文/乔海滨

摘要：随着软件技术在不断的更新，

软件可视化在软件逆向工程中发

挥着重要的作用，该软件自身具

有直观以及比较容易理解的优势。

然而在软件的开发技术中，面对

对象软件在结构UML 类图中能够

为工程师们提供更加容易理解的

Java 程序。因此本文针对逆向工

程对Java 程序进行可视化分析，

根据其中面临的问题进行研究，

在UML 类图中从支持类关系中进

行精确的提取，对软件进行模式

以及版本演化，并且进行了可视

化的扩展分析，最终实现了可视

化系统中的Venus 技术应用，推

动了软件技术的更新。

【关键词】UML 类图 Java 程序可视化

在我国软件技术的更新中，可视化是一段

代码的展示，能够将图形化的东西显示成一大

型软件系统的结构模型。在程序可视化技术中，

主要是利用排版、图形化设计、动画以及电影

等现代人机交互的技术来进行计算机软件的理

解和应用，本文在研究类图算法的技术基础上，

分析了图元之间的关系，来最终决定结果图的

摆放位置，进一步将图示更加清晰的展示。最

终实现了可视化工具的Venus，将类间关系的

多重性更加精确的展现出来，并且支持了Java

程序的进一步演化，将图示展示在具体的结构

中。

1 逆向绘制Java类图

逆向工程它是一个支持统一建模语言

UML 的面向对象的可视化分析、设计建模的

工具，其设计可以完成面向对象方法所需要的

四层模型的设计与维护，其中这四项模型是：

用例模型、类和对象模型、组件模型和分布处

理模型，在具体的制图过程中，通过逐层建模

最后生成所需要开发环境的源代码，并且可以

根据应用程序进行系统的逆向建模。然而在绘

制具体的Java 类图中，通过逆向建模在进行

可视化的基础上，将关系提取的准确性以及软

件设计模式和程序代码进行演化，最终产生对

可视化的具体影响。

在绘制类图的过程中，由于其中面临着

基于UML 类图的Java 程序可视化方法经验谈

文/乔海滨

随着软件技术在不断的更新，

软件可视化在软件逆向工程中发

挥着重要的作用，该软件自身具

有直观以及比较容易理解的优势。

然而在软件的开发技术中，面对

对象软件在结构UML 类图中能够

为工程师们提供更加容易理解的

Java 程序。因此本文针对逆向工

程对Java 程序进行可视化分析，

根据其中面临的问题进行研究，

在UML 类图中从支持类关系中进

行精确的提取，对软件进行模式

以及版本演化，并且进行了可视

化的扩展分析，最终实现了可视

化系统中的Venus 技术应用，推

动了软件技术的更新。

2 可视化技术

在研究Java 可视化程序中，UML 类图是

由节点和边组成的复杂图，并且在图元之间存

在着关系，具体的研究方法是：在研究一般图

的基础上添加包含关系映射，最终扩展为复合

图。然后定义ULM 类图语义映射将复合图确

定为扩展类图。最终确定为扩展类图的节点图

元有类、接口、包、注释，关系图元有继承、

聚集、实现、锚定以及有向关联。通常在可

视化模型的建立中，UML 类图的扩展图是将

entiy 为节点，集合成V 并且最终到UML 类

图的节点图元的映射中，这两个映射之间是一

对一的关系。

可视化程序的主要步骤可以归纳为：在研

究可视化程序的基础上，首先是要去除自环边、

压缩注释、删除孤立节点和划分模式子图来具

体的调整UML 类图的模型设计，但是在模型

的研究中需要对具体的节点以及排列顺序进行

具体的研究，避免其影响布图的结果。在具体

的模型建立中，需要第模式子图进行详细的划

分，具体的要求根据软件设计模式来将类图中

的包图元连同其子元素进行划分到不同的子图

中，在Java 可视化程序中，在通过计算不同

的包与类库中界面。数据库以及包间的距离等，

将具体的设计划分为包图不同式的子图当中，

确定包图的具体是根据D= ▕ A+I-I ▕ /2, 式子

中A 作为包的抽象度，I 是包不稳定度。

然后将UML 类图进行调整，将集合分为

层次边和非层次边，并且在深度优先遍历的方

法中反转以及反馈边，最终将未出现环的图进

行划分，在划分中需要根据节点的优先级以及

边的权来将图中的环分配到节点中，在划分的

过程中，需要考虑的是边拐点数目以及边长度

的最小化，确定好边的分层，具体的操作步骤

是：将节点优先级用其入度表示，将入度大的

节点优先放置在图的正中间，而Length 表示

的是边的长度，Weight 表示的是边的权重。

其权性高的边分配的边长比较短，因此需要根

据权值来确定边长度。利用这样的表示方法来

确定目标函数，利用网络单纯形法来接函数，

完成对层次划分图的结构布置。在使用UML

类图的基础上，根据逐层最小化算法，对节点

以及边进行添加UML 语义，将映射来划分图

转化为类图，然后将类图中的符合节点进行展

开，按照坐标计算的原则来将图元的层次的纵

坐确定，而横坐边是按照同层的图元的相邻顺

序排列分配。在横坐标和纵坐标的划分中需要

考虑图元之间的空隙以及边拐点的控制，利用

边都是由水平和垂直的线段具体组成。最终完

成UML 类图的转化，将Java 可视化程序进行

验证。

3 总结

通过分析层次布图法，然后从逆向工程

的角度进行具体研究，在分析了支持类关系精

度中提取，将可视化软件模式以及软件在演化

中进行了不断的扩展分析，最终实现了支持

Venus 系统的可视化Java 程序，在该逆向软件

工程设计中，复合UML 类图的语义，将层次

具体的划分，并且支持图元嵌套的关系，这种

逆向绘制的Java 类图能够更加准确的将软件

的设计模式划分为子图，并且具体的相互转化，

推动了软件的演化过程，另外在添加图元中采

用增量进行插入，使同一种程序可以在不同版

本之间以及颜色的区分中绘制更多的类图，并

且保持一致性。基于UML 类图的Java 可视化

程序中，能够将关联边比较多的图，具体的确

定关联距，确定逐层最小化，保证关联关系的

最小化，确定好横坐标以及纵坐标之间的距离，

为推动Java 程序的进一步可视化软件更新提

供了有利的准备，加大了软件的扩展性，以及

转化性。

参考文献

[1] 李荣荣, 樊博.JAVA 语言理解中算法

可视化表示和实现的研究[J]. 信息工

程,2012(15).

[2] 王小波, 刘建斌, 邓敏. 可视化面向对象

Java 程序设计工具的研究[J]. 计算机科

学,2013(14).

[3] 张志猛，胡小凡，胡斌. 一个JAVA 可视

化面向对象程序设计支撑系统的设计[J].

计算机信息工程,2013(31).

作者单位

同济大学　上海市　200092