[發(fā)明專利]基于路徑覆蓋測(cè)試用例自動(dòng)生成的單元測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810501975.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN108710575B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃翰;連木明;劉方青;楊忠明;郝志峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F11/36
• 分類號(hào): G06F11/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強(qiáng)

1.基于路徑覆蓋測(cè)試用例自動(dòng)生成的單元測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a) 對(duì)輸入源程序即源代碼進(jìn)行文件預(yù)處理，使其符合詞法分析與語(yǔ)法分析要求的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)；文件預(yù)處理中，若有多文件，在C/C++中將通過(guò)include語(yǔ)句進(jìn)行識(shí)別，將需要include的文件放到同一個(gè)源文件中；將if-elseif-else結(jié)構(gòu)中在elseif和else中插入塊結(jié)束標(biāo)識(shí)符，將if-elseif-else結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成if-else嵌套結(jié)構(gòu)，將switch語(yǔ)句結(jié)構(gòu)中case多分支結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成if-else多嵌套結(jié)構(gòu)，降低代碼抽象程度與控制流圖實(shí)現(xiàn)難度；

(b) 對(duì)步驟（a）預(yù)處理后的輸入源代碼進(jìn)行詞法分析,建立符號(hào)表；

(c) 對(duì)步驟（a）預(yù)處理后的輸入源代碼進(jìn)行語(yǔ)法分析，建立源代碼對(duì)應(yīng)的控制流圖（CFG），其中包含控制節(jié)點(diǎn)、普通節(jié)點(diǎn)與終止節(jié)點(diǎn)，將源代碼轉(zhuǎn)化可執(zhí)行的中間代碼，并在控制節(jié)點(diǎn)中插入可執(zhí)行代碼；源代碼中存在函數(shù)調(diào)用與遞歸函數(shù)，將函數(shù)視為一個(gè)模塊，對(duì)函數(shù)進(jìn)行分析，構(gòu)建該函數(shù)代碼對(duì)應(yīng)的控制流圖，在函數(shù)調(diào)用時(shí)，將函數(shù)對(duì)應(yīng)的控制流圖的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針傳給調(diào)用函數(shù)，組合構(gòu)建控制流圖；對(duì)于簡(jiǎn)單的遞歸函數(shù)則將其構(gòu)建為帶有局部回路的控制流圖子圖，遞歸調(diào)用時(shí)將子圖傳給外部調(diào)用者構(gòu)建總的控制流圖；

步驟(b)(c)中，普通節(jié)點(diǎn)與控制節(jié)點(diǎn)中的存儲(chǔ)的是源代碼的中間代碼表示方法，程序的執(zhí)行可以抽象為內(nèi)存中變量值的修改，該方法將變量表示為ID符，并壓棧，同時(shí)再將該變量在符號(hào)表中的地址壓棧，在后面中間代碼執(zhí)行階段，便可通過(guò)ID標(biāo)識(shí)符獲知當(dāng)前處理為變量，接著通過(guò)ID后面的地址能訪問(wèn)到該變量位置，并對(duì)變量進(jìn)行操作，如果是數(shù)字，則將NUM符壓棧，同時(shí)將數(shù)字的值壓棧，操作符直接壓棧，通過(guò)這種中間代碼表示降低高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的抽象程度，之后創(chuàng)建一個(gè)中間代碼解釋器，便能直接運(yùn)行設(shè)計(jì)的中間代碼；構(gòu)建的中間代碼解釋器其基本原理是使用棧式計(jì)算機(jī)的機(jī)理，通過(guò)一個(gè)棧與幾個(gè)暫存器來(lái)執(zhí)行中間代碼，并返回中間代碼執(zhí)行結(jié)果；

將代碼轉(zhuǎn)為中間代碼之后，降低了代碼抽象程度，在實(shí)際的中間代碼運(yùn)行中，采用中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)后綴表達(dá)式的方法，通過(guò)棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算中間代碼的結(jié)果；

(d) 由測(cè)試用例自動(dòng)生成算法生成測(cè)試用例；

(e) 由測(cè)試用例執(zhí)行模塊獲取測(cè)試用例，并驅(qū)動(dòng)控制流圖中節(jié)點(diǎn)的可執(zhí)行代碼的執(zhí)行，根據(jù)可執(zhí)行代碼執(zhí)行結(jié)果計(jì)算適應(yīng)度函數(shù)fitness適應(yīng)值；

(f) 若當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不是終止節(jié)點(diǎn)，由可執(zhí)行代碼的執(zhí)行結(jié)果選擇下一個(gè)子節(jié)點(diǎn)重復(fù)(c),(d),(e)步驟；否則進(jìn)入下一步；

(g) 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是終止節(jié)點(diǎn)，獲取fitness適應(yīng)值的最終結(jié)果，并生成該測(cè)試用例對(duì)應(yīng)的路徑編碼；

(h) 判斷路徑覆蓋是否已經(jīng)達(dá)到100%或者運(yùn)行是否已經(jīng)超時(shí)，若已經(jīng)達(dá)到100%則進(jìn)入下一步，若已經(jīng)超時(shí)則退出，否則，重復(fù)(d),(e),(f),(g)步驟；

(i) 生成包含測(cè)試用例對(duì)應(yīng)覆蓋的路徑，以及路徑覆蓋率的測(cè)試報(bào)告。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路徑覆蓋測(cè)試用例自動(dòng)生成的單元測(cè)試方法，其特征在于：步驟(b)(c)中，對(duì)源代碼進(jìn)行詞法分析與語(yǔ)法分析，生成源代碼的對(duì)應(yīng)的控制流圖（CFG），通過(guò)循環(huán)、分支、順序結(jié)構(gòu)能表示任何可執(zhí)行代碼的結(jié)構(gòu)，所以將順序執(zhí)行代碼轉(zhuǎn)化為控制流圖中的順序節(jié)點(diǎn)，其中包含著源代碼中順序結(jié)構(gòu)代碼的中間表示代碼，用棧存儲(chǔ)相關(guān)代碼信息，將分支結(jié)構(gòu)與循環(huán)結(jié)構(gòu)通過(guò)構(gòu)建圖的分支節(jié)點(diǎn)與局部回路形式將分支與循環(huán)結(jié)構(gòu)，在圖中實(shí)例化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路徑覆蓋測(cè)試用例自動(dòng)生成的單元測(cè)試方法，其特征在于：步驟(c)中，設(shè)計(jì)一套基于棧式計(jì)算機(jī)的中間代碼指令，將操作符轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的運(yùn)算指令，增加PUSH，POP，MOV的操作指令與增加ID，NUM，STR的標(biāo)識(shí)指令；用以將高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行轉(zhuǎn)化生成中間代碼，通過(guò)中間代碼的執(zhí)行來(lái)模擬程序的執(zhí)行。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路徑覆蓋測(cè)試用例自動(dòng)生成的單元測(cè)試方法，其特征在于：步驟(b)(c)中，在語(yǔ)法分析過(guò)程中，采用遞歸下降的分析方法將源代碼進(jìn)行語(yǔ)法分析，從而輔助控制流圖的構(gòu)建，通過(guò)步驟(b)(c) 系統(tǒng)性地根據(jù)測(cè)試用例自動(dòng)生成算法的需求構(gòu)建源程序解析生成控制流圖，從而使控制流圖生成自動(dòng)化生產(chǎn)。