由于大量学生参加了大规模开放的在线课程（MOOC），因此越来越多的自动化程序维修技术集中在入门编程任务（IPA）上。这种最先进的技术使用程序聚类来利用以前的正确学生实现来修复给定的新不正确提交。通常，这些维修技术使用聚类方法，因为分析了所有可用的正确学生提交以维修程序是不可行的。聚类方法使用基于几个功能的程序表示，例如抽象语法树（AST），语法，控制流和数据流。但是，在表示语义上相似的程序时，这些功能有时会变得脆弱。本文提出了InvaastCluster，这是一种用于程序群集的新方法，它利用了在几个程序执行中观察到的动态生成的程序不变性，以群群群集在语义上等效的IPA。我们的主要目的是通过其不变性及其结构通过其匿名抽象语法树来找到程序的语义结合及其结构的组合。 InvaastCluster的评估表明，在聚集一组不同的正确IPA时，建议的程序表示法优于基于语法的表示。此外，我们将InvaastCluster集成到基于最新的聚类的程序维修工具中，并在一组IPA上进行评估。我们的结果表明，InvaastCluster通过在较短的时间内修复大量学生的程序来使用基于聚类的程序维修工具使用时的当前最新设备。

由于大量学生参加了大规模开放的在线课程（MOOC），因此越来越多的自动化程序维修技术集中在入门编程任务（IPA）上。这样的技术利用了以前的正确学生实施，以向学生提供自动化，全面和个性化的反馈。本文介绍了C-Pack-IPA，这是针对25种不同IPA提交的学生课程的公开基准。C-Pack-IPA包含语义上正确的，语义上不正确且语法上不正确的程序以及每个IPA的测试套件。因此，C-Pack-IPA可用于帮助评估新颖语义的发展以及句法，自动化程序修复框架，重点是向新手程序员提供反馈。

源代码的最先进的神经模型倾向于在代码的生成时进行评估，并且通常在长地平任务中的产生，例如整个方法体的产生。我们建议使用静态程序分析仪的弱监督来解决这一缺陷。我们的神经统计方法允许深入的生成模型来象征地计算它已经生成的代码中的静态分析工具，长距离语义关系。在培训期间，该模型观察这些关系，并学习生成条件上的程序。考虑到包含该方法的类的剩余部分，我们将我们的方法应用于生成整个Java方法的问题。我们的实验表明，该方法显着地优于最先进的变换器和模型，明确试图在制作程序中没有基本语义错误的程序以及在句法匹配地面真理方面来学习此任务的模型。

源代码存储库由大型代码库组成，通常包含容易发生的程序。软件的复杂性日益增加导致时间和识别这些缺陷的时间和成本急剧上升。存在各种方法可以自动生成错误代码的修复程序。但是，由于特定错误的可能解决方案的组合空间很大，因此没有很多工具和数据集可以有效地评估生成的代码。在这项工作中，我们介绍了FixeVal，这是一个基准，其中包括竞争性编程问题及其各自修复程序的基准。我们引入了丰富的测试套件，以评估和评估模型生成程序修复的正确性。我们将两种在编程语言上鉴定的变压器语言模型视为我们的基准，并使用基于匹配和基于执行的评估指标对其进行比较。我们的实验表明，基于匹配的指标不能准确反映模型生成的程序修复，而基于执行的方法通过专门为该解决方案设计的所有情况和场景评估程序。因此，我们认为FixeVal提供了朝着实际自动错误修复和模型生成的代码评估的步骤。

大多数低编码平台的用户，例如Excel和PowerApps，都以特定于域的公式语言编写程序来执行非平凡的任务。用户通常可以编写他们想要的大部分程序，但是引入了一些小错误，这些错误会产生破损的公式。这些错误既可以是句法和语义，也很难让低代码用户识别和修复，即使只能通过一些编辑解决。我们正式化了产生最后一英里维修问题等编辑的问题。为了解决这个问题，我们开发了Lamirage，这是一种最后一英里的维修发动机发电机，结合了符号和神经技术，以低代码公式语言进行最后一英里维修。 Lamirage采用语法和一组特定领域的约束/规则，它们共同近似目标语言，并使用它们来生成可以用该语言修复公式的维修引擎。为了应对本地化错误和对候选维修进行排名的挑战，Lamirage利用神经技术，而它依赖于符号方法来生成候选维修。这种组合使Lamirage可以找到满足提供的语法和约束的维修，然后选择最自然的修复。我们将Lamirage与400个Real Excel和PowerFX公式的最新神经和符号方法进行了比较，其中Lamirage的表现优于所有基线。我们释放这些基准，以鼓励在低代码域中进行后续工作。

在本文中，我们解决了深入学习的软件漏洞自动修复问题。数据驱动漏洞修复的主要问题是已知确认漏洞的少数现有数据集仅由几千例组成。然而，培训深度学习模型通常需要数十万例的例子。在这项工作中，我们利用了错误修复任务和漏洞修复任务的直觉相关，并且可以传输来自错误修复的知识可以传输到修复漏洞。在机器学习界中，这种技术称为转移学习。在本文中，我们提出了一种修复名为Vreepair的安全漏洞的方法，该方法是基于转移学习。 vreepair首先在大型错误修复语料库上培训，然后在漏洞修复数据集上调整，这是一个较小的数量级。在我们的实验中，我们表明，仅在错误修复语料库上培训的模型可能已经修复了一些漏洞。然后，我们证明转移学习改善了修复易受攻击的C功能的能力。我们还表明，转移学习模型比具有去噪任务训练的模型更好，并在漏洞固定任务上进行微调。总而言之，本文表明，与在小型数据集上的学习相比，转移学习适用于修复C中的安全漏洞。

自动程序合成是软件工程中的持久梦想。最近，Open AI和Microsoft提出了一种有希望的深度学习（DL）解决方案，称为Copilot，作为工业产品。尽管一些研究评估了副驾驶解决方案的正确性并报告其问题，但需要进行更多的经验评估，以了解开发人员如何有效地受益。在本文中，我们研究了两项不同的编程任务中副标士的功能：（1）为基本算法问题生成（和复制）正确，有效的解决方案，（2）将副副副总裁与人类程序员的建议解决方案与一组人的建议解决方案进行比较编程任务。对于前者，我们评估副铜在解决计算机科学中选定的基本问题（例如对基本数据结构的基本问题）中的性能和功能。在后者中，使用人提供的解决方案的编程问题数据集。结果表明，Copilot能够为几乎所有基本算法问题提供解决方案，但是，某些解决方案是越野车且不可复制的。此外，Copilot在组合多种方法来生成解决方案方面存在一些困难。将副驾驶员与人类进行比较，我们的结果表明，人类溶液的正确比率大于副本的正确比率，​​而副铜产生的越野车解决方案需要更少的努力来维修。尽管本研究和以前的研究中的强调，副柯洛特（Copilot）作为开发人员特别是在高级编程任务中的助手表现出局限性，但它可以为基本编程任务生成初步解决方案。

一般计划的合成已成为遗传编程（GP）和人工智能的重要应用领域。代码构建遗传编程（CBGP）是最近引入的一般程序合成的GP方法，它利用反射和一级规格支持可能使用任意数据类型，多态性和从现有代码库中汲取的功能的程序的演变。但是，尚未报告正式描述和CBGP的彻底基准测试。在这项工作中，我们使用类型理论的算法对CBGP的方法进行形式化。特别是，我们表明，功能性编程语言和Hindley-Milner类型系统可用于使用原始CBGP纸中抽象描述的过程来发展类型安全程序。此外，与其他当代GP程序合成方法相比，我们对CBGP的该功能变体的搜索性能进行了全面分析。

归因方法已成为基于输入功能的相关性来解释模型预测的流行方法。尽管功能重要性排名可以提供有关模型如何从原始输入中得出预测的见解，但它们并未对模型用于预测的关键特征使用明确定义。在本文中，我们提出了一种称为WHEACHA的新方法，用于解释代码模型的预测。尽管Wheacha采用追踪模型预测回到输入特征的相同机制，但它与所有现有归因方法的不同之处在于至关重要的方式。具体而言，WHEACHA将输入程序分为“小麦”（即，定义功能是模型预测其预测标签的原因）和其余的“ CHAFF”，以预测学习代码模型的任何预测。我们在工具中意识到WHEACHA，并使用它来解释四个突出的代码模型：Code2Vec，Seq-GNN，GGNN和Codebert。结果表明（1）Huoyan是有效的 - 平均以二十秒的速度服用以端到端方式计算输入程序的小麦（即包括模型预测时间）； （2）所有模型用于预测输入程序的小麦均由简单的句法甚至词汇属性（即标识符名称）制成； （3）基于小麦，我们提出了一种新颖的方法，可以通过培训数据的镜头来解释代码模型的预测。

深度学习方法的最新突破引发了人们对基于学习的错误探测器的兴趣。与传统的静态分析工具相比，这些错误检测器是直接从数据中学到的，因此更容易创建。另一方面，它们很难训练，需要大量数据，而这些数据不容易获得。在本文中，我们提出了一种称为Meta Bug检测的新方法，该方法比现有基于学习的错误探测器具有三个至关重要的优势：Bug-Type通用（即，能够捕获在培训期间完全没有观察到的错误类型），可以自我解释（即能够在没有任何外部可解释方法的情况下解释其自身的预测）和样本有效（即，比标准错误检测器所需的培训数据要少得多）。我们的广泛评估表明，我们的元错误检测器（MBD）有效地捕获了各种错误，包括NULL指针解除，阵列索引外部漏洞，文件句柄泄漏甚至是并发程序中的数据竞赛；在此过程中，MBD还大大优于几个值得注意的基线，包括Facebook推断，一种著名的静态分析工具和FICS，即最新的异常检测方法。

神经代码智能（CI）模型是不透明的黑盒，几乎没有关于他们在预测中使用的功能的见解。这种不透明度可能会导致他们的预测不信任，并阻碍其在安全至关重要的应用中的广泛采用。最近，已经提出了输入程序减少技术来识别输入程序中的关键功能，以提高CI模型的透明度。但是，这种方法是语法 - 乌纳威，不考虑编程语言的语法。在本文中，我们采用了语法引导的减少技术，该技术在减少过程中考虑了输入程序的语法。我们对不同类型输入程序的多个模型进行的实验表明，语法引导的减少技术更快，并且在简化程序中提供了较小的关键令牌集。我们还表明，关键令牌可用于生成对抗性示例，最多可用于65％的输入程序。

尽管不断努力提高代码搜索的有效性和效率，但仍未解决两个问题。首先，编程语言具有固有的牢固结构链接，并且代码的特征是文本表单将省略其中包含的结构信息。其次，代码和查询之间存在潜在的语义关系，跨序列对齐代码和文本是具有挑战性的，因此在相似性匹配期间，向量在空间上保持一致。为了解决这两个问题，在本文中，提出了一个名为CSSAM的代码搜索模型（代码语义和结构注意匹配）。通过引入语义和结构匹配机制，CSSAM有效提取并融合了多维代码功能。具体而言，开发了交叉和残留层，以促进代码和查询的高纬度空间比对。通过利用残差交互，匹配模块旨在保留更多的代码语义和描述性功能，从而增强了代码及其相应查询文本之间的附着力。此外，为了提高模型对代码固有结构的理解，提出了一个名为CSRG的代码表示结构（代码语义表示图），用于共同表示抽象语法树节点和代码的数据流。根据两个包含540K和330K代码段的公开可用数据集的实验结果，CSSAM在两个数据集中分别在获得最高的SR@1/5/10，MRR和NDCG@50方面大大优于基本线。此外，进行消融研究是为了定量衡量CSSAM每个关键组成部分对代码搜索效率和有效性的影响，这为改进高级代码搜索解决方案提供了见解。

Machine Learning for Source Code (ML4Code) is an active research field in which extensive experimentation is needed to discover how to best use source code's richly structured information. With this in mind, we introduce JEMMA, an Extensible Java Dataset for ML4Code Applications, which is a large-scale, diverse, and high-quality dataset targeted at ML4Code. Our goal with JEMMA is to lower the barrier to entry in ML4Code by providing the building blocks to experiment with source code models and tasks. JEMMA comes with a considerable amount of pre-processed information such as metadata, representations (e.g., code tokens, ASTs, graphs), and several properties (e.g., metrics, static analysis results) for 50,000 Java projects from the 50KC dataset, with over 1.2 million classes and over 8 million methods. JEMMA is also extensible allowing users to add new properties and representations to the dataset, and evaluate tasks on them. Thus, JEMMA becomes a workbench that researchers can use to experiment with novel representations and tasks operating on source code. To demonstrate the utility of the dataset, we also report results from two empirical studies on our data, ultimately showing that significant work lies ahead in the design of context-aware source code models that can reason over a broader network of source code entities in a software project, the very task that JEMMA is designed to help with.

随着研究人员和从业人员将机器学习应用于越来越多的软件工程问题，他们使用的方法变得更加复杂。许多现代方法都以抽象语法树（AST）或其扩展形式使用内部代码结构：基于路径的表示，复杂的图将AST与其他边缘结合在一起。即使可以使用不同的解析器来从代码中提取AST的过程，但选择解析器对最终模型质量的影响仍然没有研究。此外，研究人员经常省略提取特定代码表示的确切细节。在这项工作中，我们在方法名称预测任务中评估了两个模型，即Code2Seq和Treelstm，由八个不同的解析器用于Java语言。为了将数据制备的过程与不同的解析器统一，我们开发了SuperParser，这是基于Pathminer的多语言解析器 - 不合Snostic库。 SuperParser促进了适用于培训和评估ML模型的数据集的端到端创建，这些模型与源代码中的结构信息合作。我们的结果表明，不同解析器建造的树木的结构和内容各不相同。然后，我们分析这种多样性如何影响模型的质量，并表明两种模型最不合适的解析器之间的质量差距非常重要。最后，我们讨论了解析器的其他功能，研究人员和从业人员在选择解析器时应考虑这些特征，以及对模型质量的影响。 SuperParser代码可在https://doi.org/10.5281/zenodo.6366591上公开获得。我们还发布了Java-Norm，即我们用于评估模型的数据集：https：//doi.org/10.5281/zenodo.6366599。

语义代码搜索是关于为给定的自然语言查询查找语义相关的代码片段。在最先进的方法中，代码和查询之间的语义相似度被量化为它们在共享矢量空间中的表示的距离。在本文中，为了改进向量空间，我们在AST的简化形式中引入树序列化方法，并为代码数据构建多模式表示。我们使用大规模和多语言：CodeSearchNet的单个语料库进行广泛的实验。我们的结果表明，我们的树序列化表示和多模阶学习模型都提高了代码搜索的性能。最后，我们定义了面向直观的量化指标，面向代码数据的语义和句法信息的完整性，以帮助了解实验结果。

In this paper, we propose a novel technique, namely INVALIDATOR, to automatically assess the correctness of APR-generated patches via semantic and syntactic reasoning. INVALIDATOR reasons about program semantic via program invariants while it also captures program syntax via language semantic learned from large code corpus using the pre-trained language model. Given a buggy program and the developer-patched program, INVALIDATOR infers likely invariants on both programs. Then, INVALIDATOR determines that a APR-generated patch overfits if: (1) it violates correct specifications or (2) maintains errors behaviors of the original buggy program. In case our approach fails to determine an overfitting patch based on invariants, INVALIDATOR utilizes a trained model from labeled patches to assess patch correctness based on program syntax. The benefit of INVALIDATOR is three-fold. First, INVALIDATOR is able to leverage both semantic and syntactic reasoning to enhance its discriminant capability. Second, INVALIDATOR does not require new test cases to be generated but instead only relies on the current test suite and uses invariant inference to generalize the behaviors of a program. Third, INVALIDATOR is fully automated. We have conducted our experiments on a dataset of 885 patches generated on real-world programs in Defects4J. Experiment results show that INVALIDATOR correctly classified 79% overfitting patches, accounting for 23% more overfitting patches being detected by the best baseline. INVALIDATOR also substantially outperforms the best baselines by 14% and 19% in terms of Accuracy and F-Measure, respectively.

Despite recent success in large language model (LLM) reasoning, LLMs still struggle with hierarchical multi-step reasoning like generating complex programs. In these cases, humans often start with a high-level algorithmic design and implement each part gradually. We introduce Parsel, a framework enabling automatic implementation and validation of complex algorithms with code LLMs, based on hierarchical function descriptions in natural language. Parsel can be used across domains requiring hierarchical reasoning, e.g. code synthesis, theorem proving, and robotic planning. We demonstrate Parsel's capabilities by using it to generate complex programs that cannot currently be automatically implemented from one description and backtranslating Python programs in the APPS dataset. Beyond modeling capabilities, Parsel allows problem-solving with high-level algorithmic designs, benefiting both students and professional programmers.

自动化程序维修（APR）旨在自动修复源代码中的错误。最近，随着深度学习（DL）领域的进步，神经程序修复（NPR）研究的兴起，该研究将APR作为翻译任务从Buggy Code开始，以纠正代码并采用基于编码器decoder架构的神经网络。与其他APR技术相比，NPR方法在适用性方面具有很大的优势，因为它们不需要任何规范（即测试套件）。尽管NPR一直是一个热门的研究方向，但该领域还没有任何概述。为了帮助感兴趣的读者了解现有NPR系统的体系结构，挑战和相应的解决方案，我们对本文的最新研究进行了文献综述。我们首先介绍该领域的背景知识。接下来，要理解，我们将NPR过程分解为一系列模块，并在每个模块上阐述各种设计选择。此外，我们确定了一些挑战并讨论现有解决方案的影响。最后，我们得出结论，并为未来的研究提供了一些有希望的方向。

The problem of reversing the compilation process, decompilation, is an important tool in reverse engineering of computer software. Recently, researchers have proposed using techniques from neural machine translation to automate the process in decompilation. Although such techniques hold the promise of targeting a wider range of source and assembly languages, to date they have primarily targeted C code. In this paper we argue that existing neural decompilers have achieved higher accuracy at the cost of requiring language-specific domain knowledge such as tokenizers and parsers to build an abstract syntax tree (AST) for the source language, which increases the overhead of supporting new languages. We explore a different tradeoff that, to the extent possible, treats the assembly and source languages as plain text, and show that this allows us to build a decompiler that is easily retargetable to new languages. We evaluate our prototype decompiler, Beyond The C (BTC), on Go, Fortran, OCaml, and C, and examine the impact of parameters such as tokenization and training data selection on the quality of decompilation, finding that it achieves comparable decompilation results to prior work in neural decompilation with significantly less domain knowledge. We will release our training data, trained decompilation models, and code to help encourage future research into language-agnostic decompilation.

程序的图表通常是用于代码研究的机器学习的核心要素。我们介绍了一个开源Python库Python_graphs，该图片将静态分析应用于构建适合培训机器学习模型的Python程序的图表。我们的库承认控制流图，数据流图和复合``程序图''的构建，这些图形结合了控制流，数据流，句法和词汇信息。我们介绍了图书馆的功能和局限性，进行案例研究，将图书馆应用于数百万竞争性的编程提交，并展示图书馆的机器学习研究实用程序。