專利名稱：基于數(shù)據(jù)代碼分離技術(shù)的測試用例生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軟件測試技術(shù)，特別涉及一種基于數(shù)據(jù)代碼分離技術(shù)的測試用例生成方法。
背景技術(shù)：
隨著軟件開發(fā)周期的時間限制、資源限制以及軟件的日趨復(fù)雜化，一般大型應(yīng)用軟件的白盒測試工作僅靠手工已不能完全勝任。尤其是在迭代開發(fā)過程中，每一個版本下的各個組件都需要不斷驗證。由此產(chǎn)生了數(shù)據(jù)代碼分離系統(tǒng)和自動化白盒測試技術(shù)。由于腳本編制工作，是一項較為繁瑣的工作，目前通常使用基于控制模型的白盒測試腳本自動生成算法，此種設(shè)計方式的益處主要有如下兩個方面1、基于圖的最小路徑覆蓋算法，可以在滿足覆蓋率要求的條件下，提高測試效率，節(jié)省資源；2、基于控制模型生成測試用例，在 保證了邏輯完整性及功能的時序性。然而，該設(shè)計方式對于安全要求較高，且沒有對源代碼進行智能化分析，影響了測試用例生成的效率。

發(fā)明內(nèi)容
(一)解決的技術(shù)問題本發(fā)明解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)代碼智能化分析和測試用例自動生成的問題。(二)技術(shù)方案本發(fā)明提出了一種基于數(shù)據(jù)代碼分離技術(shù)的測試用例生成方法，所述方法包括S1、對程序源代碼進行預(yù)處理，并生成程序控制流圖；S2、根據(jù)所述程序控制流圖生成路徑矩陣A，并為每條路徑P中的每個謂詞設(shè)置對應(yīng)的優(yōu)先級因子β ;S3、將所述路徑根據(jù)所述優(yōu)先級因子β逆序排序，獲得矩陣A'；S4、對于所述矩陣A'，選取路徑Pi,當(dāng)選取的路徑Pi組成的矩陣Α"的秩等于路徑矩陣A的秩時，則路徑選取結(jié)束；S5、根據(jù)所述路徑Pi中謂詞的類型，生成測試數(shù)據(jù)；S6、根據(jù)所述測試數(shù)據(jù)和所述路徑Pi,生成測試用例。優(yōu)選地，步驟S2中所述路徑矩陣A中每行表示一條路徑經(jīng)過的邊集合，每列表示每條路徑經(jīng)過邊的次數(shù)。優(yōu)選地，在步驟S3之前所述方法還包括生成路徑優(yōu)先級系數(shù)，所述路徑優(yōu)先級系數(shù)為路徑矩陣A每行中謂詞的使用次數(shù)與所述每行中謂詞對應(yīng)的優(yōu)先級因子的乘積。優(yōu)選地，步驟S5之前還包括設(shè)定程序的初始輸入Itl以及迭代次數(shù)上限Τ，如果Itl能經(jīng)過路徑Pi,則獲得經(jīng)過路徑Pi的程序輸入If，即If=Itl ;若Itl不能經(jīng)過路徑Pi,則跳轉(zhuǎn)步驟S5。優(yōu)選地，所述步驟S5中若所述路徑Pi中謂詞的類型為非線性，則所述方法包括
S51、計算所述非線性謂詞的線性函數(shù)L(Ni，IpPi)，其中Ik為輸入變量，Pi為選取的路徑，Ni為Pi上的結(jié)點；S52、用路徑Pi中的所有線性函數(shù)和L(Ni，Ik, Pi)構(gòu)造輸入變量的線性約束系統(tǒng)，所述所有線性函數(shù)為所述路SPi中謂詞類型為線性的函數(shù)；S53、計算所述線性約束系統(tǒng)，得到輸入Ik+1 ；S54、若Ik+1能經(jīng)過路徑Pi，則If = Ik+1 ;否則，重復(fù)步驟S5f S53，直至得到能夠經(jīng)過路徑Pi的輸入，所述重復(fù)步驟的迭代次數(shù)上限為T。優(yōu)選地，步驟S51中所述計算所述非線性謂詞的線性函數(shù)L(Ni，Ik, Pi)的方法具體包括根據(jù)路徑Pi上的謂詞結(jié)點Ni關(guān)于輸入變量Ik，得到通用線性函數(shù)L (Ni, Ik, Pi)，計算所述線性函數(shù)L (Ni，Ik, Pi),使得L (Ni，Ik，Pi) =0，則所述線性函數(shù)L (Ni，Ik, Pi)代表謂詞函數(shù)在Ik處的切平面，則稱L(Ni，Ik, Pi)為Ni的謂詞函數(shù)關(guān)于Ik的線性算術(shù)表示。優(yōu)選地，所述步驟S5中若所述路徑Pi中謂詞的類型為線性，則所述方法包括S52’、用路徑Pi中的線性函數(shù)構(gòu)造輸入變量的線性約束系統(tǒng)；S53’、計算所述線性約束系統(tǒng)，得到輸入Ik+1 ；S54’、若Ik+1能經(jīng)過路徑Pi，則If=Ik+1 ;否則，重復(fù)步驟S52’飛53’，直至得到能夠經(jīng)過路SPi的輸入，所述重復(fù)步驟的迭代次數(shù)上限為τ。優(yōu)選地，在步驟S6之后所述方法還包括對程序輸出狀態(tài)的集合進行映射，并根據(jù)每一個程序輸出狀態(tài)對應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率，將程序輸出狀態(tài)映射到區(qū)間(Tl。優(yōu)選地，步驟S6中的所述測試用例是指從路徑起始結(jié)點到終止結(jié)點所經(jīng)過的邊的序列。優(yōu)選地，執(zhí)行測試用例生成過程，當(dāng)所述矩陣A"的秩大于路徑矩陣A的秩，且P(PlA)為A狀態(tài)時，檢查激勵P的概率&A) = 1，其中，A為輸入狀態(tài)，即路徑矩陣A作
為輸入狀態(tài)，P為激勵。(三)有益效果本發(fā)明在生成測試數(shù)據(jù)時進行代碼智能分析，通過自動提取路徑中謂詞條件中的測試數(shù)據(jù)，構(gòu)成謂詞線性約束系統(tǒng)，實現(xiàn)了代碼智能化分析，簡化人力設(shè)計測試用例和測試數(shù)據(jù)的工時，簡化測試腳本編寫時間，提高了測試效率。


圖1是本發(fā)明提出的方法流程圖；圖2是本發(fā)明中程序控制流圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。本發(fā)明提出了一種基于數(shù)據(jù)代碼分離技術(shù)的測試用例生成方法，參加圖1，所述方法包括S1、對程序源代碼進行預(yù)處理，并生成程序控制流S2、根據(jù)所述程序控制流圖生成路徑矩陣A，并為每條路徑P中的每個謂詞設(shè)置對應(yīng)的優(yōu)先級因子β ;S3、將所述路徑根據(jù)所述優(yōu)先級因子β逆序排序，獲得矩陣A'；S4、對于所述矩陣A'，選取路徑Pi,當(dāng)選取的路徑Pi組成的矩陣A"的秩等于路徑矩陣A的秩時，則路徑選取結(jié)束；S5、根據(jù)所述路徑Pi中謂詞的類型，生成測試數(shù)據(jù)；S6、根據(jù)所述測試數(shù)據(jù)和所述路徑Pi,生成測試用例。本發(fā)明提出的一種基于數(shù)據(jù)代碼分離技術(shù)的測試用例生成方法具體為以下內(nèi)容
對程序源代碼進行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括刪除注釋、空行，提取語句和控制流信息，以及程序中變量的定義和使用情況。在結(jié)構(gòu)測試中，對于給定覆蓋準則C，生成一組路徑P，使得這組路徑P能夠達到C所描述的覆蓋要求。本文所期望獲得的基路徑，是指能夠覆蓋邊集合E的最小P集合。在圖論中，圈復(fù)雜度被定義為V(G)=E_N+p，其中E表示邊集合，N表示程序控制流圖(Program flow graph, PFG)中結(jié)點的數(shù)量，p表示連通分支數(shù)。如果不考慮PFG的方向性，則V(G)=E-N+1。但是PFG并不是強連通的，解決方法是增加一條從入口到出口的邊，這樣PFG的圈復(fù)雜度就是V(G) =E-N+2。設(shè)PFG中E為{el，e2. . . en},則可將PFG轉(zhuǎn)化為矩陣A，其中每行表示一條路徑經(jīng)過的邊集合，每列表示每條路徑經(jīng)過邊的次數(shù)。由于任一矩陣的秩唯一且小于或等于列數(shù)。即不管有多少條可能路徑，矩陣的秩不會超過程序控制流圖中的邊數(shù)?；贛cCabe理論，矩陣的秩即是程序流圖的圈復(fù)雜度。對于程序控制流圖如圖2所示，根據(jù)圖2可以得到路徑P的集合為pl=<S, 1,2, 3,4, E>p2=〈S, I, 3，4，E>p3=<S, I, 2，3，4，5，4，E>p4=<S, 1,3,4, 5,4, E>p5=<S, I, 2，3，4，5，4，5，4，E>p6=<S, I, 3，4，5，4，5，4，E>根據(jù)路徑P的集合將PFG轉(zhuǎn)化為路徑矩陣A，
110 110 0 1"
10 10 10 0 1
A 110 11111A =
10 10 1111
110 112 2 1 10 10 12 2 1路徑上具有明確取值要求的判斷語句中的條件表達式稱為分支謂詞。在Macabe圈復(fù)雜度測試基礎(chǔ)上，對每個謂詞增加優(yōu)先級因子β，用以選取高優(yōu)先級路徑生成測試用例。使用路徑矩陣Α，每行中謂詞的使用次數(shù)與對應(yīng)謂詞的優(yōu)先級因子β計算乘積，獲得該行對應(yīng)路徑的優(yōu)先級系數(shù)，并將路徑根據(jù)優(yōu)先級因子逆序排序，獲得矩陣A'。對于路徑矩陣A，由于任一矩陣的秩唯一且小于或等于列數(shù)。即不管有多少條可能路徑，矩陣的秩不會超過程序控制流圖中的邊數(shù)?；贛cCabe理論，路徑矩陣的秩就是程序流圖的圈復(fù)雜度入。對于矩陣A'，根據(jù)自頂向下原則，選取路徑Pi用以計算測試數(shù)據(jù)，并使Pi組成矩陣Α"，當(dāng)矩陣Α"的秩等于λ時，路徑選取結(jié)束。因為若路徑Pi中的謂詞的函數(shù)是線性的，則其線性算術(shù)表示就是謂詞函數(shù)本身。根據(jù)篩選后得到的路徑Pi,設(shè)定程序的初始輸入Itl以及迭代次數(shù)上限Τ，如果Itl
能經(jīng)過路徑Pi,則獲得經(jīng)過路徑Pi的程序輸入If，即If=Itl ;若I0不能經(jīng)過路徑Pi,則分析Pi上謂詞類型，并根據(jù)謂詞類型生成測試數(shù)據(jù)，步驟如下當(dāng)路徑Pi上謂詞的函數(shù)為非線性函數(shù)，則1、計算該點謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示L(Ni，Ik, Pi)。2、根據(jù)路徑Pi上的謂詞結(jié)點η關(guān)于給定輸入Ik的輸入變量，寫出一個通用線性函數(shù)L(Ni，Ik，Pi),然后計算該函數(shù)，使得L(Ni，Ik，Pi) =0，所述線性函數(shù)L (Ni，Ik，Pi)代表謂詞函數(shù)F在Ik處的切平面，則稱L(Ni，Ik，Pi)為結(jié)點Ni的謂詞函數(shù)F關(guān)于Ik的線性算術(shù)表不。3、用Pi中的所有線性謂詞函數(shù)和L(Ni，Ik, Pi)構(gòu)造輸入變量的線性約束系統(tǒng)，所述所有線性謂詞函數(shù)為路徑Pi中謂詞類型為線性的函數(shù)。4、求解線性約束系統(tǒng)，得到新的輸入Ik+1。5、若Ik+1能經(jīng)過路徑Pi，則If=Ik+1 ;否則，重復(fù)步驟廣4，直至得到能夠經(jīng)過路SPi的輸入，所述重復(fù)步驟的迭代次數(shù)上限為T。當(dāng)路徑P上謂詞函數(shù)為線性函數(shù)，則S52’、用路徑Pi中的線性函數(shù)構(gòu)造輸入變量的線性約束系統(tǒng)；S53’、計算所述線性約束系統(tǒng)，得到輸入Ik+1 ；S54’、若Ik+1能經(jīng)過路徑Pi，則If=Ik+1 ;否則，重復(fù)步驟S52’飛53’，直至得到能夠經(jīng)過路SPi的輸入，所述重復(fù)步驟的迭代次數(shù)上限為τ。對于程序O: read (a, b, c)1: m=a+bPl:1f (2*a+b ^ 6) then2: n=m3:else n=b end ifP2:1f (n-c) ^ 4 then4:n=a*b*c5:m++P3: else if (a2+c2>100) then6 :m=a*c+l end ifP4:1f (n ^ 0) then7: write (m)
P5:else if(b-Sin(c))>0 then8: write (n) end if當(dāng)選取路徑P= {0，I, PI, 2，P2, 4，5，P4, 7}，I0 = (I, 2，3)。因Ici不能使經(jīng)過路徑P，故繼續(xù)執(zhí)行算法后面的步驟。構(gòu)造謂詞的函數(shù)關(guān)于輸入變量Itl的線性約束系統(tǒng)2*a+b_6 ≥ O,a+b-c-4 ≥ O,a*b*c ≥ O。求解線性約束系統(tǒng)可求得一組解a=2, b=2, c=0。則新的輸入1:=(2, 2，O)。因I1可以經(jīng)過路徑P,故
算法結(jié)束。選取路徑P= {O, I, Pl, 3，P2, 4，5，P4, P5, 8}，I0 = (I, 2，3)。因Ici不能經(jīng)過路徑P，故繼續(xù)執(zhí)行算法后面的步驟。因P中謂詞函數(shù)P5是非線性的，故求P5F=b-sin(c)的線性算術(shù)表示可令其線性算術(shù)表示為L(B P5，Ik，P)=kb+lc+p，利用均差近似導(dǎo)數(shù)，可得k=l, 1=0. 89792，ρ=_2· 83488，所以謂詞函數(shù)F=b-sin(c)關(guān)于I。的線性算術(shù)表示為L(BP5, I0, P) =b+0. 89792c-2. 83488.構(gòu)造線性約束系統(tǒng)2*a+b_6 ≥ O,a+b-c-4 ≥ O,a*b*c ≥ O,b+0. 89792*c-2. 83488>0。求解線性約束系統(tǒng)得11=(2，2，1)可經(jīng)過路徑P，算法結(jié)束。對程序輸入狀態(tài)的下一個相鄰狀態(tài)即程序輸出狀態(tài)的集合進行映射。根據(jù)每一個程序輸出狀態(tài)對應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率，將輸出狀態(tài)映射到區(qū)間(因為轉(zhuǎn)移概率和為1，則區(qū)間選在O I)。定義輸入狀態(tài)A和激勵P的函數(shù)F(A，p)，pep, P(A)為當(dāng)前輸入狀態(tài)為A時的激勵集合。由函數(shù)F(A，P)可得輸出狀態(tài)集E(A)。根據(jù)生成測試數(shù)據(jù)Ii與Pi構(gòu)造測試用例，得到測試用例后，到達終止?fàn)顟B(tài)。直到終止?fàn)顟B(tài)停止。測試用例是從從路徑起始結(jié)點到終止結(jié)點所經(jīng)過的邊(或激勵)的序列。不斷從軟件使用模型的初始結(jié)點狀態(tài)開始，執(zhí)行測試用例的生成過程，直到選取的測試路徑數(shù)組的
秩超過圈復(fù)雜度，且P (P IA)為A狀態(tài)時，檢查激勵P的概率
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)據(jù)代碼分離技術(shù)的測試用例生成方法，其特征在于，所述方法包括 51、對程序源代碼進行預(yù)處理，并生成程序控制流圖； 52、根據(jù)所述程序控制流圖生成路徑矩陣A，并為每條路徑P中的每個謂詞設(shè)置對應(yīng)的優(yōu)先級因子β ; 53、將所述路徑根據(jù)所述優(yōu)先級因子β逆序排序，獲得矩陣A'； 54、對于所述矩陣A'，選取路徑Pi,當(dāng)選取的路徑Pi組成的矩陣Α"的秩等于路徑矩陣A的秩時，則路徑選取結(jié)束； 55、根據(jù)所述路徑Pi中謂詞的類型，生成測試數(shù)據(jù)； 56、根據(jù)所述測試數(shù)據(jù)和所述路徑Pi,生成測試用例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中所述路徑矩陣A中每行表示一條路徑經(jīng)過的邊集合，每列表示每條路徑經(jīng)過邊的次數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟S3之前所述方法還包括生成路徑優(yōu)先級系數(shù)，所述路徑優(yōu)先級系數(shù)為路徑矩陣A每行中謂詞的使用次數(shù)與所述每行中謂詞對應(yīng)的優(yōu)先級因子的乘積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S5之前還包括設(shè)定程序的初始輸入I0以及迭代次數(shù)上限Τ，如果Itl能經(jīng)過路徑Pi,則獲得經(jīng)過路徑Pi的程序輸入If，即If=I0 ;若I。不能經(jīng)過路徑Pi，則跳轉(zhuǎn)步驟S5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟S5中若所述路徑Pi中謂詞的類型為非線性，則所述方法包括 551、計算所述非線性謂詞的線性函數(shù)L(Ni，IkiPi)，其中Ik為輸入變量，Pi為選取的路徑，Ni為Pi上的結(jié)點； 552、用路徑Pi中的所有線性函數(shù)和L(Ni，Ik,Pi)構(gòu)造輸入變量的線性約束系統(tǒng)，所述所有線性函數(shù)為所述路徑Pi中謂詞類型為線性的函數(shù)； 553、計算所述線性約束系統(tǒng)，得到輸入Ik+1； 554、若Ik+1能經(jīng)過路徑Pi，則If=Ik+1;否則，重復(fù)步驟S5fS53，直至得到能夠經(jīng)過路徑Pi的輸入，所述重復(fù)步驟的迭代次數(shù)上限為T。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟S51中所述計算所述非線性謂詞的線性函數(shù)L(Ni，Ik，Pi)的方法具體包括根據(jù)路SPi上的謂詞結(jié)點Ni關(guān)于輸入變量Ik，得到通用線性函數(shù)L (Ni，Ik，Pi),計算所述線性函數(shù)L (Ni，Ik, Pi),使得L (Ni，Ik，Pi) =0，則所述線性函數(shù)L (Ni，Ik，Pi)代表謂詞函數(shù)在Ik處的切平面，則稱L (Ni，Ik，Pi)為Ni的謂詞函數(shù)關(guān)于Ik的線性算術(shù)表示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟S5中若所述路徑Pi中謂詞的類型為線性，則所述方法包括 S52’、用路徑Pi中的線性函數(shù)構(gòu)造輸入變量的線性約束系統(tǒng)； S53’、計算所述線性約束系統(tǒng)，得到輸入Ik+1 ； S54，、若Ik+1能經(jīng)過路徑Pi，則If=Ik+1 ;否則，重復(fù)步驟S52’飛53’，直至得到能夠經(jīng)過路徑Pi的輸入，所述重復(fù)步驟的迭代次數(shù)上限為T。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟S6之后所述方法還包括對程序輸出狀態(tài)的集合進行映射，并根據(jù)每一個程序輸出狀態(tài)對應(yīng)的轉(zhuǎn)移概率，將程序輸出狀態(tài)映射到區(qū)間(Tl。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6中的所述測試用例是指從路徑起始結(jié)點到終止結(jié)點所經(jīng)過的邊的序列。
10.根據(jù)權(quán)利要求f8任一項所述的方法，其特征在于，執(zhí)行測試用例生成過程，當(dāng)所述矩陣A "的秩大于路徑矩陣A的秩，且P(p|A)為A狀態(tài)時，檢查激勵p的概率
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于數(shù)據(jù)代碼分離技術(shù)的測試用例生成方法，包括S1、對程序源代碼進行預(yù)處理，并生成程序控制流圖；S2、根據(jù)所述程序控制流圖生成路徑矩陣A，并為每條路徑P中的每個謂詞設(shè)置對應(yīng)的優(yōu)先級因子β；S3、將所述路徑根據(jù)所述優(yōu)先級因子β逆序排序，獲得矩陣A′；S4、對于所述矩陣A′，選取路徑Pi計算測試數(shù)據(jù)，當(dāng)選取的路徑Pi組成的矩陣A″的秩等于路徑矩陣A的秩時，則路徑選取結(jié)束；S5、根據(jù)所述路徑Pi中謂詞的類型，生成測試數(shù)據(jù)；S6、根據(jù)所述測試數(shù)據(jù)和所述路徑Pi，生成測試用例。本發(fā)明實現(xiàn)了代碼智能化分析，簡化人力設(shè)計測試用例和測試數(shù)據(jù)的工時，簡化測試腳本編寫時間，提高了測試效率。
文檔編號G06F11/36GK103019934SQ20121049604
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者何璽勝, 胥志洪 申請人:北京交控科技有限公司