动态数据结构的测试数据自动生成方法研究

摘要

软件测试是保证软件质量和正确性的重要手段。随着人们对其重要性的认识越来越深刻，它在整个软件开发周期中所占的比重日益增大。其中，测试数据生成是软件测试的核心与关键，直接影响到软件测试的效率和效果，而手工生成测试数据，将花费大量的人力和物力。因此，研究测试数据自动生成方法，具有十分重要的理论意义和广阔的应用前景。 目前测试数据自动生成方法多是针对数值型数据，如整型数据、实型数据等。但在实际应用中，指针和动态数据结构使用较为广泛，并且现有的一些方法在处理动态数据结构、解决指针别名等方面的效率较低，这在一定程度上限制了软件测试数据生成方法的应用。 为此，本课题针对动态数据结构，探讨了一种新的测试数据自动生成方法。本方法以面向目标为测试准则，共包含四个主要部分：测试路径生成、路径约束收集、路径约束解决和测试数据生成。首先，本课题探讨了一种新的测试路径生成方法，根据程序控制流分析和数据流分析的结果，对被测程序中的各个分支进行分类，依据分类的结果自动生成能够到达目标语句的路径。其次，针对动态数据结构预先不可知的特点，本课题探讨了一种新的测试数据生成方法，该方法通过模拟被测程序的实际执行来记录程序的执行信息，然后收集并解决选定路径的路径约束，最终在解决路径约束的过程中获得满足给定测试要求的测试数据，或判定目标语句为不可执行语句。课题的难点主要涉及以下两个方面：第一，针对软件测试中面向目标的测试，如何自动生成能够到达目标语句的可行路径；第二，针对动态数据结构，如何解决路径约束，并自动生成测试数据。 实验表明，本方法可以快速地寻找到能够到达目标语句的路径，并高效地收集路径约束并有效地解决该约束，或者判断出目标语句是不可执行语句。生成的结果既满足了测试的需要，又可以在一定程度上指导软件缺陷的发现，从而提高了测试的效率。

目录

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声明

第一章绪论

1.1国内外测试数据生成的研究现状和发展动态

1.2动态数据结构的测试数据自动生成研究的背景和意义

1.3本文的主要工作及组织结构

1.3.1研究目标及内容

1.3.2本文的组织结构

1.4本章小结

第二章动态数据结构的测试数据自动生成研究现状

2.1基本概念

2.2几种常见的动态数据结构测试数据自动生成方法

2.2.1基于回退算法的测试数据自动生成方法

2.2.2基于约束解决的测试数据自动生成方法

2.2.3基于地址制图的测试数据自动生成方法

2.2.4基于符号执行的测试数据生成方法

2.2.5基于遗传算法的测试数据生成方法

2.3本章小结

第三章 一种新的面向目标的测试路径自动生成方法研究

3.1面向目标的测试路径生成方法概述

3.2分支分类方法

3.2.1分支分类原则

3.2.2分支的类别

3.3测试路径生成方法

3.3.1基于程序控制流的测试路径生成方法

3.3.2基于程序数据流的测试路径生成方法

3.4本章小结

第四章针对动态数据结构的测试数据自动生成方法及其实现

4.1针对动态数据结构的测试数据自动生成方法

4.1.1适用范围

4.1.2方法流程

4.2被测程序的预处理

4.3针对动态数据结构的约束收集方法研究

4.3.1动态数据结构的约束收集方法

4.3.2数值型数据的约束收集方法

4.4针对动态数据结构的约束解决方法研究

4.4.1动态数据的结构模型生成方法

4.4.2数值型数据的约束解决方法

4.5针对动态数据结构的测试数据自动生成系统实现

4.5.1系统设计

4.5.2系统实现

4.5.3系统优缺点

4.6本章小结

第五章实验结果分析

5.1面向目标的测试路径生成实验分析

5.2针对动态数据结构的测试数据自动生成实验分析

5.3实验结果的分析和比较

5.4本章小结

第六章结束语

6.1本文的主要工作

6.2进一步的工作

参考文献

附 录

致 谢

攻读学位期间发表的学术论文

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