[發明專利]一種基于組件合約的逐級求解的系統測試用例生成方法

有效

• 申請號: 201910864540.7
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN112463578B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 劉杰;曹源;陽小華;余童蘭;毛宇;閆仕宇;李萌
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 楊萍

本發明公開了一種基于組件合約的逐級求解的系統測試用例生成方法，包括如下步驟：步驟1：獲取系統的組件合約；步驟2：獲取系統各個組件的依賴關系；根據組件的依賴關系生成組件依賴圖；步驟3：根據組件依賴圖求得系統各個組件合約的求解順序；步驟4：根據系統各個組件合約的求解順序，使用逐級求解方法，依次對系統各個組件合約進行求解，得到系統測試用例。本發明能高效地生成測試用例集。

技術領域

本發明涉及計算機軟件領域，特別涉及一種基于組件合約的逐級求解的系統測試用例生成方法。

背景技術

組件是一些可重用的軟件單元，通常具備良好的封裝性，通過輸入輸出接口實現其功能，可以跨平臺被調用。近年來，隨著復用粒度增加，基于組件的軟件開發方法被廣泛應用于各個領域。核電廠數字化儀控系統(DCS)通常在高安全性應用開發環境(SCADE)平臺上進行開發。該平臺采用組件開發的形式，通過集成開發完畢的、具備一定功能的組件來得到軟件系統(后續簡稱系統)。這些組件在集成之前，已經進行了相關測試，并在特定平臺上進行開發，因此理論上由組件所搭建的系統具備高可靠性。

據權威機構統計數據表明，國外系統測試費用通常會占整個系統開發周期中的30％到50％。為提升系統測試效率、降低系統測試成本，采用自動化的方法生成測試用例集，對系統進行測試。自動化生成測試用例集基于合約化設計理論。合約化設計理論是Bertrand Meyer于1997年提出。將組件之間的關系形式化為一種合約，即組件之間的交互規則，通常是一些謂詞邏輯公式。合約的關鍵因素有三個：前置條件、后置條件及不變式條件。其中前置條件限定了調用方在調用方法前必須滿足的條件；后置條件保證方法執行后得到預期輸出；不變式條件則為始終需要遵循的條件。

現有方法通過分析系統規格說明書，結合合約化設計理論求得組件合約，再通過求解組件合約，得到系統合約。再通過對系統合約的謂詞邏輯公式的求解得到測試用例集。這種方法在應用于集成有眾多組件的大型系統時，由于合約的謂詞邏輯公式求解困難，因此耗時較大，增加了測試成本。

中國專利CN201210564499.X提出了一種通過擴展接口自動機模型來生成嵌入式組件測試用例集的方法。根據建立的擴展接口自動機模型生成狀態轉移圖，通過滿足約束條件實現狀態轉移。將覆蓋標準設置為狀態覆蓋率，提取由初始狀態到最終狀態的約束表達式集合。根據約束表達式集合，通過約束求解技術，獲取測試用例集。將滿足約束條件的數據作為功能測試用例集；將不滿足約束條件的數據，作為異常測試用例集，即魯棒性測試用例集。雖然是對逐個狀態的前置條件、后置條件及內部變量取值約束進行取“與”操作，即路徑條件(Path Condition，簡稱PC)表達式的更新，但本質上仍是求解每條路徑的合約集，仍未能很好解決合約謂詞邏輯公式求解困難的問題。

因此如何適應應用背景，解決面臨的難題，更高效地生成測試用例集是需要解決的問題。

發明內容

本發明所解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供了一種基于組件合約的逐級求解的系統測試用例生成方法，能高效地生成測試用例集。

本發明所提供的技術方案為：

一種基于組件合約的逐級求解的系統測試用例生成方法，包括如下步驟：

步驟1：獲取系統的組件合約；

步驟2：獲取系統各個組件的依賴關系；根據組件的依賴關系生成組件依賴圖；

步驟3：根據組件依賴圖求得系統各個組件合約的求解順序；

步驟4：根據組件合約的求解順序，使用逐級求解方法，依次對系統各個組件合約進行求解，得到系統測試用例。

進一步地，所述步驟3中，使用拓撲排序算法對組件依賴圖中的節點，即組件進行排序，得到系統各個組件的排序；將各組件的排序作為其合約的求解順序，得到系統各個組件合約的求解順序。

進一步地，所述步驟4具體包括以下步驟：