增强了转换得到的Delphi程序的正确性。我们使用Apla描述了现有《数据结构》教科书上的绝大部分算法程序，并增加了一些难度较大的算法程序Apla描述，如：KMP算法、KLEENE算法。在这些Apla程序中，既有简单的，又有复杂的，既有非数值计算类型的，也有数值计算类型的。所有例子全部在本系统中得到直接转换和直接执行，并得到正确结果。 进一步的工作包括完善Apla→Delphi自动程序转换系统的转换机制；提高Apla→Delphi自动程序转换系统的可靠性；增加Apla转换实例，使产品的商品化程度提高，并积极准备申请专利。
参考文献：
[1]. 支持泛型程序设计的Apla-Java自动程序转换系统[D]. 石海鹤. 江西师范大学. 2004
[2]. 支持泛型程序设计的APLA-Delphi自动程序转换系统[D]. 周侃. 江西师范大学. 2003