基于遗传算法的基本路径测试用例自动生成算法研究

摘要

在十年以前，国内还很少有人知道敏捷开发这种软件开发方式，现在却已经有越来越多的团队使用敏捷开发作为其主要开发方式。然而软件开发完成并不意味着就已经可以直接上线发布，多数软件交付时都需要消耗很长一段时间在各组件的集成上，对软件的快速开发造成了极大的阻碍。持续交付开发模式的提出解决了这个问题，持续交付的核心是部署流水线，以持续集成过程为其理论基石，要求每当有人提交代码时，就对整个应用进行构建，并对其执行全面的自动化测试集合。为了保持高的迭代效率，理想情况下，提交前的预编译和测试过程应该在几分钟内完成，为了减少每次构建消耗的时间首先需要考虑的就是让测试过程变得更快。在进行测试时，执行测试用例所需的时间之和被测程序有关，无法掌控，所以整个测试活动中时间消耗最大的就是设计测试用例步骤，为了减少手工设计测试用例所消耗的时间，需要一个能够自动生成支持进行单元测试所需测试用例的算法。
　　通过研究发现测试用例自动生成问题可以转化为在被测程序输入域上寻找最适合测试环境的最优测试用例的过程，并可以通过遗传算法来解决。在分析对比了各种测试用例设计方法和自动生成算法后，选择了基本路径测试技术作为设计标准，以遗传算法为基础设计并实现了测试用例自动生成算法。之后针对遗传算法进化后期搜索效率降低以及容易产生早熟收敛问题的缺点，分析了其出现原因，并提出了改进选择操作并加入灾变和精英主义后的优化遗传算法。
　　最后，在证明了算法的可行性和错误发现能力之后，以三角形分类程序作为被测程序实现了可以为其自动生成测试用例的样机，并进行实验对比了随机测试方法、传统遗传算法和优化后遗传算法的性能，通过实验数据证明了基于遗传算法自动生成测试用例算法的有效性和对遗传算法改进的有效性。

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1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究目的和意义

1.3 国内外研究概况

1.4 论文主要研究内容

2 相关技术分析

2.1 测试用例设计方法

2.2 测试用例自动生成技术

2.3 本章小结

3 基本路径测试用例自动生成算法设计

3.1 自动生成算法设计基础

3.2 自动生成算法框架

3.3 自动生成算法描述

3.4 自动生成算法定性描述

3.5 本章小结

4 基本路径测试用例自动生成算法实现

4.1 实现环境

4.2 自动生成算法实现

4.3 本章小结

5 基本路径测试用例自动生成算法评估

5.1 算法评价指标

5.2 实验结果分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献