Java 中性程序变体探索之旅

中性程序变体在功能上与原程序相似，但实现了略微不同的行为。近似计算或遗传改进等技术共享这样一种直觉：在这些可接受的行为差异（例如增强的性能或可靠性）中蕴含着改进的潜力。然而，通过推测性变换自动合成中性程序变体仍然是一项关键挑战。本研究旨在刻画 Java 程序中的可塑代码区域，即易于合成中性程序变体的区域。我们的实证研究基于对 6 个真实世界 Java 程序的自动变体。首先，我们使用三种最先进的推测性变换对这些程序进行变换：添加、替换和删除语句。我们得到了 23445 个中性变体的池，从中收集到以下新见解：开发者自然地编写支持细粒度行为变化的代码；语句删除是一种出奇有效的推测性变换；高层设计决策（例如数据结构的选择）是能够在保持功能的同时演进的自然点。其次，我们设计了 3 种针对特定可塑区域的新型推测性变换。新实验表明，分别有 60%、58% 和 73% 的合成变体（总计 175688 个）是中性变体，并展现出与原程序不同的执行轨迹。