基于模型代数的基本路径集的自动生成

路径测试是一种根据路径设计测试用例的白盒测试技术,而 基本路径测试是其中运用最广泛的一种路径测试方法。基本路径测试是在被测程序的控制流图的基础上导出基本的可执行的路径集合,因此程序控制流图是基本路径集自动生成的关键。考虑到依赖程序控制流图生成基本路径集的低效性,提出基于模型代数的基本路径集的自动生成方法。该方法通过分析被测程序,自动生成程序的模型代数表达式,并在模型代数表达式的基础上生成基本路径集。最后通过经典案例证明了该方法的有效性。     

程序不变量到断言的自动转换方法研究及其应用

程序不变量可以揭示程序的内部属性和动态执行情况,已经成功应用于软件测试用例的生成与约简.然而,每新增一个用例都要在整个测试用例集合上重新提取程序不变量,时间开销较大.提出一种基于正则表达式的将程序不变量自动转换为对应断言的方法,并利用断言判断新用例是否冗余,仅当新用例非冗余时才提取程序不变量,从而大幅度减小时间开销.将这种基于断言的测试方法应用于回归测试,可以有效约简测试用例集合,识别程序改动所影响的元素,进而发现潜在的程序错误.实验结果表明,与其它测试用例选择方法相比,该方法时间消耗小、测试用例集合约简率高、揭错能力强.     

基于输入输出关系的局部组合测试技术

主要针对软件测试中黑盒测试时测试用例集过大,以及测试效率低的问题,提出了一种有用有效的测试用例集生成设计方法.该方法根据待测系统参数的输入输出关系,对输入参数进行分组生成输入参数的组合关系集,再仅对组合关系集中每组输入变量生成两两组合覆盖测试用例集合,然后进行水平拼接生成最终的用于待测系统测试的测试用例集合.实验结果表明,该方法不仅能有效地减少了测试用例数目,而且还能够保持了原来测试检错能力,从而提高测试效率.     

敏感变量和感知机结合的测试预言生成方法

测试预言生成技术是软件工程测试领域的研究热点之一.没有可以利用的历史测试用例是目前大部分测试预言生成技术的普遍假设，但是这种假设会使我们错过利用现有部分测试用例协助自动生成新测试用例预言的机会.在已知部分测试用例集的情况下，提出了基于敏感变量和线性感知机的新测试用例的测试预言自动生成方法.首先，收集已知测试用例执行的语句覆盖和不同断点处内存值集合作为训练集，计算与新测试用例执行覆盖信息高度相似的测试用例集；其次，计算各断点处表征成功或失败的敏感变量集；然后，应用线性感知机求解每个断点处成功或失败概率预测的门限值；在此基础上，给出新测试用例测试预言自动生成的方法，并对方法进行讨论；最后，采用7个程序的129个故障版本作为实验对象，对共计14 300个测试用例生成测试预言.实证评价表明，测试预言准确率平均达到96.2%.该成果可以形成测试用例集合构造的"滚雪球效应"，不断迭代自动生成新测试用例的测试预言.     

基于分支覆盖的回归测试路径选择

回归测试是迭代式软件开发的重要环节,测试数据生成是回归测试的前提.传统的回归测试方法,从已有的测试数据中选择部分测试数据,并生成一些新的测试数据,以验证程序的正确性.但是,该方法容易生成冗余的测试数据,从而降低了回归测试的效率.研究了回归测试的分支覆盖问题,通过利用已有测试数据的路径覆盖信息,并选择一定个数的路径,以覆盖所有的目标分支.首先,以若干路径形成的集合作为决策变量,以路径最少、覆盖的分支最多以及包含的未覆盖路径最少为目标,建立路径选择问题的3目标优化模型;然后,采用遗传算法求解上述模型时,设计了基于目标重要性的个体评价策略;最后,基于已有的测试数据与选择的路径之间的覆盖关系,确定需要生成的测试数据.将所提方法应用于6个基准工业程序测试中,并与其他方法比较.实验结果表明,采用该方法选择的路径,能够覆盖更多的分支,需要生成的测试数据更少,回归测试消耗的时间更短.     

基于EFSM用户自定义故障模型的测试集生成

提出了一种用户自定义故障的EFSM测试集生成方法。该方法应用EFSM切片对EFSM模型进行合理的缩减,有效地避免了从EFSM到FSM转换得到测试集而产生状态空间爆炸的问题,也得到最短的测试用例集合。实验结果表明了新算法对生成最短EFSM测试集是有效的。     

基于代数规格说明的OOP测试用例生成算法研究

现阶段面向对象软件系统占据了很大的比重,在软件测试方面,形式化规格说明通常作为正确性验证的基础.本文主要研究了基于程序的代数规格化说明生成测试用例的方法.首先,根据代数规格化说明得到一组基本项.为了避免从理想基本项集合中选择一组基本项时受理想基本项集合的制约,本文用基本项模型图生成基本项,然后,从基本项集合中得到等价的范式集合.针对用范式模型树生成范式时,生成的不完全是范式,并且范式的长度可能无穷大的问题,本文提出对基本项模型图路径拆分的方法.最后,用范式替换规格化说明公理系统中的变量,生成测试用例.对于公理中的条件语句和循环语句,还提出一种公理变换方法,保证了测试路径的覆盖.实例分析和实验验证表明,本文的方法可以生成一个范式的最小集合,减少了生成测试用例的数量,提高了测试用例的效率.     

基于通信协议的接口测试用例自动生成框架

为了实现对软件配置项和软件系统的接口测试的测试用例自动生成,建立了基于通信协议的接口测试用例自动生成框架,对该生成框架的输入模型和算法集合进行研究。提出了基于通信协议的接口测试用例生成框架的输入模型,并在输入模型中建立数据帧之间的一级关联矩阵和数据帧内字段间的二级关联矩阵。以输入模型为基础,说明发送端和接收端的接口测试用例自动生成算法。结合实际项目中的通信协议,介绍了如何将通信协议信息转换至输入模型,如何通过算法集合自动生成测试用例集。实验结果表明：基于通信协议的接口测试用例自动生成框架生成的接口测试用例可以替代人工生成的接口测试用例,极大地提高了软件接口测试工作的效率。     

基于JPF的类数据流测试生成技术

通过设置陷阱性质，用时序逻辑公式表示数据流测试的覆盖准则，将测试生成问题简化成模型检测中寻找反例的问题，自动生成满足数据流覆盖准则的类方法测试调用序列，提出了一种适用于类方法调用序列自动生成的搜索算法，并在程序模型检测器JPF上实现。算法分析和实验结果表明，该算法能生成高效的方法调用序列并明显减少测试生成代价。     

基于交互事件流模型的GUI测试用例生成

根据GUI基于事件驱动的特点,对事件流思想在GUI测试中的应用进行研究。针对事件流模型对GUI事件之间的关系描述过于薄弱,生成大量冗余测试用例的问题,在事件流模型中加入用来描述事件间交互关系的信息。同时指出事件交互的本质是事件处理程序之间的变量共享和消息传递。最后给出生成有效交互测试用例的具体算法,并在实例中验证了其有效性。     

基于时间自动机模型的无线传感器网络数据收集协议测试用例生成

从协议测试的角度出发研究了基于时间自动机模型的无线传感器网络数据收集协议测试用例生成方法,提出利用UPPAAL工具对数据收集协议建立时间自动机模型,进而利用UPPAAL CoVer工具生成满足特定覆盖标准的测试路径集合的方法。为了便于生成实际测试用例,开发了辅助自动测试用例生成工具ATCGT。通过一个工业界的无线抄表数据收集协议的建模与测试用例生成实例,阐明了该方法的有效性。     

在带OCL约束的状态图下测试线索的自动生成*

保证软件质量的前提下如何减少测试用例规模是测试设计的关键技术之一。提出一种带OCL约束的状态图测试线索的自动生成方法。该方法自动解析类图和带OCL约束的状态图的XML模型文件,获取相应的状态节点邻接表,再结合状态对-事件约束集合生成带OCL约束的测试线索。实例研究表明,通过OCL约束冲突判断可避免不可行测试线索的生成,减少测试用例数目,达到降低测试成本的目的。实验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

A rigorous approach towards test case generation

This paper presents a method to generate test cases for sequential programs and concurrent programs written in a flow based program language. Test cases of sequential programs are generated based on condition calculation, and can be combined together to form SYN-sequences for concurrent program testing. Semantics of the language provides an infrastructure for the test case generation, and thus our method may be considered as a rigorous and systematic approach to the program testing. Compared with some formal testing methods, our method can avoid hitting state explosion problem in the test formation. Besides, the complexity analysis reveals that our method is time saving. Our method has been applied to generate test cases for PPP over ATM, a subsystem of IAD that runs data and voice over DSL.     

Automatic generation of basis test paths using variable length genetic algorithm

Path testing is the strongest coverage criterion in white box testing. Finding target paths is a key challenge in path testing. Genetic algorithms have been successfully used in many software testing activities such as generating test data, selecting test cases and test cases prioritization. In this paper, we introduce a new genetic algorithm for generating test paths. In this algorithm the length of the chromosome varies from iteration to another according to the change in the length of the path. Based on the proposed algorithm, we present a new technique for automatically generating a set of basis test paths which can be used as testing paths in any path testing method. The proposed technique uses a method to verify the independency of the generated paths to be included in the basis set of paths. In addition, this technique employs a method for checking the feasibility of the generated paths. We introduce new definitions for the key concepts of genetic algorithm such as chromosome representation, crossover, mutation, and fitness function to be compatible with path generation. In addition, we present a case study to show the efficiency of our technique. We conducted a set of experiments to evaluate the effectiveness of the proposed path generation technique. The results showed that the proposed technique causes substantial reduction in path generation effort, and that the proposed GA algorithm is effective in test path generation.     

A method of test case set generation in the commutativity test of reduce functions

MapReduce framework has become one of the more popular big data processing frameworks. In the MapReduce framework, the test of the commutativity problem of the reduce function may take a lot of time and space. The aim of this study is to reduce the size of the test case set required to detect the commutativity problem of the reduce function when the initial test cases are available. With the initial test case as input, this method will determine the pattern of the function according to the information when the function is running, and select the corresponding test case according to the characteristics of each pattern to generate the subsequent test case set. Experiments on 170 reduce functions can verify that the test case set generated by our method is effective when testing the commutativity of reduce functions. And compared with the existing test case generation strategy, our method can have a smaller test case set to achieve the same accuracy. When detecting the commutativity of reduce functions, the test case set generation strategy we proposed can detect the commutativity of functions with a smaller test scale, and has a high recall.     

基本路径测试用例设计算法

McCabe提出的基本路径测试法(McCABE T J. A complexity measure. IEEE Transactions on Software Engineering, 1976, SE-2(4): 308-320)是动态白盒测试技术中严谨而有效的方法,但存在测试用例设计效率较低的问题,影响了该方法在工程项目中的广泛应用。为了解决这一问题,从被测程序的基本结构出发,提出一种基于组合的基本路径测试用例设计方法。创建一种基于Z路径覆盖的基本单元图,构建由基本单元图组合形成控制流图的组合规则,以此为基础提出了基本路径组合算法,该算法只需一次扫描程序得到程序基本结构的路径集,将这些路径进行组合即可生成被测程序的基本路径集。该方法比McCabe所提出的方法构造过程简洁,能有效提高基本路径测试用例设计的效率。