遺傳算法在交互概覽圖測試路徑生成中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種軟件產(chǎn)品出現(xiàn)在人們的生活當(dāng)中，因此人們對于軟件質(zhì)量的要求也逐漸提升。軟件測試是比較復(fù)雜耗時(shí)的，然而良好的軟件測試方案，測試方法對于減少軟件開發(fā)中的重復(fù)勞動(dòng)、降低軟件維護(hù)工作量的作用是顯著的。近年來面向?qū)ο蠹夹g(shù)快速發(fā)展，大量的軟件產(chǎn)品的開發(fā)都使用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)，這使得基于UML模型的軟件測試變得尤為重要。UML使用活動(dòng)圖來構(gòu)建有關(guān)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方面信息的模型，使用時(shí)序圖構(gòu)建系統(tǒng)中對象之間的交互細(xì)節(jié)信息。但是這兩種圖都

2、只是表示系統(tǒng)某一方面的信息，不能夠全面的展示系統(tǒng)，所以UML2.0這一版本為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)提出了一個(gè)新圖-交互概覽圖，它綜合了上述兩種圖的優(yōu)點(diǎn)，既能描述系統(tǒng)層面的信息又能表示對象之間的詳細(xì)的交互信息，使得基于該圖的測試更加全面和充分。所以本文選取UML交互概覽圖為研究對象。作為解決優(yōu)化問題的一種搜索算法，遺傳算法被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中去，對遺傳算法的應(yīng)用研究也越來越受關(guān)注。近些年來遺傳算法被引用到軟件測試中，其在結(jié)構(gòu)測試數(shù)據(jù)生成中的應(yīng)用

3、得到了廣泛的研究。Ahmed等第一次將遺傳算法應(yīng)用到有關(guān)路徑的測試中去，而且還是多路徑的。Chartchai Doungsa-ard等運(yùn)用遺傳算法生成了UML狀態(tài)圖的測試數(shù)據(jù)，Nidal Yousef等將時(shí)序圖、類圖和遺傳算法結(jié)合起來完成了測試數(shù)據(jù)生成的自動(dòng)化。由已有的研究可知，我們能夠?qū)⑦z傳算法運(yùn)用到那些使用了UML進(jìn)行建模的系統(tǒng)的相關(guān)測試中去，并能夠生成高效的測試數(shù)據(jù)。因此本文選取遺傳算法來生成交互概覽圖的測試路徑。
　　本研

4、究主要內(nèi)容包括：①對UML建模語言以及遺傳算法的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行了介紹。結(jié)合了已有的有關(guān)時(shí)序圖、交互概覽圖測試方法的研究，給出了UML時(shí)序圖以及交互概覽圖的形式化定義。②將交互概覽圖的控制結(jié)構(gòu)和交互節(jié)點(diǎn)分開處理，交互概覽圖不僅包含了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程信息還包含了對象交互細(xì)節(jié)信息，首先在不考慮交互概覽圖交互節(jié)點(diǎn)細(xì)節(jié)信息的條件下，將交互概覽圖的控制流程信息按照轉(zhuǎn)換規(guī)則轉(zhuǎn)化為控制流圖。由于交互概覽圖的交互節(jié)點(diǎn)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)個(gè)的時(shí)序圖，所以接著需要考

5、慮交互節(jié)點(diǎn)細(xì)節(jié)信息，將其轉(zhuǎn)化為消息調(diào)用圖。③控制流圖測試路徑的生成。使用基于棧的權(quán)重分配算法和信息流度量方法來為控制流圖中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配權(quán)重值。根據(jù)控制流圖中決策節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)來確定由該圖生成初始種群的個(gè)體基因編碼長度，編碼方式采用0-1編碼。每個(gè)個(gè)體基因表示控制流圖的一條路徑，計(jì)算路徑中節(jié)點(diǎn)的權(quán)重值之和作為該路徑的適應(yīng)度值，進(jìn)行選擇交叉、變異操作直到產(chǎn)生最優(yōu)測試路徑。④消息調(diào)用圖測試路徑的生成。按照基本路徑提取算法獲取消息調(diào)用圖的基本路徑

6、，選取消息調(diào)用圖中最長路徑的長度作為個(gè)體基因編碼的長度，使用節(jié)點(diǎn)的編號(hào)來對各個(gè)基因位取值。按照一定的規(guī)則，產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，根據(jù)這個(gè)隨機(jī)數(shù)來生成初始個(gè)體的首個(gè)基因位的值，根據(jù)該值在消息調(diào)用圖中任意選取一條測試路徑（基因），按照這種方式生成初始種群。以個(gè)體對基本路徑的覆蓋程度為依據(jù)構(gòu)造適應(yīng)度函數(shù)，進(jìn)行選擇、交叉、變異直至產(chǎn)生最優(yōu)測試路徑。⑤交互概覽圖測試路徑生成。將控制流圖中最優(yōu)測試路徑的一些節(jié)點(diǎn)替換為其節(jié)點(diǎn)相對應(yīng)的消息調(diào)用圖的測試路徑，這