軟件測試數(shù)據(jù)的高效生成及測試方法研究.pdf

1、當(dāng)前，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍及規(guī)模不斷擴(kuò)大，軟件復(fù)雜度也不斷提高，對(duì)軟件質(zhì)量的要求也越來越高，高質(zhì)量的軟件開發(fā)正面臨著極大的挑戰(zhàn)。
　　 提高軟件質(zhì)量的重要手段之一是高質(zhì)量的軟件測試。由于軟件開發(fā)技術(shù)在不斷地推陳出新，相比起來，軟件測試技術(shù)的發(fā)展就要相對(duì)地滯后，面臨著很多棘手的問題。
　　 在軟件測試中，一個(gè)很重要的問題就是如何生成高質(zhì)量的測試數(shù)據(jù)。高質(zhì)量的測試用例集可用較少的測試用例發(fā)現(xiàn)較多的錯(cuò)誤和缺陷，可節(jié)省測試費(fèi)用，提高

2、測試效率和質(zhì)量。面對(duì)眾多的有關(guān)測試數(shù)據(jù)的生成及測試方法問題，我們選擇性地研究了其中的幾個(gè)主要方面，包括:
　　 (1)組合測試用例集的生成和精簡;
　　 (2)結(jié)構(gòu)化測試中，對(duì)大程序的測試相關(guān)問題;
　　 (3)基于Anti-model的測試技術(shù)的研究。
　　 就組合測試用例生成來說，已經(jīng)有了不少的研究成果。R.Mandl在1985年為了測試Ada編譯器首先提出了組合測試的概念。此后，組合測試就成為了研究

3、焦點(diǎn)之一，D.Cohen等很多的國內(nèi)外學(xué)者提出了各種方法來生成組合覆蓋測試用例集。
　　 就結(jié)構(gòu)測試來說，選擇路徑和按照選定路徑生成測試用例是其中重要的兩個(gè)方面。1982年，ThomasMcCabe在其提出的軟件復(fù)雜性度量的理論基礎(chǔ)之上，提出了基本路徑覆蓋測試的概念;隨后B.Beizer等提出了各種覆蓋準(zhǔn)則等。那么基于給定的測試路徑，可以用靜態(tài)法、動(dòng)態(tài)法以及試探法等生成面向路徑的測試用例。
　　 不管怎樣，對(duì)于組合測試來

4、說，被測軟件往往輸入?yún)?shù)多，并且參數(shù)取值也多;對(duì)于結(jié)構(gòu)測試來說，往往需要覆蓋的測試路徑數(shù)目很大，因此都會(huì)導(dǎo)致測試用例集的龐大，給測試工作帶來困難。
　　 然而，組合測試用例集中常存在著冗余和無效的用例，從而影響測試的效率和效果，那么怎樣精簡冗余和無效的用例呢？結(jié)構(gòu)測試也存在不能完全覆蓋所有路徑的問題，那么如何選擇覆蓋的標(biāo)準(zhǔn)呢？還有，當(dāng)被測軟件只有一個(gè)總的系統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)總體需求，沒有其它相關(guān)的的詳細(xì)信息（如源代碼等），或者在實(shí)際的

5、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中設(shè)計(jì)模型常需要多次被修改等情況時(shí)，又該怎樣來測試這樣的系統(tǒng)呢？
　　 針對(duì)上述的這些測試中的問題，本文研究的主要內(nèi)容和成果如下:
　　 (1)提出了一種基于樹模型和輸入?yún)?shù)關(guān)系的全組合測試用例集的精簡和生成方法。這種方法首先是用解空間樹來表示多輸入?yún)?shù)的組合測試用例，并且給出了解空間樹和輸入?yún)?shù)之間的關(guān)系;然后分析了輸入?yún)?shù)之間的依賴關(guān)系，總結(jié)了依賴關(guān)系的幾種分類，說明了如何利用依賴關(guān)系來剪裁解空間樹的冗余

6、無效的枝葉;最后給出了生成解空間樹、裁剪冗余無效枝葉和生成組合測試用例集的算法。實(shí)驗(yàn)表明該方法在一定的范圍中具有較好的性能和實(shí)際的應(yīng)用性。
　　 (2)討論了利用輸入關(guān)系精簡成對(duì)組合用例集的方法。為了剔除組合測試用例集中的無效用例，提高用例集的生成效率，系統(tǒng)地分析了成對(duì)組合測試用例集中的無效用例存在情況，研究了成對(duì)輸入關(guān)系集的獲取，提出了成對(duì)組合測試用例集的精簡方法，并給出了判斷用例是否為無效用例的具體算法。
　　 (3

7、)提出了幾種利用LP來求解小的組合測試用例集的方法。首先建立了組合測試LP優(yōu)化模型，其主要的目標(biāo)是提高獲取用例集時(shí)LP的求解效率;然后給出化解大LP為小LP求解測試集、0/1整型LP來求解非最小測試集和非0/1整型規(guī)劃求解測試集的三種直接獲得用例集的方法;最后提出和利用了三個(gè)精簡輸入輸出關(guān)系規(guī)則來精簡LP求解用例集的約束數(shù)和變量數(shù)。在實(shí)驗(yàn)分析中，我們?cè)诤臅r(shí)、用例集的大小和方法可用性這三個(gè)方面比較了這些方法，并得出了中斷0/1-ILP程序

8、來求得替代的用例集是可行且綜合性能比較好的結(jié)論。
　　 (4)提出了基于圈復(fù)雜度的大程序分割測試方法。文中分析了難以對(duì)圈復(fù)雜度大的程序進(jìn)行測試的原因，給出了基于程序分割的變量影響度和圈復(fù)雜度的算法，討論了程序分割的方式和原則，也討論了分割對(duì)幾種測試數(shù)據(jù)生成算法性能的影響以及分割對(duì)程序元素的覆蓋率影響。通過分割程序可以降低每個(gè)程序片段的圈復(fù)雜度，從而降低測試的難度，而且從每個(gè)片段來說，分割會(huì)使得測試效率提高。
　　 (5)

9、基于Anti-model的測試是在沒有源代碼或者只有較少的系統(tǒng)信息情況下的一種測試技術(shù)，它和基于模型的測試技術(shù)相對(duì)應(yīng)。文中以基于組件的測試為具體的敘述對(duì)象，提出了基于組件的系統(tǒng)測試框架及過程，并將測試數(shù)據(jù)分為測試用例運(yùn)行時(shí)的I/O信息、測試用例運(yùn)行時(shí)的組件之間的動(dòng)態(tài)的行為交互信息和系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)行為交互信息等三類，討論了AspectJ面向方面的編程方法和JVMTI接口等兩種動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)，給出了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息的形式化描述，探討了獲取