用户特征请求分析与处理研究综述.pdf
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1、用户特征请求分析与处理研究综述*牛菲菲1,2,李传艺1,2,葛季栋1,2,骆斌1,21(计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学),江苏南京210093)2(南京大学软件学院,江苏南京210093)通信作者:李传艺,E-mail:摘要:特征请求是软件产品的真实用户在开放平台上提出的对现有特征的改进或者对新特征的请求.特征请求在一定程度上反映了用户的真实意愿,代表了用户的需求.高效、准确地分析和处理用户特征请求对于提升用户满意度、提高产品竞争力起着至关重要的作用.用户的广泛参与,使得特征请求成为越来越重要的需求来源.然而,特征请求在其来源、内容以及形式等方面均与传统的软件需求不同.进而将其充分应
2、用于软件开发过程所采用的具体方法,也有别于传统的需求工程.目前已经有许多将特征请求应用于软件开发过程中的相关研究,比如特征请求的获取、分类、排序、质量评估、为特征请求推荐开发者,以及定位相关代码等.随着相关工作的不断增加,形成一个针对特征请求分析与处理研究综述的必要性日益增强.因此,调研 121 篇关于在软件开发过程中分析和处理特征请求的国内外学术研究论文,从将特征请求应用于软件开发过程的角度对现有成果进行系统地梳理.总结现有针对特征请求的研究主题,提出将特征请求应用于软件开发过程的处理流程,并与传统的需求工程过程进行对比.此外,深入分析在各个需求工程活动中使用的具体方法及方法之间的差别.最后
3、,对特征请求的未来研究方向进行展望,以期为同行研究人员提供参考.关键词:特征请求;需求工程;软件开发;分析与处理中图法分类号:TP311中文引用格式:牛菲菲,李传艺,葛季栋,骆斌.用户特征请求分析与处理研究综述.软件学报,2023,34(8):36053636.http:/ on User Feature Requests Analysis and ProcessingNIUFei-Fei1,2,LIChuan-Yi1,2,GEJi-Dong1,2,LUOBin1,21(StateKeyLaboratoryforNovelSoftwareTechnology(NanjingUniversity
4、),Nanjing210093,China)2(SoftwareInstitute,NanjingUniversity,Nanjing210093,China)Abstract:Feature requests refer to suggestions to perfect existing features or requests for new features proposed by software users onopenplatforms,andtheycanreflectuserswishesandneeds.Inaddition,efficientandaccurateanal
5、ysisandprocessingoffeaturerequestsplayavitalroleinimprovingusersatisfactionandproductcompetitiveness.Withusersactiveparticipation,featurerequestshavebecomean important source of software requirements.However,feature requests are different from traditional requirements in terms of source,content,and
6、form.Therefore,methods of applying feature requests to software development must differ from that of traditionalrequirements.Atpresent,massiveresearchfocusesonapplyingfeaturerequeststosoftwaredevelopment,e.g.,featurerequestsacquisition,classification,prioritization,quality management,developer recom
7、mendation,and location of relevant codes.As related research emergesconstantly,it is increasingly necessary to review user feature request analysis and processing.This study analyzes 121 global academicresearch papers on how to analyze and process feature requests in the software development process
8、 and systematically sorts existing*基金项目:国家自然科学基金(61802167);南京大学计算机软件新技术国家重点实验室海外开放课题(KFKT2020A05)本文由“领域软件工程”专题特约编辑汤恩义副教授、江贺教授、陈俊洁副教授、李必信教授以及唐滨副教授推荐.收稿时间:2021-08-10;修改时间:2021-10-09;采用时间:2022-01-10;jos 在线出版时间:2022-01-28CNKI 网络首发时间:2023-01-19软件学报ISSN1000-9825,CODENRUXUEWE-mail:Journal of Software,2023,
9、34(8):36053636doi:10.13328/ki.jos.006558http:/中国科学院软件研究所版权所有.Tel:+86-10-62562563research results from the perspective of applying feature requests to software development.In addition,the study summarizes researchtopics on feature requests,suggests that feature requests be applied to software develop
10、ment,and makes a comparison with traditionalrequirementsengineeringprocesses.Furthermore,itanalyzesexistingresearchmethodsofdifferentrequirementengineeringandpointsoutthedifference.Finally,theresearchdirectionoffeaturerequestsisdiscussedtoprovideguidanceforfutureresearchers.Key words:featurerequest;
11、requirementsengineering;softwaredevelopment;analysisandprocessing在开源软件仓库的公开论坛上,用户可能以用户评论(userreview)或问题报告(issuereport)的形式,针对软件提出缺陷报告(bugreport)、特征请求(featurerequest)等.其中特征请求一般是请求新的特征或者对现有特征的改进.近年来互联网迅速发展,不仅各种类型软件的数量不断激增,同时,在应用商店或者开放平台(如问题跟踪系统)上,也不断有用户针对已有软件提出新的请求.例如,AppleAppStore 和 GooglePlay 自推出起,两个
12、应用商店平台已经积累了超过 100 万个可供下载和评论的应用程序1,伴随着这些应用程序,也产生了大量的用户评论.一方面,这些用户请求体现了用户的真实意愿,开发者满足用户的意见对于提升用户满意度、提高软件竞争力起着至关重要的作用.另一方面,特征请求与传统的软件需求在内容、形式等方面都有很大的不同,传统的需求工程处理方法不一定适用于特征请求.因此,出现了许多针对如何将特征请求应用于软件开发和维护过程中的研究,比如特征请求分类、优先级排序及管理等.这些研究从不同的角度提出了不同的解决方法,其目标都是将特征请求应用于软件开发和维护过程中,以满足用户的请求进而提升用户满意度和产品竞争力.目前,已有学者发
13、表了一些与特征请求相关研究综述.例如,Cavalcanti 等人2在 2013 年对开源仓库(如Bugzilla、Mantis、Redmine 等)的管理进行调研,将变更请求(changerequest)的管理活动映射到不同的研究主题和领域,并分别从机遇和挑战两个角度进行探讨.Tavakoli 等人3对从移动应用评论中提取软件开发的有用信息做了综述研究.他们一共调研了 34 篇文章,发现现有研究中主要采用监督学习、自然语言处理以及特征抽取等技术从用户评论中挖掘有用信息.在移动应用开发中最经常使用的用户评论的主题包括缺陷报告和特征请求等.Wang 等人4对 44 篇将用户反馈应用于需求工程的研究
14、做了综述研究.他们将用户反馈的研究映射到需求工程领域阶段,对显示反馈和隐式反馈均做了调研.Bakar 等人5对从自然语言需求描述中抽取软件特征的研究做了综述调研.特征请求可能来源于用户反馈,是软件特征的具体描述.然而,目前缺乏将特征请求应用于软件工程的系统调研,尤其是从需求工程的视角,包括其获取、分析、管理等,以便于将其更好地应用于软件开发.为系统地了解现有研究中是如何处理利用特征请求的,本文对现有针对特征请求的研究进行梳理,从特征请求的获取、分析、管理到开发等活动,分类总结了相关研究工作.并深入探究每一主题的研究进展,展望未来研究方向,以期为相关领域的研究人员提供参考.传统的需求工程过程如图
15、 1 所示,包括需求获取、需求分析、需求规格化与验证,以及需求管理等活动.本文总结了现有针对特征请求的研究主题,并与传统需求工程活动对应.如图 2 所示,这些研究主题主要包括:特征请求获取、软件特征抽取、分析理解、优先级排序、特征请求评审、特征请求跟踪以及变更管理.由于针对特征请求的规格化与验证相关研究较少,因此本文主要讨论需求获取、需求分析与需求管理相关的研究活动.需求获取需求分析需求规格化与验证需求管理需求评审需求跟踪变更管理子活动.子活动子活动.子活动子活动.子活动需求工程过程包括包括设计编码测试维护管理软件开发阶段.图1传统需求工程过程3606软件学报2023 年第 34 卷第 8 期
16、特征请求获取优先级排序结构化分析需求获取:变更管理接受预测开发者推荐代码定位需求分析:软件特征抽取特征请求评审需求管理:特征请求跟踪用户意图识别特征请求分类摘要生成代码推荐图2特征请求研究主题本文第 1 节详细介绍文献检索与选择的过程.第 2 节对特征请求相关的概念进行分析、总结.第 35 节分别介绍在传统需求工程活动框架下,特征请求相应的研究进展.具体而言,各节分别从需求获取、需求分析及需求管理的角度对现有针对特征请求的研究进行梳理与总结.第 6 节汇总现有研究中关于特征请求的公开的工具以及数据集,以共享研究资源.第 7 节总结已有研究,并探究特征请求的研究挑战与机遇.最后总结全文,并展望未
17、来研究方向.1 文献检索与选择为了对已有关于特征请求的研究进行系统的分析,本研究采用自动检索和滚雪球6相结合的方式检索相关文献.具体检索步骤如下.步骤 1.以“FeatureRequest”和“特征请求”为关键词,在与软件工程社区最相关的、广泛使用的文献检索库中检索相关论文:IEEEXplore、ACMDigitalLibrary、ScienceDirect、SpringerLink、WileyInterScience、Elsevier、GoogleScholar 以及中国知网.资源库的链接如表 1 所示.表1文献资源库列表资源库名称链接IEEEXplorehttp:/www.ieee.org
18、/web/publications/xplore/ACMDigitalLibraryhttp:/portal.acm.orgScienceDirecthttp:/ 2.根据表 2 所示筛选标准筛选步骤 1 得到的结果,保留符合本综述研究主题的论文.最终得到 23 篇初始文献.步骤 3.采用滚雪球的方法,分别向前检索初始文献的引用文献,向后检索引用初始文献的文献,根据表 2 所示筛选标准保留符合特征请求主题的文献.步骤 4.针对步骤 3 中获取的文献,重复步骤 3,直到文献集合收敛,不再有新的论文加入.经过上述 4 个步骤,最终的研究论文集合包括 121 篇文章(截至 2021 年 5 月),其
19、中包括 15 篇工具类论文.牛菲菲等:用户特征请求分析与处理研究综述3607图 3 统计了不同年份论文的发表数量.自 2010 年起针对特征请求的研究逐年增加.图 4 与图 5 分别统计了论文收录的期刊、会议分布情况以及高频的会议、期刊.本文调研文献有 82 篇收录于会议,39 篇收录于期刊.其中 CCF-A 类期刊与会议一共 18 篇,CCF-B 类期刊与会议一共 49 篇,CCF-C 类期刊与会议一共 17 篇.大部分收录于软件工程领域的权威会议或期刊,包括 RE 会议(18 篇)、ICSE 会议(10 篇)、REFSQ 会议(7 篇)、ASE 会议(6 篇)、JSS 期刊(6 篇)、JS
20、EP 期刊(5 篇)、RE 期刊(4 篇)、EASE 会议(4 篇)、ESE 期刊(4 篇)等.从统计结果可以看出关于特征请求的研究主要发表于软件工程主题相关的会议和期刊,尤其是需求工程.图 6 统计了主要的研究主题分布.现有的针对特征请求的研究主要集中于需求获取与需求管理,分别占所有研究的 41%和 36%.此外,需求分析占 20%.表2文献过滤标准过滤类型过滤标准不包含文献语言为中文和英文之外的其他语言主要研究对象为缺陷报告博士生或者硕士生毕业论文不是完整的研究,研究方法、研究结果、结论等必备因素缺失网上无法下载完整的文章内容包含文章标题或者内容包含“特征请求”“featurereques
21、t”关键词文章已发表,发表在国内外的会议或者期刊上文章的主要研究对象是特征请求或者包含特征请求的概念,如用户反馈等文章的主要研究目标是面向软件工程的特征请求研究数量年份20151050200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021100 0325681216181216 16411图3论文在不同年份的文献数量分布05101520253035404550其他其他英文中文数量会议 期刊A 类B 类 C 类A 类 B 类 C 类图4论文收录会议、期刊等级分布情况数量181614121086420RE 会
22、议ICSEREFSQASE 会议JSSRE 期刊EASEESEICSMEICPCISPSEMSE计算机学报IEEE AccessSANERTSEJSEP图5论文收录高频会议和期刊需求获取需求分析需求管理综述3%36%20%41%图6研究主题分布3608软件学报2023 年第 34 卷第 8 期 2 特征请求相关概念为系统地了解特征请求及其相关概念,通过总结相关研究论文,汇总了与特征请求相关的术语,不同术语之间的关系如图 7 所示.User/ProductCustomer(e.g.Bugzilla)(e.g.GitHub)AppStore,Google PlayStack Overflow)En
23、hancementOpen source software(OSS)Issue tracking systemOpen source repositoryApp store(e.g.AppleOnline community(e.g.Issue reportChange requestApp/User reviewreview/wishes feedbackBug reportreport Feature requestrequirementsUser requirementsProduct featureJust-in-time图7特征请求相关概念Herzig 等人7将特征请求定义为:特征或
24、特征请求是一种应用于软件维护的,实现了某种新功能的结构化请求,其包括标题,描述等许多属性.特征请求一般是开源软件(opensourcesoftware)的真实用户在开源用户平台上提出的新的特征请求或对已有特征的增强.开源用户平台可能包括问题追踪系统(issuetrackingsystem,ITS),开源仓库(opensourcerepository),应用商店(Appstore),在线论坛(onlinecommunity)等.在这些开源用户平台上,用户可以提交他们的问题报告、变更请求、用户评论、客户愿望(customerwishes)以及用户反馈(userfeedback)等.这些报告或者反馈
25、,可能是缺陷报告,或特征请求,也有可能是其他非信息性的评论(如称赞).目前大多数的研究中的特征请求主要有两种来源:(1)开源用户平台直接产生,比如 SourceF 为设置专门的模块供用户提出特征请求或者提交缺陷报告;(2)从用户反馈中提取,用户反馈的内容一般被分为信息性和非信息性,其中信息性内容一般包括特征请求和缺陷报告.因此一些研究中使用分类等方法从用户评论中提取特征请求.通过调研相关研究论文,在一些研究中也会将用户评论中提取的特征请求称为增强报告(enhancementreport)、即时性需求(just-in-timerequirements)或用户需求(userrequirements
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