软件学报

作者：李志强，马睿，张洪宇，荆晓远，任杰，刘金会

单位：李志强，陕西师范大学 计算机科学学院, 陕西 西安 71011911,马睿，陕西师范大学 计算机科学学院, 陕西 西安 71011902,张洪宇，重庆大学 大数据与软件学院, 重庆 40133103,荆晓远，武汉大学 计算机学院, 湖北 武汉 430072;广东石油化工学院 计算机学院, 广东 茂名 52501104,任杰，陕西师范大学 计算机科学学院, 陕西 西安 71011905,刘金会，西北工业大学 网络空间安全学院, 陕西 西安 71007206

关键词：即时软件缺陷预测;移动APP;SZZ算法;挖掘软件存储库;可解释性;工作量感知;实证软件工程

基金：国家自然科学基金(61902228, 62176069, U23A20302); 陕西省自然科学基础研究计划(2024JC-YBMS-497); 陕西省重点研发计划 (2023-YBGY-265)

近年来, SZZ作为一种识别引入缺陷的变更算法, 被广泛应用于即时软件缺陷预测技术中. 先前的研究表明, SZZ算法在对数据进行标注时会存在误标问题, 这将影响数据集的质量, 进而影响预测模型的性能. 因此, 研究人员对SZZ算法进行了改进, 并提出多个SZZ变体. 然而, 目前尚未有文献研究数据标注质量对移动APP即时缺陷预测性能和解释的影响. 为探究SZZ错误标注的变更对移动APP即时软件缺陷预测模型的影响, 对4种SZZ算法进行广泛而深入的实证研究. 首先, 选取GitHub库中17个大型移动APP项目, 借助PyDriller工具抽取软件度量元. 其次, 采用B-SZZ (原始SZZ版本)、AG-SZZ、MA-SZZ和RA-SZZ这4种算法标注数据. 然后, 根据时间序列划分数据, 利用随机森林、朴素贝叶斯和逻辑回归分类器分别建立即时缺陷预测模型. 最后, 使用AUC、MCC、G-mean传统指标和F-measure@20%、IFA工作量感知指标评估模型性能, 并使用SKESD和SHAP算法对结果进行统计显著性检验与可解释性分析. 通过对比4种SZZ算法的标注性能, 研究发现: (1) 数据的标注质量符合SZZ变体之间的递进关系; (2) B-SZZ、AG-SZZ 和MA-SZZ错误标注的变更会造成AUC、MCC 得分不同程度的下降, 但不会造成G-mean得分下降; (3) B-SZZ会造成F-measure@20%得分下降, 而在代码审查时, B-SZZ、AG-SZZ 和MA-SZZ不会导致审查工作量的增加; (4)在模型解释方面, 不同SZZ算法会影响预测过程中贡献程度排名前3的度量元, 并且la度量元对预测结果有重要影响.

来源：2025年第10期

《软件学报》期刊编辑部

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