[發明專利]面向路徑的軟件測試數據進化生成系統

無效

• 申請號: 201110004891.4
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN102331966A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 鞏敦衛;羅永金;張巖;吳川;姚香娟;任麗娜;張婉秋
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.面向路徑的軟件測試數據進化生成系統，其特征如下：

軟件測試系統管理模塊，是被測程序的選擇、插裝、輸入處理以及外部變量處理等一系列設置操作，是通過一個交互式界面來實現的。

被測程序分析操作模塊，實現了通過對被測程序的內部分析，得出被測程序的輸入數據類型、被測程序的控制流圖、進一步得到針對路徑覆蓋準則的目標路徑等。

軟件測試數據生成模塊，主要使用遺傳算法生成穿越目標路徑的測試數據，本系統對傳統遺傳算法進行了改進，生成測試數據的效率較高，還提供了隨機法生成穿越目標路徑的測試數據作為對比。本模塊包括遺傳算法和隨機法執行過程中所需要的參數設置、執行過程、結果輸出等。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述軟件測試系統管理模塊包括：

(1)被測程序插裝是指為了動態的獲取某一數據在程序中的運行狀態，在程序中插入一些檢查語句，通過這些檢查語句的執行并輸出程序的運行特征數據。本系統主要針對被測程序中的分支語句進行插裝。

(2)輸入處理包含被測程序的導入、被測程序的編輯操作等部分。另外還包括對文件或程序的打開、保存、另存為、編輯、打印等一系列的操作處理。

(3)外部變量處理是對系統中軟件測試數據生成方法的選擇設置，還包含對系統本身的設置操作。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述被測程序分析操作模塊包括：

(1)被測程序的輸入值個數、輸入值類型及其范圍是應用遺傳算法生成測試數據的重要條件。不同的被測程序輸入值個數不同、輸入值類型及取值范圍也不會相同。

(2)程序的控制流程圖(CFG)是根據被測程序的結構特征來生成的，其能夠指導用戶生成軟件測試所需要的目標路徑。被測程序的結構可用控制流圖CFG＝(V，E，entry，exit)表示，V是語句節點的集合，E是邊集，表示語句間可能的控制流向，entry是唯一的源節點，對應程序的開始語句，exit是唯一的匯節點，對應程序的結束語句。

(3)針對用戶選擇的目標路徑，將其表示成編碼形式，本發明使用的編碼是基于赫夫曼編碼的形式，由0、1代碼組成，對于任何一個分支語句，如果路徑選擇真分支，則用1表示，選擇假分支則用0表示，這樣路徑編碼能保證任何一個目標路徑的編碼都不是其他編碼的前綴。

4.如權利要求1或3所述的系統，其特征在于，所述軟件測試數據生成模塊包括：

(1)遺傳操作方式及其參數的設定，對于遺傳算法包括的選擇算子、交叉算子、變異算子、交叉概率、變異概率、遺傳算法種群規模、遺傳算法終止代數、染色體編碼方式、適應值函數、被測程序的輸入值類型及取值范圍、測試路徑輸入、實驗執行次數等，如果是隨機法則包括種群規模、最大運行代數、實驗執行次數等；可以根據測試人員或是科研人員的實際需要進行設定，如果不重新設定，則采用系統的初始設定方式和參數執行相應的操作。

(2)測試數據的生成方法包括改進的遺傳算法和隨機法。遺傳算法需要首先隨機生成初始種群，然后重復做以下操作：解碼進化個體，運行被測程序，檢查是否有種群個體穿越目標路徑，若有則記錄該個體，刪除找到的目標路徑，如果沒達到終止條件，計算個體適應值，執行選擇、交叉、變異操作，得到新的種群。直到生成了全部目標路徑的測試數據或者達到了最大運行代數，算法結束。解碼最優個體，得到測試數據。本發明中提供了多種個體編碼方式和適應值計算方法、選擇方式、交叉方式、變異方式，可供用戶自由選擇。

隨機法不進行進化操作，每一代都是隨機生成測試數據，運行被測程序，檢查是否有穿越目標路徑的測試數據，如果有則記錄該數據并刪除找到的目標路徑，如果生成了全部目標路徑的測試數據或是達到最大運行代數則結束算法。

(3)生成的測試數據，在輸出窗口以表格形式輸出。詳細給出每條目標路徑對應的測試數據，以及生成該數據的運行代數，生成所有測試數據所需要的運行時間等具體信息。