[發(fā)明專利]應用符號分析的軟件測試方法

有效

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• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101840372A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 宮云戰(zhàn);肖慶;楊朝紅;金大海;黃俊飛;王雅文;趙云山;宋穎
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 程殿軍

技術領域

本發(fā)明涉及靜態(tài)軟件測試技術，尤其涉及一種應用符號分析的軟件測試方法。

背景技術

軟件測試是在軟件投入運行前，對軟件需求分析、設計規(guī)格說明和編碼實現(xiàn)的最終審查，是軟件質量保證的關鍵步驟。軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程，在一個可控的軟件測試環(huán)境中分析或執(zhí)行程序，其根本目的是以盡可能少的時間和人力發(fā)現(xiàn)并改正軟件中潛在的各種故障及缺陷，提高軟件的質量。

從測試過程是否需要運行被測軟件的角度，可將軟件測試方法分為兩大類：動態(tài)測試法和靜態(tài)測試法。所謂動態(tài)測試，就是通過運行軟件來檢驗軟件的動態(tài)行為和運行結果的正確性。而靜態(tài)測試的基本特征是在對軟件進行分析、檢查和測試時不實際運行被測試的程序。動態(tài)測試和靜態(tài)測試各有其優(yōu)缺點：動態(tài)測試的優(yōu)點是發(fā)現(xiàn)的軟件錯誤非常直觀，缺點是對測試用例的設計要求高，不同的測試用例集合發(fā)現(xiàn)錯誤的能力差別很大，另外，由于動態(tài)測試法需要實際運行被測程序也是一個限制。而動態(tài)測試的缺點恰恰是靜態(tài)測試優(yōu)點，靜態(tài)測試不需要實際運行被測程序，不需要設計相關的測試用例，容易自動化，靜態(tài)測試的缺點是：發(fā)現(xiàn)的問題往往不能完全自動確定為真正的錯誤，需要人工確認，所以靜態(tài)測試又被稱作靜態(tài)分析。

從可計算性理論的角度來看，靜態(tài)分析是一個不可判定問題。提高精度是靜態(tài)測試的核心問題，提高精度通常包括兩個方面：減少誤報(false?positive)和減少漏報(false?negative)。由于大量的誤報會使人對測試失去信心，而漏報則會造成程序具有較高質量的假象。靜態(tài)測試過程中，造成靜態(tài)分析不精確的本質在于缺少程序動態(tài)執(zhí)行信息，因此，怎樣更好地近似表示和計算程序動態(tài)執(zhí)行信息是提高精度的關鍵。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種應用符號分析的軟件測試方法，結合程序中變量關聯(lián)的程序動態(tài)執(zhí)行信息和計算方法，用以解決程序動態(tài)執(zhí)行信息的表示和處理程序中變量關聯(lián)關系的技術問題，從而提高靜態(tài)測試的精度。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種應用符號分析的軟件測試方法，該方法包括：

A、給出一個符號運算系統(tǒng)，包括符號表達式的表示、化簡、運算和計算符號表達式的取值區(qū)間；

B、給出將程序中各變量間的具體運算映射為符號運算的步驟；

C、給出程序分支語句對符號取值限定區(qū)間的計算步驟；

D、給出符號分析在程序控制流圖上的計算步驟；

其中，所述步驟A進一步包括：

A1、符號表達式的表示方式為：每一個符號表達式由一個或多個項通過加減運算結合而成，每一個項由一個或多個因子通過乘除運算結合而成，每一個因子由一個或多個原子通過冪運算結合而成，每一個原子對應一個當前取值區(qū)間；

A2、符號表達式的化簡方式為：首先將每一個因子化為最簡，然后將每一個項化為最簡，最后將整個表達式化為最簡；

A3、符號表達式的運算包括符號表達式之間加、減、乘、除運算；所述符號表達式運算的輸入和輸出均為化簡后的表達式；

A4、根據(jù)符號表達式中各符號的當前取值區(qū)間，通過區(qū)間運算求得符號表達式的取值區(qū)間。

所述步驟A2進一步包括：

A21、將符號表達式中的項進行排序；

A22、依次取項，并將當前項化為最簡；

A23、判斷當前項是否為該表達式中的第一項，如果是，則執(zhí)行步驟A26，否則執(zhí)行步驟A24；

A24、判斷當前項和上一項是否僅在于系數(shù)差別，如果是，則執(zhí)行步驟A25，否則執(zhí)行步驟A26；

A25、合并當前項和所述上一項，將兩項的系數(shù)根據(jù)當前項對應的運算符進行加減，剩余部分保持不變；

A26、判斷當前項是否為表達式的最后一項，如果是，則結束，否則執(zhí)行步驟A22。

所述步驟A22進一步包括：

A221、將項中的因子進行排序；

A222、依次取因子，并將當前因子化為最簡；

A223、判斷當前因子是否為項中的第一個因子，如果是，則執(zhí)行步驟A226，否則執(zhí)行步驟A224；

A224、判斷當前因子和上一因子是否只在于指數(shù)差別，如果是，則執(zhí)行步驟A225，否則執(zhí)行步驟A226；

A225、合并當前因子和上一個因子；

A226、判斷當前因子是否為項中的最后一個因子，如果是，則結束對該項的化簡過程，否則執(zhí)行步驟A222。

所述步驟A222進一步包括：

A2221、從因子的最外層冪開始依次取當前冪；