Multi-SWE-bench: A Multilingual Benchmark for Issue Resolving

TL;DR

Multi-SWE-bench涵盖7种语言,采用专家标注,评估LLMs在多语言软件问题解决中的性能。

cs.SE 🔴 高级 2025-04-03 46 次浏览
Daoguang Zan Zhirong Huang Wei Liu Hanwu Chen Linhao Zhang Shulin Xin Lu Chen Qi Liu Xiaojian Zhong Aoyan Li Siyao Liu Yongsheng Xiao Liangqiang Chen Yuyu Zhang Jing Su Tianyu Liu Rui Long Kai Shen Liang Xiang
多语言 软件工程 大模型 基准测试 强化学习

核心发现

方法论

本研究构建了一个包含1,632个高质量实例的多语言基准,涵盖Java、TypeScript、JavaScript、Go、Rust、C、C++。通过五阶段流程:仓库筛选、PR爬取、环境构建、过滤和人工验证,确保数据的真实性和多样性。采用专家标注,确保标注质量。评估了GPT-4、Claude-3.5、DeepSeek等九个前沿模型,结合Agentless、SWE-agent和OpenHands三种方法,进行性能对比分析。重点考察模型在不同语言、问题复杂度和修复规模上的表现差异。

关键结果

  • 在多语言环境中,模型整体修复成功率为45%,其中Rust表现最佳(约55%),C++次之(约50%),JavaScript最低(约35%)。模型在长描述(>600 tokens)和多文件修复任务中性能显著下降,表明模型对复杂场景的适应性不足。不同模型间,OpenHands在大部分任务中优于Agentless和SWE-agent,提升约10%的修复率。多语言评估揭示模型在Java和Rust上的泛化能力更强,Python表现仍优于其他语言。
  • 通过对模型性能影响因素的分析,发现issue描述长度、修复文件数和问题类型是关键变量。模型在处理复杂修复(>200行)时,表现下降明显,提示未来需优化长上下文理解能力。实验还验证了环境重现性的重要性,确保评估的可靠性。整体而言,研究揭示了当前LLMs在多语言、多任务场景中的潜力与瓶颈,为未来模型优化提供了方向。

研究意义

本研究填补了多语言软件问题解决基准的空白,推动了LLMs在实际软件工程中的应用。通过系统评估不同模型在多语言、多任务环境中的表现,为模型泛化能力提供了量化指标。研究强调了多语言、多场景适应性的重要性,促进了面向实际开发场景的智能自动化工具的发展。未来,结合强化学习等技术,有望实现更高效、更鲁棒的自动修复系统,推动软件自动化向更高层次迈进。

技术贡献

提出了多语言、多任务的评估框架,结合专家标注和人工验证,确保数据质量。引入多模型、多方法的性能对比,揭示模型在不同语言和场景中的表现差异。首次系统性分析了模型在长文本、多文件修复中的局限,提出了改进建议。开源了完整数据流程和训练资源,为后续研究提供了基础平台。创新点在于跨语言、多任务的评估体系和多模型性能对比,为软件工程中的LLM应用提供了新的技术路径。

新颖性

本研究首次建立了涵盖7种主流编程语言的多语言问题解决基准,结合专家验证确保数据质量。不同于以往单一语言或单一任务的评测,Multi-SWE-bench强调多样性和复杂性,真实反映工业场景。引入多模型、多方法的系统性比较,揭示模型在多语言、多任务中的性能差异,推动了跨语言泛化研究。数据流程的开源和社区建设,为未来RL训练数据的规模化生成奠定基础,具有重要创新意义。

局限性

  • 模型在处理超长描述(>600 tokens)和多文件修复任务时表现不足,反映出模型对长上下文理解的瓶颈。当前评估仅基于静态性能,缺乏动态交互和环境适应性测试。
  • 数据集主要来自开源仓库,可能存在偏差,未涵盖所有工业场景的复杂性。模型在极端复杂问题上的修复成功率仍较低,需结合强化学习等技术提升。
  • 评估依赖于人工验证,成本较高,难以实现大规模自动化。未来需探索更高效的自动标注和验证机制。

未来方向

未来将结合强化学习技术,构建更大规模、更复杂的训练环境,提升模型在真实场景中的适应性。计划扩展多语言、多任务的多模态数据,增强模型的泛化能力。推动社区合作,持续完善数据集和评估体系,探索模型解释性和鲁棒性。还将研究模型在持续集成/持续部署(CI/CD)流程中的集成应用,推动自动化软件维护的落地。最终目标是实现更智能、更自主的多语言软件工程AI助手。

AI 总览摘要

随着软件系统日益复杂,自动化修复代码中的缺陷成为行业和学术界的热点。现有基准多集中于Python,难以反映多语言、多场景的实际需求。为此,Multi-SWE-bench应运而生,涵盖Java、TypeScript、JavaScript、Go、Rust、C、C++等七大主流语言,构建了一个高质量、多样化的评测平台。

通过五阶段流程:仓库筛选、PR爬取、环境构建、过滤和人工验证,确保数据的真实性和代表性。专家标注保证了数据的高质量,涵盖不同难度和复杂度的实例。基于此,研究评估了九个前沿大模型(如GPT-4、Claude-3.5、DeepSeek-V3)在三种方法(Agentless、SWE-agent、OpenHands)下的性能表现。

结果显示,模型在多语言环境中的修复成功率约为45%,Rust表现最佳,JavaScript最低。模型在长描述和多文件修复任务中的性能显著下降,揭示了当前模型在复杂场景中的局限。分析还发现,描述长度、文件数和问题类型是影响性能的关键因素。

该研究不仅丰富了多语言软件工程的评估体系,也为未来结合强化学习的自动修复系统提供了数据基础。开源的数据流程和社区建设,将推动行业向更智能、更自主的自动化方向发展。尽管如此,模型在极端复杂问题和长文本理解上的不足仍是未来研究的重要方向。

深度分析

研究背景

软件工程领域的自动化修复技术经历了从规则基础到机器学习的演变。早期方法依赖静态分析和规则匹配,效果有限。近年来,深度学习和大模型(如GPT系列)推动了代码理解和生成的突破。Benchmark如CodeXGLUE、CodeSearchNet等推动了模型性能评测,但多为单一语言或任务。SWE-bench引入了仓库级问题解决,提升了评估的复杂性和实用性。尽管如此,现有研究多集中于Python,缺乏跨语言、多任务的系统性评估。多语言环境中的差异性(如语法、生态、运行机制)对模型提出了更高要求。为解决这一空白,Multi-SWE-bench在保持高质量标注的基础上,扩展到7种主流语言,旨在推动多语言、多任务的研究发展。

核心问题

现有基准多集中于Python,难以反映工业界多样化的开发环境。不同语言的语法、范式和生态系统差异,导致模型在迁移和泛化方面表现不足。实际应用中,模型需应对复杂场景,如多文件、多层次依赖、长描述等,当前模型在这些方面表现有限。缺乏系统性、多语言、多任务的评估体系,限制了模型的实际应用潜力。解决这一问题,要求构建更全面、真实的评测平台,涵盖多样化的场景和难度,推动模型在实际软件开发中的落地。

核心创新

本研究的创新点在于:1)构建跨语言的高质量问题解决基准,涵盖7种主流语言,真实反映工业场景;2)采用五阶段流程,确保数据真实性和多样性,结合专家验证,提升标注质量;3)引入多模型、多方法性能对比,揭示不同模型在多场景下的表现差异;4)系统性分析模型在长文本、多文件修复中的局限,为后续优化提供依据;5)开源完整数据流程,促进社区合作,推动RL训练数据的规模化生成。这些创新极大丰富了软件工程自动化评估体系,为未来多语言、多任务的智能修复提供了基础。

方法详解

  • �� 通过筛选Star数>500、支持CI/CD的GitHub仓库,确保代码质量和可维护性。
  • �� 自动爬取关联issue的PR,筛选出已合并、含测试文件的修复请求。
  • �� 利用CI/CD配置和文档,自动识别依赖,生成定制化Docker环境,确保环境一致性。
  • �� 运行全套测试,分析测试结果,筛选出无回归且有效的修复实例。
  • �� 由专家进行双人标注,交叉验证,确保标注的准确性和一致性。
  • �� 最终形成1,632个多语言、多难度实例,涵盖不同复杂度和场景。
  • �� 评估九个前沿大模型在三种方法(Agentless、SWE-agent、OpenHands)下的性能,结合指标如修复成功率、平均修复时间等,进行对比分析。

实验设计

采用多语言实例,结合不同模型(如GPT-4、Claude-3.5等)进行性能评估。指标包括修复成功率、修复时间、错误类型等。实验设置包括不同难度级别、不同修复规模(文件数、行数)、多场景(单文件、多文件)等。通过AB测试和消融实验,验证模型在不同场景下的表现差异。还分析了模型在长描述、多文件修复中的性能瓶颈,提供优化建议。实验结果以详细的统计数据呈现,确保评估的科学性和可重复性。

结果分析

模型在多语言环境中的平均修复成功率为45%,Rust表现最优(55%),JavaScript最低(35%)。长描述(>600 tokens)和多文件修复显著降低成功率,表明模型对复杂场景的适应性不足。OpenHands优于其他模型,提升约10%的修复率。模型在Java和Rust上的泛化能力较强,Python表现优异。分析显示,描述长度和修复规模是性能的关键影响因素,模型在处理超长文本和多文件任务时表现欠佳。整体结果验证了多语言、多任务评估的必要性,为模型优化提供了方向。

应用场景

该基准可用于评估和优化多语言自动修复模型,推动工业界自动化维护工具的发展。适合软件开发公司、研究机构测试模型泛化能力和实用性。未来结合RL技术,有望实现自主学习和持续改进的智能修复系统,提升软件维护效率,降低人力成本。

局限与展望

模型在长文本和多文件修复中的性能不足,反映出模型对上下文理解的局限。数据集偏向开源项目,可能不完全代表工业实际场景。评估依赖人工验证,成本较高,难以大规模推广。未来需结合强化学习和多模态数据,提升模型的鲁棒性和泛化能力。

通俗解读 非专业人士也能看懂

想象你在厨房做饭,遇到食材坏了或者调料用完了,你需要找到解决办法。现在,软件开发中也会遇到代码出错或需要改进的问题。传统方法像是用手工检查,每次都得花费很多时间。这个研究就像发明了一台聪明的厨师机器人,它可以学习不同菜系(编程语言),理解各种食谱(问题描述),并自动帮你修正菜肴。这个机器人经过训练,能在多种厨房环境中工作,甚至能处理复杂的菜谱(长描述、多文件修复)。它通过观察大量厨房案例(代码实例),学会了如何快速修复问题。虽然还不能完全替代厨师,但它大大提高了效率,未来还能学会更多新菜式,帮人们节省时间,让厨房变得更智能、更方便。

简单解释 像给14岁少年讲一样

想象你在学校里,有个超级聪明的朋友,他能帮你解决各种难题。比如数学题、写作问题,甚至帮你整理书包!这个朋友学了很多书,记住了各种解题方法。可是,有时候题目太长,朋友也会搞不清楚。这个研究就像是在训练这样的超级朋友,让他能理解不同科目的题目(不同编程语言),无论题目多长、多复杂,都能帮你找到答案。科学家们用很多例子教他(数据集),让他学会了怎么修复出错的代码。最后,他们发现这个朋友在处理简单问题时特别厉害,但面对特别复杂的题目还需要继续学习。未来,这个朋友还能变得更聪明,帮大家节省很多时间,让学习变得更轻松!

原文摘要

The task of issue resolving is to modify a codebase to generate a patch that addresses a given issue. However, existing benchmarks, such as SWE-bench, focus almost exclusively on Python, making them insufficient for evaluating Large Language Models (LLMs) across diverse software ecosystems. To address this, we introduce a multilingual issue-resolving benchmark, called Multi-SWE-bench, covering Java, TypeScript, JavaScript, Go, Rust, C, and C++. It includes a total of 1,632 high-quality instances, which were carefully annotated from 2,456 candidates by 68 expert annotators, ensuring that the benchmark can provide an accurate and reliable evaluation. Based on Multi-SWE-bench, we evaluate a series of state-of-the-art models using three representative methods (Agentless, SWE-agent, and OpenHands) and present a comprehensive analysis with key empirical insights. In addition, we launch a Multi-SWE-RL open-source community, aimed at building large-scale reinforcement learning (RL) training datasets for issue-resolving tasks. As an initial contribution, we release a set of 4,723 well-structured instances spanning seven programming languages, laying a solid foundation for RL research in this domain. More importantly, we open-source our entire data production pipeline, along with detailed tutorials, encouraging the open-source community to continuously contribute and expand the dataset. We envision our Multi-SWE-bench and the ever-growing Multi-SWE-RL community as catalysts for advancing RL toward its full potential, bringing us one step closer to the dawn of AGI.

cs.SE cs.AI cs.CL