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带参数约束的组合测试用例生成研究

【摘要】:随着计算机技术的不断发展,软件测试渐渐成为一项耗费大量资源的活动,因此人们一直在研究使用何种方法来降低软件测试的成本。经验及实践表明,组合测试是一种实际而有效的测试方法,它假设待测软件系统中的缺陷往往是由少数参数间的相互作用而触发的。因其能使用较小规模的测试用例集来实现对被测试系统进行科学有效的测试而得到广泛的研究和应用。 组合测试用例集的生成技术是测试领域研究的重点之一。本文在第二章介绍了组合测试的一些基本概念以及几种常见的组合测试用例生成算法,并简要说明了这几种算法的优缺点。 在传统组合测试用例生成方法中,一般是假设待测系统软件中各参数取值是互不影响的,但是在实际应用中,软件各参数间往往存在一定的约束关系,从而会使这些参数中某些取值的组合受到一定限制。本文在第三章介绍了四种约束处理策略,并通过实例说明了这几种策略处理约束的过程,分析了使用这四种约束处理策略的前提条件,给出了一个简单的算法机制用来缩减使用其中三种策略后生成的冗余测试用例。 参数间的约束关系大致上可以分为两类:第一类是非强制性约束;第二类是强制性约束。由于非强制性约束对待测软件的错误检测能力影响不大,因此本文主要针对的是强制性约束。在测试用例生成时考虑参数间的约束关系,就有可能精简测试用例集的规模。因为参数间的复杂关系,可能会出现给定的参数约束诱导出新的约束关系,即隐含约束,如果忽略对隐含约束的处理,可能会导致测试用例生成算法出现异常。为了解决该问题,本文提出了一种能够处理隐含约束关系的算法,该算法通过对给定的参数约束集合进行处理,得到隐含约束关系后,将其并入原有的参数约束集,得到所有的约束关系的集合,本文最后通过实例说明了算法的有效性。 本文在深入研究PSST算法的基础上,引入输入参数间的约束关系,使其在不影响覆盖率的前提下,生成规模更小的测试用例集并在第四章给出了算法的具体描述。算法的基本步骤是:首先检查待测系统给定的约束关系集合中是否包含隐含约束,如果存在则求解出隐含约束,将其并入到原有的约束关系集。约束关系集里的约束组合不能出现在最后生成的测试用例中;然后用回溯算法遍历解空间树,遍历的同时,利用参数间的约束关系对树的枝叶进行裁剪,以避免产生无效的测试用例并减少遍历的次数。当遍历到叶子节点时,把符合条件的从根到叶子节点之间的路径组合输出,即生成了测试用例集;最后检查回溯算法生成的测试用例集是否包含所有参数的取值组合对,如果还有没被覆盖的组合对,则使用贪心算法补全测试用例,以达到两两组合覆盖的标准。在第五章,通过实验表明了使用该方法也能有效地减少测试用例的数量。

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