【摘 要】
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软件资产复用是软件工程研究中一类备受关注的技术,其目的是将已有软件开发中的各种经验用于新软件开发。随着移动应用的兴起,软件资产库构造和信息挖掘研究开始扩展到移动应用领域。针对移动应用UI开发的复杂性问题,许多软件工程研究人员提出各种方法以提高UI开发效率。一个可复用的移动应用UI数据资产库对于学术研究和工业开发都有很大价值。从学术研究角度来看,研究人员常需要基于数据开展实证分析或验证方法的有效性。
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软件资产复用是软件工程研究中一类备受关注的技术,其目的是将已有软件开发中的各种经验用于新软件开发。随着移动应用的兴起,软件资产库构造和信息挖掘研究开始扩展到移动应用领域。针对移动应用UI开发的复杂性问题,许多软件工程研究人员提出各种方法以提高UI开发效率。一个可复用的移动应用UI数据资产库对于学术研究和工业开发都有很大价值。从学术研究角度来看,研究人员常需要基于数据开展实证分析或验证方法的有效性。由于移动应用UI信息需要在应用动态运行时才能确定,资产库预先采集并存储这些数据将有效降低其他研究的数据采集成本。不过,现已公开的移动应用UI数据集仍存在数据模式不完整、数据集缺乏维护、数据采集架构扩展性差等问题。另一方面,针对资产库的查询是资产库数据应用于各类实际开发场景的基础。尽管已有研究提出了基于草图的UI查询方法,相比传统文本查询方法更加直观,但这些方法要求使用者通过特定设备或建模软件来绘制用于查询的草图,进而影响了方法的实用性和灵活性。相比之下,在纸上直接进行UI草绘更加直观自然,能显著提升查询体验。用户通过手绘草图的方式表达UI查询意图,草图中体现的丰富特征(如组件类型和位置等)可为UI相似性匹配提供必要信息。然而,目前还没有研究工作很好地解决基于手绘草图的UI查询问题。针对以上问题,本文提出了一种新型的基于UI的移动应用资产库构造与查询方法,其包括两部分内容:1.提出了一种基于UI的移动应用资产库构造方法。针对每个入库的应用,资产库存储了其运行状态所关联的UI布局、截图和状态间跳转执行轨迹信息。资产库构造引擎驱动一种基于强化学习的Android应用自动化探索工具,实现UI信息的持续获取和入库存储。资产库针对不同数据提供统一的存储方案,并向上层提供统一的接口化数据访问操作。本文实现了资产库原型系统App Repo,并完成了10,560个Android应用UI数据的自动化采集和入库。2.提出了一种基于手绘草图的移动应用UI查询方法,Sketchoid。Sketchoid接收的输入是用户手绘草图图像,首先对其进行预处理和手绘形状识别,然后使用深度学习神经网络技术基于草图识别结果进行布局结构生成,生成的布局结构被用于与App Repo中存储的UI布局结构成对计算相似度,Sketchoid完成计算后将输出相似UI匹配结果及关联数据。本文通过数据分析和用户研究两种方式评估Sketchoid的有效性。
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