基于UML动态模型的测试用例生成方法研究与实现

摘要

测试用例作为软件测试的核心内容，是软件测试质量稳定的根本保障。基于UML模型的软件测试旨在通过将UML模型用于指导测试、验证模型与代码的一致性、检查软件产品是否符合需求和设计，提高软件测试质量。该方法的优点是可以重用开发、设计阶段的成果，加快测试用例生成。目前基于UML模型的测试用例生成方法主要有四种方式：基于形式规约的测试、基于图理论的测试、启发式测试和直接根据UML规格生成测试用例。每种方法对单一UML模型的讨论相对充分，而对多种UML图形的结合却鲜有涉及。另外，同开发设计过程相比，测试用例生成与具体实现、开发过程等多种因素相关，因此普遍存在着理性较强而实用性、自动化化程度差的现状。
　　在分析UML动态模型的可测性基础上，本文将UML与统一软件开发过程相结合，针对系统级测试用例，提出了一种两级测试场景生成算法。算法以用例图为指导，首先对活动图进行语义扩充和形式化定义，在明确测试充分性准则的前提下将活动图转换为有向图，采用分支回溯深度优先遍历算法生成初级测试场景；其次，分别对图中的循环、并发模块进行迭代限定和内部活动进行排序生成二级测试场景；针对活动图内部活动排序提出并对比了三种可选方案：深度优先搜索、随机过滤生成和反蚁群算法；然后，根据乘法原理将两级测试场景组合，并对生成的测试场景按权值进行倒叙优化；最后，结合测试数据生成策略生成最终的测试用例。本文重点解决了活动图向有向图自动转换和并发模块引起的组合状态爆炸两个关键问题。
　　本文提出的测试用例生成算法侧重于UML的实际工程实践，在铁路综合视频实时监控系统的应用中，生成的测试用例易用、准确，有效加快了系统测试的进程，验证了本方案的可行性和用于软件测试过程中的指导意义。

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第一章 绪论

1.1选题背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3本论文研究的主要内容

1.4本论文的结构安排

第二章 相关理论与技术

2.1软件测试

2.2基于模型的软件测试

2.3基于场景的测试技术

2.4图论

2.5蚁群算法

2.6本章小结

第三章 基于UML动态模型的软件测试

3.1面向对象软件测试

3.2基于UML模型的软件测试

3.3 UML动态模型的可测性研究

3.4 RUP框架下的UML图与测试层次关系

3.5本章小结

第四章 基于UML动态图的测试用例生成方法

4.1总体框架

4.2用例图和活动图的系统级测试用例生成

4.3测试场景优化

4.4测试数据生成策略

4.5本章小结

第五章 系统设计与验证

5.1基于UML动态图的测试用例生成工具实现

5.2铁路局综合视频监控系统实例分析

5.3本章小结

第六章 结论

6.1 本文的主要贡献

6.2 下一步工作的展望

致谢

参考文献