面向对象软件类测试用例自动生成研究及应用

摘要

面向对象软件测试是面向对象软件开发过程中极其重要的一环，是保证软件质量、提高软件可靠性的关键。随着面向对象软件开发技术的快速发展，面向对象的特征使得传统的软件测试技术已不能满足需要，因而面向对象软件测试技术的研究与应用己成为当务之急。 面向对象的软件测试分为四级:方法级测试、类级测试、类簇级测试和系统级测试。其中，类级测试是测试面向对象软件的关键。而测试用例的选择又是进行测试的一个难题，测试用例合适与否直接关系到错误能否被预期测出。对于测试用例自动化生成方法，目前虽然有一些方法被提出并使用，但由于其局限性，在实际中还没有完善的解决方法，只能凭借工程经验判断。论文在对测试用例自动生成技术文献综述的基础上，提出了一种面向对象类测试用例自动生成的方法，并以此方法成功的开发了类测试用例自动生成系统。 本文具体分析了测试用例自动生成方法、类测试用例设计方法和类级测试策略，讨论了类测试用例的组成部分:测试序列和测试数据，提出了基于UML状态图的测试序列生成方法和基于遗传算法的测试数据自动生成方法。本文阐述了将具有并发结构的UML状态图展平为无并发结构的扩展有限状态机的方法，构造了基于扩展有限状态机的满足状态转移覆盖的测试序列，探讨了针对指定测试序列利用遗传算法作为核心搜索策略的测试数据生成的基本实现思路，提出了遗传算法与测试问题的唯一接口——适应度函数的构造方法，并使用适应度缩放法改进了遗传算法，不仅解决了算法的“早熟”问题，而且加快了算法的收敛速度，提高了搜索效率。 本文以遗传算法为核心算法，设计和实现了基于指定测试序列的类测试数据自动生成系统，并用一个自动咖啡出售机程序验证了该系统，通过实验证明了该系统的优越性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

1.4 论文结构

第二章测试方法及用例生成技术

2.1 测试方法

2.1.1静态测试和动态测试

2.1.2白盒测试和黑盒测试

2.1.3人工测试和自动化测试

2.2 测试用例生成方法

2.2.1基于代码的测试用例生成

2.2.2基于规格说明的测试用例生成

2.3 测试用例的自动生成技术

2.3.1面向功能的测试数据的自动生成技术

2.3.2面向结构的测试数据的自动生成技术

2.4 类测试用例设计方法

2.5 本章小结

第三章面向对象软件测试

3.1 面向对象特点对软件测试的影响

3.1.1信息隐蔽和封装性对测试的影响

3.1.2继承性对测试的影响

3.1.3多态性与动态绑定对测试的影响

3.1.4测试类时的一些其他问题

3.2 面向对象软件测试模型

3.3 面向对象软件测试层次的划分

3.3.1测试层次的划分

3.3.2各层测试策略

3.4 本章小结

第四章 面向对象软件类测试用例自动生成

4.1 类测试用例自动生成策略

4.2 UML状态图转换为扩展有限状态机

4.2.1 UML状态图

4.2.2扩展有限状态机

4.2.3 UML状态图向扩展有限状态机的转换

4.3 测试序列的生成

4.3.1状态覆盖集测试序列

4.3.2迁移覆盖集测试序列

4.4 类对象测试数据自动生成

4.4.1基本遗传算法

4.4.2类对象测试数据的编码方式

4.4.3类对象测试数据的适应度函数

4.4.4类对象测试数据的遗传操作

4.5 本章小结

第五章测试系统实现及应用

5.1 测试用例自动生成系统的实现

5.1.1测试序列生成器

5.1.2测试环境构造

5.1.3遗传算法包

5.1.4测试用例生成系统使用流程

5.2 测试实例

5.2.1状态图的绘制及格式

5.2.2状态图文件向EFSM的转换

5.2.3状态覆盖集的生成

5.2.4状态转换覆盖集的生成

5.2.5目标测试序列的选取

5.2.6测试数据的生成

5.3 实验结果分析

5.3.1改变参数设置性能的比较

5.3.2适应度改进前后性能比较

5.4 本章小结

第六章总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文