[發(fā)明專利]基于粒子群優(yōu)化的約束下組合測試數(shù)據(jù)生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011609041.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112711535B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊京禮;魏長安;姜守達(dá);盛云龍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;G06N3/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 孫莉莉

本發(fā)明公開了一種基于粒子群優(yōu)化的約束下組合測試數(shù)據(jù)生成方法，包括：利用粒子群優(yōu)化算法全局搜索能力強的特點，在解空間中尋找最優(yōu)解，經(jīng)過粒子群算法的迭代尋優(yōu)過程，輸出所能搜索到的一條最優(yōu)測試數(shù)據(jù)；針對這一最優(yōu)測試數(shù)據(jù)進行局部搜索，利用貪心算法在針對局部進行取值替換，保留更優(yōu)的測試數(shù)據(jù)，其中，在局部替換過程中，使用滿足性解釋器同步驗證每一次替換的結(jié)果，在保證了測試數(shù)據(jù)滿足約束的前提下，測試數(shù)據(jù)盡可能的覆蓋更多的未被覆蓋的取值組合，生成高覆蓋的組合測試數(shù)據(jù)。該方法有效的結(jié)合貪心算法和啟發(fā)式算法的優(yōu)勢，彌補了對應(yīng)的不足，增強了解空間的搜索能力，同時能夠有效的減少測試數(shù)據(jù)量，提高測試效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟件測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于粒子群優(yōu)化的約束下組合測試用例生成方法。

背景技術(shù)

電子與信息系統(tǒng)已經(jīng)在公共安全和國防等重要領(lǐng)域占據(jù)核心地位，承擔(dān)著計算、控制、信息處理和通信等重要的任務(wù)。它們結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成的功能項多、功能之間的耦合程度緊密，且具有多樣的通信接口、復(fù)雜的輸入?yún)?shù)。一些微小的錯誤或偶然因素的影響就可能帶來巨大的財產(chǎn)損失和嚴(yán)重的人員傷害，造成難以估計的后果。為了減少損失、降低傷害、保證質(zhì)量和可靠性，需要對這類系統(tǒng)進行全面的測試。

理論上對測試空間中的全部數(shù)據(jù)進行全因子測試才能保證全面性，然而測試空間中可能的測試數(shù)據(jù)舉不勝舉，無法在實際測試中應(yīng)用。組合測試是一種科學(xué)有效的黑盒測試方法，可以使用較少的測試數(shù)據(jù)有效地檢測被測系統(tǒng)中參數(shù)之間的相互作用產(chǎn)生的影響。組合測試可以使用較少的測試數(shù)據(jù)達(dá)到全因子測試的效果，因此，實際中常常使用組合測試代替全因子測試。

在實際的被測系統(tǒng)，參數(shù)間往往存在一定的依賴關(guān)系，也就是約束關(guān)系。如果忽略約束關(guān)系會導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)無效，進而無法進行測試，所以測試數(shù)據(jù)首先要滿足約束關(guān)系。同時，在滿足相同覆蓋標(biāo)準(zhǔn)的情況下，測試數(shù)據(jù)的規(guī)模越小，也就是數(shù)據(jù)量越少，測試的效率也就越高，高效的測試有利于節(jié)省測試的時間和消耗的資源，追求高效測試一直是該行業(yè)的發(fā)展方向。

目前約束下組合測試數(shù)據(jù)生成算法主要分為貪心算法和啟發(fā)式算法兩類。貪心算法每次只為一個參數(shù)選擇取值，搜索步子小，注重于尋找局部最優(yōu)解，生成的測試數(shù)據(jù)量較大；啟發(fā)式算法搜索步子大，善于發(fā)現(xiàn)全局最優(yōu)解，但是后期容易陷入到一個局部，生成的測試數(shù)據(jù)量往往也較大，其優(yōu)勢體現(xiàn)不出來。將這兩種算法的優(yōu)點進行結(jié)合，并改進不足，那么約束下組合測試用例數(shù)據(jù)量仍有可能減少。首先，利用啟發(fā)式算法大范圍搜索解空間，尋找最優(yōu)解；然后，當(dāng)搜索空間變小時，利用貪心算法進行局部搜索。將兩種算法進行充分的結(jié)合，可以取長補短，更有利于減少數(shù)據(jù)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于粒子群優(yōu)化的約束下組合測試數(shù)據(jù)生成方法，該方法能夠有效的減少測試數(shù)據(jù)量，提高測試效率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例提出了基于粒子群優(yōu)化的約束下組合測試數(shù)據(jù)生成方法，包括以下步驟：步驟S1，對粒子群優(yōu)化算法本身參數(shù)和生成測試數(shù)據(jù)過程中所用的參數(shù)進行初始化；步驟S2，為種群中M個粒子中每個粒子位置的每個維度進行初始化，得到候選解集；步驟S3，選出所述候選解集中每個粒子的個體極值pBest和全局極值gBest，種群中每個粒子根據(jù)所述個體極值pBest和所述全局極值gBest更新自身的速度和位置，以完成種群進化；步驟S4，在所述種群進化后，更新所述個體極值pBest和所述全局極值gBest；步驟S5，對每個粒子的位置進行全局?jǐn)_動操作；步驟S6，判斷更新后的全局極值gBest是否滿足最大覆蓋，若不滿足，繼續(xù)進行迭代執(zhí)行所述步驟S3，若滿足，則所述更新后的全局極值gBest為最優(yōu)測試數(shù)據(jù)，輸入步驟S7中；步驟S7，對所述更新后的全局極值gBest進行局部搜索優(yōu)化，使其滿足約束一致性，全部參數(shù)均選取一遍取值；步驟S8，判斷滿足約束的t個參數(shù)的取值組合全部被至少覆蓋一次，則結(jié)束生成過程，得到組合測試數(shù)據(jù)集。