测试数据自动生成系统的实现
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计算机 光盘 软件 与 应用
软 件 设 计 开 发
２ １ 第 ５期 ０ ２年
测试数据 自动生成系统的实现
张欣 欣 ，黄 今 慧
（ 北京工商大学计算机 与信息工程 学院 ，北京
１０ ４ ０ ０８）
摘要 ：本 文在研 究软 件测试数据 自动生成技 术的基础上 ，为决解 空间爆炸的 问题提 出了将一种新兴 的智能算 法 菌群 算法应用到软件测试数据的 自动 生成 ＂ ３中。但 为了能准确并 快速 的生成测试数据还 对算法进行 了改进 ，然后 － 在 用随机 法随机 生成的测试数据覆盖被测程序 大部分路径 的基础上 ，运 用改进后 的菌群算法对剩余指定路 径进行覆 盖从 而达到路 径全覆 盖的效果 ，实现测试数据 自 动生成 系统。最后 用一个简单实验验证 了该 系统的有效性 。 关键 词 ：软件测试 ；测试数据 自动生成 ；菌群算 法 中图分类号 ：Ｔ ３ １ Ｐ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：
础。
第 ■部分是运用随机法随机生成一些测试数据 。 随机 法能 简 单快速 的生成大量 的测试数据 ， 这些数据驱动被测程序执行 并能覆 盖大 部分 的逻辑路径 。 第 三部分是在 第二部分 中随机法未覆 盖到 的路径 中指定 路径并运行 Ｂ Ｆ算法生成测试数据对其进行覆盖 ，从而达到路 径全覆盖。 Ｂ 算法 是系统 的核心 ，它先根据 “ Ｆ 有用参数编码 原则 ’ 用二进制 编码机 制对被测 程序单 兀进行参 数编码 采 构造相应的细 菌个体并构造适应度函数。 始化细 菌种群 ， 初 再 对种群进行反复的 Ｂ Ｆ算法 的趋 药性 行 为 ，群 聚 ， 繁殖 和迁 徙 运算 ， 而引 导种群不断地 向目标值 进化直到满足精度要求找 从 到 覆 盖 指 定 路 径 的测 试 数 据 或 达 到 限 定 的 运 行 代 数 为 止 。 三 、菌群算法及改进 （ ）菌群算法 一 菌群 算法 是 Ｐ ｓ ｉｏ通过模拟大肠杆菌 的觅食行 为提 出 ａ ｓｎ 来的 ，用来解决优化和控制 问题 的。具体过程如 ’ Ｆ：
～
一
、
引言
目前 ， 软件测试的 自动化发展迅速 ， 人们可 以利用测试工 具来执行和维护测试用例 ， 但是测试数据 的 自动生成还足远不 尽人意 。 传统测试用例生成 的人工方法无疑会 降低测试 的效率 和 可靠性 。测试数据 自动生成技术能为程序 自生成测试 数据 ， 大大减少 了测试 人员手 工编写测 试数据的劳动量， 从而使测试 效率获得 显著提高。 因此对测试数 据生成技 术的研 究 以提 高软 件测试 自动化 程度是～件有重要意义的事情 。 软件测 试数据 自 动生成技术有两大类 ： 向功能测试数据 自动生成技术和面 向 面 结构测试数据 自动生成技术 。 。本文研究的就是 种 面 向结构 的 测 试 数 据 生 成 技 术 ， 用 该 技 术 设 计 测 试 用 例 时 运 用 的规 则 运 般都是基于覆盖 的， 中最经常用到 的是基于路径覆盖 的准 其 则， 也就是根据指定 的路径 ， 在参数空 间内搜索 能够触发这条 指 定 路 径 执 行 的输 入 数 据 ， 终达 到 路径 的全 覆 盖 。 者 们 研 最 学 究 了很 多方法来解 决这些 问题，其中可 以分为四类：随机 法、 静 态 法 、动 态 法 和试 探 法 。 将 一些人工智能算法 （ 比如遗传 算法 、模拟退火算法 、 蚁 群 算法等 ）引入 到软件测试数据生 成中 “ ，并取得 了不错 的 成果 。 最近 ， …种新的进化计算方法被提 出，就 是菌群算法． 菌群算法是人工智能 的一种新兴 的算法 ， 相对于遗传算法、模 拟退火 算法和蚁 群算法等其 它智能算法 来说具有规 则简单 的 特 点，更适合二进制编码 。 本文就对 菌群 的参数化编码 ，适应 度 函数构造和测试数据 生成接 口等技术 细节进行研 究， 使菌群 算法能够 自动生成适合 的测试数据 ， 并结合随机算法实现能够 满足路径全覆盖 的测试 数据 生成系统。 二 、测试数 据 自动生 成系统框 架
１ 趋 药 性 ．
存细菌生存在 化学引诱 剂的环境 中， 它对环境 的应激 反应 就称为趋药性 。大肠杆菌有两种基本趋药性行 为：前 进和翻 转。 前进是沿着上一步相 同的方向运动，而翻 转是取一个新的 方 向运动 。一次趋药性行为之后细菌 的位置为
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的位度量 单长 向。
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一
该测试 数据 自动 生成系统有 以下三个部分 ： 暗 首先 第 分 要对 目标程 序进 行静态 分析， 然后提供被测程序摹本单元信息 如 变 量 参 数 表 和 程 序 逻 辑 结 构 等信 息 ， 后 对 测 试环 境 进 行 构 然 造 （ 括驱动模块、测试单元及桩模块 ） 包 ，它 是整 个 系 统 的基
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来自百度文库｝
２ 群 聚 ． 在 寻 取食 物 的 过程 中 ， 菌 个 体 之 间通 过 信 号 传 递 搜 索 觅 细 食 的最佳 路径 ， 并通过相互 间的作用来实现群体 的聚集行 为以 便更迅速 的到达 目的地 。 在菌群优化算法 中细胞之 间的吸 引和 排 斥 效 用 被 整 合 到 了 一起 ， 表 示 为 一
…
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软 件 设 计 开 发
２ １ 第 ５期 ０ ２年
测试数据 自动生成系统的实现
张欣 欣 ，黄 今 慧
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１０ ４ ０ ０８）
摘要 ：本 文在研 究软 件测试数据 自动生成技 术的基础上 ，为决解 空间爆炸的 问题提 出了将一种新兴 的智能算 法 菌群 算法应用到软件测试数据的 自动 生成 ＂ ３中。但 为了能准确并 快速 的生成测试数据还 对算法进行 了改进 ，然后 － 在 用随机 法随机 生成的测试数据覆盖被测程序 大部分路径 的基础上 ，运 用改进后 的菌群算法对剩余指定路 径进行覆 盖从 而达到路 径全覆 盖的效果 ，实现测试数据 自 动生成 系统。最后 用一个简单实验验证 了该 系统的有效性 。 关键 词 ：软件测试 ；测试数据 自动生成 ；菌群算 法 中图分类号 ：Ｔ ３ １ Ｐ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：
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第 ■部分是运用随机法随机生成一些测试数据 。 随机 法能 简 单快速 的生成大量 的测试数据 ， 这些数据驱动被测程序执行 并能覆 盖大 部分 的逻辑路径 。 第 三部分是在 第二部分 中随机法未覆 盖到 的路径 中指定 路径并运行 Ｂ Ｆ算法生成测试数据对其进行覆盖 ，从而达到路 径全覆盖。 Ｂ 算法 是系统 的核心 ，它先根据 “ Ｆ 有用参数编码 原则 ’ 用二进制 编码机 制对被测 程序单 兀进行参 数编码 采 构造相应的细 菌个体并构造适应度函数。 始化细 菌种群 ， 初 再 对种群进行反复的 Ｂ Ｆ算法 的趋 药性 行 为 ，群 聚 ， 繁殖 和迁 徙 运算 ， 而引 导种群不断地 向目标值 进化直到满足精度要求找 从 到 覆 盖 指 定 路 径 的测 试 数 据 或 达 到 限 定 的 运 行 代 数 为 止 。 三 、菌群算法及改进 （ ）菌群算法 一 菌群 算法 是 Ｐ ｓ ｉｏ通过模拟大肠杆菌 的觅食行 为提 出 ａ ｓｎ 来的 ，用来解决优化和控制 问题 的。具体过程如 ’ Ｆ：
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目前 ， 软件测试的 自动化发展迅速 ， 人们可 以利用测试工 具来执行和维护测试用例 ， 但是测试数据 的 自动生成还足远不 尽人意 。 传统测试用例生成 的人工方法无疑会 降低测试 的效率 和 可靠性 。测试数据 自动生成技术能为程序 自生成测试 数据 ， 大大减少 了测试 人员手 工编写测 试数据的劳动量， 从而使测试 效率获得 显著提高。 因此对测试数 据生成技 术的研 究 以提 高软 件测试 自动化 程度是～件有重要意义的事情 。 软件测 试数据 自 动生成技术有两大类 ： 向功能测试数据 自动生成技术和面 向 面 结构测试数据 自动生成技术 。 。本文研究的就是 种 面 向结构 的 测 试 数 据 生 成 技 术 ， 用 该 技 术 设 计 测 试 用 例 时 运 用 的规 则 运 般都是基于覆盖 的， 中最经常用到 的是基于路径覆盖 的准 其 则， 也就是根据指定 的路径 ， 在参数空 间内搜索 能够触发这条 指 定 路 径 执 行 的输 入 数 据 ， 终达 到 路径 的全 覆 盖 。 者 们 研 最 学 究 了很 多方法来解 决这些 问题，其中可 以分为四类：随机 法、 静 态 法 、动 态 法 和试 探 法 。 将 一些人工智能算法 （ 比如遗传 算法 、模拟退火算法 、 蚁 群 算法等 ）引入 到软件测试数据生 成中 “ ，并取得 了不错 的 成果 。 最近 ， …种新的进化计算方法被提 出，就 是菌群算法． 菌群算法是人工智能 的一种新兴 的算法 ， 相对于遗传算法、模 拟退火 算法和蚁 群算法等其 它智能算法 来说具有规 则简单 的 特 点，更适合二进制编码 。 本文就对 菌群 的参数化编码 ，适应 度 函数构造和测试数据 生成接 口等技术 细节进行研 究， 使菌群 算法能够 自动生成适合 的测试数据 ， 并结合随机算法实现能够 满足路径全覆盖 的测试 数据 生成系统。 二 、测试数 据 自动生 成系统框 架
１ 趋 药 性 ．
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