一種基于優(yōu)先級的成對組合測試方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于優(yōu)先級的成對組合測試方法，屬于軟件測試技術(shù)領(lǐng)域。所述成對組合測試方法通過優(yōu)先級確定規(guī)則為每個待測試參數(shù)的各取值定義其優(yōu)先權(quán)值；按照一維擴展策略根據(jù)待測參數(shù)各取值的優(yōu)先級采用貪心算法得到M個候選測試用例；對候選測試用例編碼，可以得到一個初始種群，然后用本發(fā)明專利技術(shù)提出的遺傳算法對其進化，當遺傳算法停止時，選取其中最優(yōu)的個體，將其加入測試用例集；根據(jù)測試條件限制執(zhí)行上述步驟一定的次數(shù)，測試時按照測試用例集中所獲得的測試用例的先后順序進行測試。本發(fā)明專利技術(shù)解決了在資源有限情況下關(guān)鍵參數(shù)及組合無法充分測試、測試用例生成時間過長、缺陷檢測率無法通過等問題。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及，特別涉及系統(tǒng)參數(shù)取值優(yōu)先級的定義以及根據(jù)優(yōu)先級生成供組合測試的用例集的方法，屬于軟件測試的

技術(shù)介紹
軟件測試是構(gòu)建高可信軟件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，該環(huán)節(jié)一般占軟件開發(fā)總成本的50%以上，有效的測試方法是降低軟件開發(fā)成本的關(guān)鍵。現(xiàn)在的計算機系統(tǒng)正變得愈來愈龐大和復雜，往往具有較多的輸入?yún)?shù)，并且每個參數(shù)可能有多個不同的取值或等價類劃分。最充分的測試方法是設(shè)計出覆蓋參數(shù)間所有組合的測試用例集，但產(chǎn)生的測試用例集規(guī)模往往過于龐大，在成本上無法接受。例如對ー個具有k個參數(shù)的待測系統(tǒng)，這些參數(shù)分別有Vl、V2、…、vk個可能取值，完全測試這個系統(tǒng)需要個測試用例。對 于一般的被測系統(tǒng)而言，這個組合數(shù)是ー個很龐大的數(shù)字。如何從中選擇ー個規(guī)模較小的子集作為測試用例集是測試用例生成中ー個很重要的問題。在測試性能和代價上的ー個折衷就是組合測試。因為根據(jù)觀察，對于很多應用程序來說，很多程序錯誤都是由少數(shù)幾個參數(shù)的相互作用導致的。例如=Kuhn和Reilly分析了 Mozilla瀏覽器的錯誤報告記錄，發(fā)現(xiàn)超過70%的錯誤是由某兩個參數(shù)的相互作用觸發(fā)的，超過90%的錯誤是由3個以內(nèi)的參數(shù)互相作用而引發(fā)的。這樣，我們可以選擇ー些測試用例，使得對于任意t(t是ー個小的正整數(shù)，一般是2或者3)個參數(shù)，這t個參數(shù)的所有可能取值的組合至少被ー個測試用例覆蓋。我們稱這種測試準則為t組合測試。特別的，當t值為2時，這種2組合測試又被稱為成對組合測試。下面用一個簡單的例子來說明組合測試方法。表I描述了ー個電子商務系統(tǒng)，這個系統(tǒng)有4個參數(shù)，每個參數(shù)有3個可選值，完全測試該系統(tǒng)需要34=81個測試用例。采用成對組合測試準則，測試時僅需要表2中的9個測試用例，即可覆蓋任意兩個參數(shù)的所有取值組合。表I 一個四參數(shù)系統(tǒng)權(quán)利要求1.，其特征在于包括優(yōu)先級模型建立和測試用例生成步驟，其中所述優(yōu)先級模型建立步驟包括參數(shù)取值優(yōu)先級的定義、優(yōu)先權(quán)值的計算、參數(shù)取值二元組的優(yōu)先權(quán)值以及測試用例的優(yōu)先權(quán)值；所述測試用例生成步驟包括通過貪心算法生成候選測試用例以及利用遺傳算法生成最優(yōu)測試用例兩部分； 優(yōu)先級影響因素包括代碼覆蓋率、成本度量、距上次修改的時間度量、修改頻度、用戶使用頻度、取值范圍； 優(yōu)先級計算公式如公式I :P max -Pm*H*V* W=C X η' +-X η2 +r x 7]:+-x η4+-x η5 十 ^~ x η6公式 Ip max -p minJfl max14 maxV max 其中，\至H6分別表示每個影響因素在總的優(yōu)先權(quán)值中的比例，均為O至I間的小數(shù)，且H1+η 2+rU+rU+rU+rU=I ; 表示某個參數(shù)取值的優(yōu)先權(quán)值；0表示代碼覆蓋率,為O到I中的一個小數(shù)；ρ表示該測試用例的測試成本，Pmax表示用例集中的最大成本，Pmin表示最小成本表示代碼從修改到當前的時間度量，它滿足下面的公式2 ;111表示修改頻度，m*表示該參數(shù)實際修改次數(shù)，mmax表示系統(tǒng)中修改次數(shù)最多的參數(shù)的修改次數(shù)；u表示用戶使用頻度，u*表示該參數(shù)實際使用次數(shù)的預估值，Ufflax表示系統(tǒng)中使用次數(shù)最多的參數(shù)使用次數(shù)的預估值^表示取值范圍，/表示該參數(shù)實際取值個數(shù)，Vmax表示系統(tǒng)中取值個數(shù)最多的參數(shù)的取值個數(shù)； t 公式2 r = e a 其中，t為離最近一次修改所持續(xù)的時間，α為常數(shù)，該公式符合遺忘規(guī)律曲線，即剛修改過的代碼其度量值最大為1，隨著時間推移逐漸變小； 所述參數(shù)取值二元組的優(yōu)先權(quán)值為二元組中兩取值的權(quán)值之積； 所述測試用例的優(yōu)先權(quán)值為它覆蓋的首次出現(xiàn)的二元組的權(quán)值之和； 所述貪心算法的貪心策略定義為選取一個參數(shù)的取值，使得它與已經(jīng)固定的參數(shù)所組成的所有未被覆蓋的二元組的復合權(quán)值最大； 所述遺傳算法的編碼方式定義為采用二進制編碼方式，一個參數(shù)f的可能取值個數(shù)為t，如果2n-l < t ^ 2n,那么該參數(shù)的編碼位數(shù)為n ;若編碼表示個數(shù)為m，參數(shù)取值個數(shù)為n,且m > n,則后m_n個編碼表示前m_n個權(quán)值最大的參數(shù)取值； 所述遺傳算法的適應度函數(shù)定義為將測試用例的復合權(quán)值作為適應度，即它覆蓋的首次出現(xiàn)的二元組的權(quán)值之和，適應度函數(shù)用于計算此復合權(quán)值； 所述遺傳算法的單點交叉定義為將兩個編碼序列在同一點出斷開，并將它們斷開的部分交叉拼接。2.如權(quán)利要求I所述的基于優(yōu)先級的成對組合測試方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟1，根據(jù)優(yōu)先級計算公式，計算出每個參數(shù)的每個取值的優(yōu)先權(quán)值，求出由所有參數(shù)的取值組成的二元組及其權(quán)值，并將它們放入未被覆蓋的二元組集合Uncover ； 步驟2，按照貪心算法，從Uncover集中根據(jù)參數(shù)取值的優(yōu)先權(quán)值情況求得M個候選測試用例； 步驟3，按照遺傳算法，將步驟2所得候選測試用例編碼并進行進化操作，當遺傳算法停止時，挑出最優(yōu)個體加入測試用例集中，并從Uncover集中刪去被覆蓋的二元組；若Uncover集未空且測試資源仍然允許測試更多的測試用例，則轉(zhuǎn)向步驟2 ;否則轉(zhuǎn)向步驟4 ; 步驟4，按照所得測試用例集的優(yōu)先順序，對系統(tǒng)中的參數(shù)逐一測試。3.如權(quán)利要求2所述的基于優(yōu)先級的成對組合測試方法，其特征在于，所述步驟2的具體實施步驟如下 步驟2-1,從Uncover集中挑出權(quán)值前M大的二元組h,其中I < i < M,若Uncover集中二元組個數(shù)不足M個，則全部挑出； 步驟2-2，根據(jù)二元組ti確定候選測試用例test,的中兩個參數(shù)的取值，i定義與步驟2-1相同； 步驟2-3，對M個測試用例剩下的未固定的參數(shù)，按順序依次按照貪心策略確定取值，最后得到testi;結(jié)束步驟2。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于優(yōu)先級的成對組合測試方法，其特征在于，所述步驟3的具體實施步驟如下 步驟3-1，對步驟2得到的M個測試用例進行編碼； 步驟3-2，利用適應度函數(shù)求出所述測試用例的適應度； 若進化次數(shù)足夠，則轉(zhuǎn)向步驟3-6 ;否則轉(zhuǎn)向步驟3-3 ； 步驟3-3，選擇前Pmax比例的適應度較高的個體，同時選取后Pmin比例的適應度較低的個體參加下一代的進化過程； 步驟3-4，將步驟3-3選取的個體進行單點交叉； 步驟3-5，對步驟3-4所得的個體按概率Pm隨機對序列中的某位做二進制取反操作；轉(zhuǎn)向步驟3-2 ； 步驟3-6,選取適應度最優(yōu)的個體加入測試用例集中，并從Uncover集中刪去被覆蓋的二元組，結(jié)束步驟3。全文摘要本專利技術(shù)公開了，屬于軟件測試
所述成對組合測試方法通過優(yōu)先級確定規(guī)則為每個待測試參數(shù)的各取值定義其優(yōu)先權(quán)值；按照一維擴展策略根據(jù)待測參數(shù)各取值的優(yōu)先級采用貪心算法得到M個候選測試用例；對候選測試用例編碼，可以得到一個初始種群，然后用本專利技術(shù)提出的遺傳算法對其進化，當遺傳算法停止時，選取其中最優(yōu)的個體，將其加入測試用例集；根據(jù)測試條件限制執(zhí)行上述步驟一定的次數(shù)，測試時按照測試用例集中所獲得的測試用例的先后順序進行測試。本專利技術(shù)解決了在資源有限情況下關(guān)鍵參數(shù)及組合無法充分測試、測試用例生成時間過長、缺陷檢測率無法通過等問題。文檔編號G06F11/36GK102855185SQ20121025797公本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于優(yōu)先級的成對組合測試方法，其特征在于：包括優(yōu)先級模型建立和測試用例生成步驟，其中：所述優(yōu)先級模型建立步驟包括參數(shù)取值優(yōu)先級的定義、優(yōu)先權(quán)值的計算、參數(shù)取值二元組的優(yōu)先權(quán)值以及測試用例的優(yōu)先權(quán)值；所述測試用例生成步驟包括通過貪心算法生成候選測試用例以及利用遺傳算法生成最優(yōu)測試用例兩部分；優(yōu)先級影響因素包括：代碼覆蓋率、成本度量、距上次修改的時間度量、修改頻度、用戶使用頻度、取值范圍；優(yōu)先級計算公式如公式1：w=c×η1+pmax-ppmax-pmin×η2+r×η3+m*mmax×η4+u*umax×η5+v*vmax×η6公式1其中，η1至η6分別表示每個影響因素在總的優(yōu)先權(quán)值中的比例，均為0至1間的小數(shù)，且η1+η2+η3+η4+η5+η6=1；w表示某個參數(shù)取值的優(yōu)先權(quán)值；c表示代碼覆蓋率，為0到1中的一個小數(shù)；p表示該測試用例的測試成本，pmax表示用例集中的最大成本，pmin表示最小成本；r表示代碼從修改到當前的時間度量，它滿足下面的公式2；m表示修改頻度，m*表示該參數(shù)實際修改次數(shù)，mmax表示系統(tǒng)中修改次數(shù)最多的參數(shù)的修改次數(shù)；u表示用戶使用頻度，u*表示該參數(shù)實際使用次數(shù)的預估值，umax表示系統(tǒng)中使用次數(shù)最多的參數(shù)使用次數(shù)的預估值；v表示取值范圍，v*表示該參數(shù)實際取值個數(shù)，vmax表示系統(tǒng)中取值個數(shù)最多的參數(shù)的取值個數(shù)；r=e-tα公式2其中，t為離最近一次修改所持續(xù)的時間，α為常數(shù)，該公式符合遺忘規(guī)律曲線，即剛修改過的代碼其度量值最大為1，隨著時間推移逐漸變小；所述參數(shù)取值二元組的優(yōu)先權(quán)值為二元組中兩取值的權(quán)值之積；所述測試用例的優(yōu)先權(quán)值為它覆蓋的首次出現(xiàn)的二元組的權(quán)值之和；所述貪心算法的貪心策略定義為：選取一個參數(shù)的取值，使得它與已經(jīng)固定的參數(shù)所組成的所有未被覆蓋的二元組的復合權(quán)值最大；所述遺傳算法的編碼方式定義為：采用二進制編碼方式，一個參數(shù)f的可能取值個數(shù)為t，如果2n？1＜t≤2n，那么該參數(shù)的編碼位數(shù)為n；若編碼表示個數(shù) 為m，參數(shù)取值個數(shù)為n，且m＞n，則后m？n個編碼表示前m？n個權(quán)值最大的參數(shù)取值；所述遺傳算法的適應度函數(shù)定義為：將測試用例的復合權(quán)值作為適應度，即它覆蓋的首次出現(xiàn)的二元組的權(quán)值之和，適應度函數(shù)用于計算此復合權(quán)值；所述遺傳算法的單點交叉定義為：將兩個編碼序列在同一點出斷開，并將它們斷開的部分交叉拼接。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮鈞，盛震宇，唐志賢，徐黎明，史涯晴，任鋒，朱祖會，付言章，王祥忠，胥世民，
申請(專利權(quán))人：河海大學，
類型：發(fā)明
國別省市：