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基于大模型输出整型的代码质量保障——计算机学院

信息来源: 发布日期:2026-07-06

一、报告内容概述

2026610日下午,二十周年校庆晴川·论道学术系列活动第十五场在教4-113举行。计算机学院特邀武汉大学计算机学院副院长玄跻峰教授作题为“基于大模型输出整形的代码质量保障”的学术报告。玄教授是软件工程领域知名专家,担任CCF杰出会员、软件工程专委会常务委员等职务,在软件测试与调试方向成果丰硕。

报告聚焦大模型输出强多样性、强非确定性带来的代码质量挑战,创新引入整形外科手术式修复思想,提出基于大模型输出整形的质量保障体系。玄教授结合团队在版本冲突智能合并、安卓单元测试生成、编译器缺陷检测、CRust安全代码转换等前沿实践,展示了如何消除大模型输出非确定性、提升软件质量保障效果。

二、核心观点与学术阐释

1.大模型输出整形与代码质量保障的理论基础

玄教授首先梳理了程序修复领域的发展脉络:从2008年程序修复基础研究,到2014年正式提出的整形外科手术式修复假设The Plastic Surgery Hypothesis——即代码库中的变更往往可以由代码库中已存在的代码片段拼接而成,这些片段能够被高效发现和复用。面对大模型时代的新挑战,玄教授指出,大模型输出具有强智能性、强多样性、强不确定性三大特征。如何去除结果的非确定性,构建输出结果的代码质量保障体系,成为核心问题。他提出了三种利用大模型输出的范式:作为二次输入(反馈、重训练、微调)、引入约束构造不可行解判定、作为输入源头演化新解。在此基础上,他提出对大模型输出实施整形外科手术式利用,即从已有代码或输出片段中提取可用部分,通过拼接、优化、验证等步骤,生成可靠的质量保障方案。

2.多项创新实践:从版本冲突到安全代码转换

玄教授系统介绍了其团队在智能软件工程领域的多项代表性成果:

1)版本冲突智能合并技术 MergeBot:针对 Git 合并冲突消解难题,通过多路径 GLR 文法构建程序实体树,结合自顶向下与自底向上的模糊匹配算法,实现语义感知的合并。该技术有效解决了不同开发者意图的冲突问题,提升了版本管理效率。

2)安卓单元测试生成技术 KotSuite:面向 Kotlin 语言及 Android 框架特性(扩展函数、协程、Null 安全等),采用 NSGA-II 遗传算法和测试用例重用算法,两阶段生成单元测试用例。对比实验表明,该方法显著提高了编译通过率和断言正确率,克服了传统工具不支持 Kotlin 特性的局限。

3)基于语法的编译器测试生成:通过构造语法感知的测试输入,成功触发 Clang 语义分析阶段的恢复机制缺陷,并向 LLVM GCC 社区提交 58 个缺陷报告。同时,针对 Gazebo 仿真器,利用强化学习选择测试命令构造算子,半年内发现 25 个崩溃类缺陷,其中 19 个已被修复或确认。

4C Rust 安全代码转换工具 CstarX:针对传统规则转换工具(如 c2rust)生成大量 unsafe 代码、引入语义错误等问题,开发了基于启发式智能体调度的两级模型转换系统。通过轻量级模型高并发探索搜索空间、重量级模型处理复杂逻辑推理,在多个基准项目上实现了 96.87% 的编译通过率和 70.88% 的功能正确性,显著减少了不安全代码行数。该工具已在 VS Code 平台开源。

3.互动交流与学术思考

在互动环节,师生围绕大模型输出整形的可扩展性、Rust 自动转换工具的泛化能力、智能软件工程的发展底线等话题踊跃提问。玄教授结合自身二十余年科研经验指出:智能软件工程不应仅仅追求不给程序员添麻烦这一底线,而应主动探索更深层次的人机协作模式。他反思了评估的昂贵代价、场景建模中模型与现实的差异等根本性问题,鼓励同学们关注复杂性的实践来源,勇于在技术变革中抓住机遇。玄教授还以母校情怀寄语晴川学子,希望大家夯实专业基础,保持对软件质量保障事业的热情与责任感。

三、总结与启示

本次讲座从理论假设到实践工具,完整展示了大模型输出整形驱动代码质量保障的研究路径,带来三点启示:

1)理论创新与技术落地并重:以明确假设驱动研究,并通过开源工具实现转化。

2)跨语言、跨生态质量保障是方向:需适应多语言、多框架生态,大模型输出整形提供了统一方法论。

3)评估与建模是关键瓶颈:应同步构建科学、经济的评估体系,避免看起来聪明、用起来困难

本次讲座为师生提供了与软件工程前沿对话的高水平平台,助力学科建设与人才培养。科研处与计算机学院将持续邀请知名专家,推动学校科研事业高质量发展。



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