PCART：Python API参数兼容性问题的自动修复

在现代软件开发中，Python第三方库扮演着关键角色，尤其是在深度学习和科学计算等领域。然而，这些库中的API参数在演化过程中经常发生变化，导致依赖特定版本的客户端应用程序出现兼容性问题。Python灵活的参数传递机制进一步加剧了这一问题，因为不同的传递方式可能导致不同的API兼容性。目前，没有工具能够自动检测和修复Python API参数兼容性问题。为填补这一空白，我们引入了PCART，这是第一个完全自动化API提取、代码插桩、API映射建立、兼容性评估、修复和验证的解决方案。PCART处理多种类型的Python API参数兼容性问题，包括参数添加、删除、重命名、重排序以及位置参数向关键字参数的转换。为了评估PCART，我们构建了PCBENCH，这是一个大规模基准测试，包含从33个流行Python库的844个参数变更API中变异出的47,478个测试用例。评估结果表明，PCART既有效又高效，显著优于现有工具（MLCatchUp和Relancer）以及大型语言模型ChatGPT（GPT-4o），在检测API参数兼容性问题方面达到了96.51%的F1分数，修复精度为91.97%。在来自GitHub的30个真实Python项目上的进一步评估证实了PCART的实用性。我们相信PCART能够显著减少程序员维护Python API更新的时间，并推动Python API兼容性问题修复的自动化。