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データに基づき自動修正も含む型エラーデバッギングの理論と実際

研究課題

研究課題/領域番号 19K20248
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60050:ソフトウェア関連
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

対馬 かなえ  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 特任研究員 (80754663)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード関数型言語 / プログラミング言語 / デバッギング / 型エラー / 大規模言語モデル / デバッグ
研究開始時の研究の概要

多くのものがプログラムで動く現代において、プログラムの安全性は重要な課題である。プログラムの安全性を高める方法の一つとして「型」が存在するが、型の「不整合」を持たないプログラムを書くことは容易ではない。本研究では、プログラマが型の不整合を持たないプログラムを書くことを容易にできるよう支援することを目的としている。具体的には、データに基づく修正を可能にすることと、プログラマの負担を軽減するために自動での修正を可能にすることを目指している。

研究成果の概要

本研究では主に二つの成果が得られた。
一つ目は GPT-3 を使用した型エラーの自動修正である。具体的には、型エラーのあるプログラムに対して、ソースコード解析のタスクを実行して有用なプロンプトを生成する。それを GPT-3に提供して、型エラーを修正するパッチを生成する。三種類のモードを作成し、OCaml の既存公開データセットで検証を行った。比較においても、他の OCaml を対象とした自動修正の研究二つを上回った。
二つ目は部分評価を使用して実行することにより、型エラーの箇所をわかりやすく提示する手法である。プロトタイプを実装し、前述の既存公開データセットのプログラムで効果を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

型はプログラムの信頼性を高めるために重要である一方で、プログラミング時の型エラーはプログラマにとって手間である。そのデバッグを容易にすることは、プログラマの実際の生産性、およびプログラムの信頼度を高めるために重要である。また、本研究では大規模言語モデルのプログラミング言語に対する深い理解を活用することで、プログラマのデバッグを手助けすることが可能であることを示した。これはこれからのプログラミングをサポートしていく上で重要な成果である。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] University of Kent(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] GPT-3-Powered Type Error Debugging: Investigating the Use of Large Language Models for Code Repair2023

    • 著者名/発表者名
      Ribeiro Francisco, Macedo Jos Nuno Castro, Tsushima Kanae, Abreu Rui, Saraiva Joao
    • 雑誌名

      ACM SIGPLAN International Conference on Software Language Engineering

      巻: - ページ: 111-124

    • DOI

      10.1145/3623476.3623522

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Towards Type Debugging using Partial Evaluation2023

    • 著者名/発表者名
      Kanae Tsushima, Robert Glueck
    • 雑誌名

      ACM SIGPLAN Workshop on Partial Evaluation and Program Manipulation

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 型エラープログラムの部分評価2022

    • 著者名/発表者名
      Kanae Tsushima, Robert Glueck
    • 雑誌名

      第24回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Type Debugging with Counter-Factual Type Error Messages Using an Existing Type Checker2020

    • 著者名/発表者名
      Kanae Tsushima, Olaf Chitil, Joanna Sharrad
    • 雑誌名

      The 31st symposium on Implementation and Application of Functional Languages

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] GPT-3-Powered Type Error Debugging: Investigating the Use of Large Language Models for Code Repair2023

    • 著者名/発表者名
      Ribeiro Francisco
    • 学会等名
      ACM SIGPLAN International Conference on Software Language Engineering
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Type Debugging using Partial Evaluation2023

    • 著者名/発表者名
      Kanae Tsushima
    • 学会等名
      ACM SIGPLAN Workshop on Partial Evaluation and Program Manipulation
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 型エラープログラムの部分評価2022

    • 著者名/発表者名
      Kanae Tsushima
    • 学会等名
      第24回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Type Debugging with Counter-Factual Type Error Messages Using an Existing Type Checker2019

    • 著者名/発表者名
      Kanae Tsushima, Olaf Chitil, Joanna Sharrad
    • 学会等名
      The 31st symposium on Implementation and Application of Functional Languages
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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