專利名稱：一種面向路徑的測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)軟件測試中為指定的程序路徑自動(dòng)生成測試數(shù)據(jù)的方法，尤其是指定的程序路徑中包括函數(shù)調(diào)用或者可執(zhí)行程序調(diào)用時(shí)的測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成方法。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)及軟件在國民經(jīng)濟(jì)和社會生活等方面的應(yīng)用越來越廣泛和深入。人們在開發(fā)軟件的過程中難免會引入錯(cuò)誤。軟件測試是揭示軟件錯(cuò)誤的重要手段。在軟件測試中，面向路徑的測試數(shù)據(jù)生成問題可以描述為給定一個(gè)程序P和P中一條路徑W，設(shè)P的輸入空間為D，求x∈D，使得P以x為輸入運(yùn)行，所經(jīng)過的路徑為W。軟件測試中的控制流測試中諸如語句覆蓋、分支覆蓋、條件覆蓋、判定一條件覆蓋、路徑覆蓋等問題，數(shù)據(jù)流測試中的定義覆蓋、引用覆蓋等問題，組裝測試中的凋用對覆蓋、數(shù)據(jù)流測試等問題，以及面向斷言的測試和回歸測試中的一些問題都可以歸結(jié)為該問題。目前，測試人員一般采用手工方法尋找x。自動(dòng)求解面向路徑的測試數(shù)據(jù)將有效地提高軟件測試的效率和質(zhì)量。
解決面向路徑的測試數(shù)據(jù)生成的關(guān)鍵在于約束系統(tǒng)的建立和求解。建立約束系統(tǒng)的困難是分析、化簡路徑W上的各種語句成分和各種數(shù)據(jù)類型，建立盡可能簡潔的約束系統(tǒng)；求解約束系統(tǒng)的主要困難是處理可能存在的非線性約束。Matiyasevi 和E.J.Weyuker等人的研究表明不存在通用的有效的算法，對于任意的P和W，能生成使W被經(jīng)過的程序輸入。但是實(shí)際應(yīng)用的需要迫使人們進(jìn)行研究，并提出各種方法求解該問題。
對于某種面向路徑的測試數(shù)據(jù)生成方法，當(dāng)W上存在函數(shù)調(diào)用或者可執(zhí)行程序調(diào)用，但是沒有提供被調(diào)用的函數(shù)或程序的源代碼，只是給出該函數(shù)編譯后的目標(biāo)代碼或程序編譯后的可執(zhí)行代碼，且后面的謂詞函數(shù)對這些目標(biāo)代碼或可執(zhí)行代碼存在數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，此時(shí)，若該方法仍能生成測試數(shù)據(jù)，則稱該方法能夠用于黑盒測試，否則稱該方法不能用于黑盒測試。
目前，國內(nèi)外面向路徑的測試數(shù)據(jù)生成方法可分為四類隨機(jī)法、試探法、靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。隨機(jī)法實(shí)質(zhì)上是困難的。試探法主要包括遺傳算法和模擬退火法兩種。遺傳算法本身很復(fù)雜，其理論研究目前相當(dāng)有限，結(jié)果也不太深入，作為遺傳算法的理論基石之一的隱性并行性的證明還存在嚴(yán)重缺陷。模擬退火法的收斂速度很緩慢。靜態(tài)法包括符號執(zhí)行法和區(qū)間算術(shù)法，它們都需要對W上的語句進(jìn)行轉(zhuǎn)換，故不能用于黑盒測試。符號執(zhí)行方法通常要進(jìn)行復(fù)雜的代數(shù)運(yùn)算，且難于處理依賴于輸入變量的循環(huán)條件、數(shù)組元素下標(biāo)和函數(shù)調(diào)用。區(qū)間算術(shù)法需要對變量的取值區(qū)間進(jìn)行對分窮舉，當(dāng)變量的取值區(qū)間為無窮區(qū)間時(shí)，該方法也是困難的。動(dòng)態(tài)法可分為直線式程序法和Bogdan Korel、M.Gallagher等人、Neelam Gupta等人分別提出的方法等幾種。直線式程序法要求用戶先提供所有整數(shù)類型的變量值，并且在數(shù)值優(yōu)化過程有可能陷于局部極值。Bogdan Korel和M.Gallagher等人分別提出的方法一次只考慮一個(gè)分支謂詞和一個(gè)輸入變量，且使用回溯技術(shù)，迭代次數(shù)多，資源消耗大；且Bogdan Korel提出的方法為了減小搜索的盲目性，需要采用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流分析技術(shù)確定影響分支謂詞的變量，不能用于黑盒測試。
Neelam Gupta等人于1998年在ACM SIGSOFT第六屆軟件工程基礎(chǔ)國際研討會的論文集(Proceedings of The ACM SIGSOFT Sixth InternationalSymposium on the Foundations of Software Engineering)上發(fā)表的論文“Automated test data generation using an iterative relaxationmethod”中提出一種動(dòng)態(tài)方法，從程序輸入空間D中任選一組程序輸入考察W上各分支謂詞，通過靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流分析確定各謂詞函數(shù)對于輸入變量的依賴關(guān)系，構(gòu)造謂詞片和動(dòng)態(tài)切片，建立這些謂詞函數(shù)關(guān)于當(dāng)前輸入的線性算術(shù)表示，然后建立輸入變量的增量的線性約束系統(tǒng)，進(jìn)而建立輸入變量的增量的線性方程系統(tǒng)，采用高斯消去法求解后得到各輸入變量的增量，從而獲得一組新的程序輸入。
該方法在構(gòu)造線性約束系統(tǒng)的過程中必須分析W上各語句之間的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，故構(gòu)造線性約束系統(tǒng)的效率較低，求解問題的能力較弱，不能用于黑盒測試當(dāng)W上有循環(huán)語句時(shí)，必須指明該循環(huán)的循環(huán)體執(zhí)行的次數(shù)，并將循環(huán)在W上展開；當(dāng)W上存在函數(shù)調(diào)用時(shí)，需要采用類似宏替換的方法用實(shí)參替換被調(diào)用的函數(shù)體中的形參，將被調(diào)用的函數(shù)體在調(diào)用處展開。該方法不允許W上有g(shù)oto語句；且該方法采用高斯消去法求解所建立的線性方程系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn)若自由變量取值不適當(dāng)，可能導(dǎo)致線性方程系統(tǒng)不相容。
Neelam Gupta等人于1999年在IEEE第十四屆自動(dòng)化軟件工程國際會議的論文集(Proceedings of The 14th IEEE International Conference onAutomated Software Engineering)上發(fā)表的論文“UNA based iterativetest data generation and its evaluation”中提出基于最小二乘解的約束求解方法，克服了基于高斯消去法的約束求解方法的缺點(diǎn)，但仍存在以下缺點(diǎn)(1)存在這樣的線性混合整數(shù)規(guī)劃問題，至少有一組解，但是基于最小二乘解的約束求解方法找不到；(2)對于所有規(guī)模的問題，基于最小二乘解的約束求解方法尋找實(shí)數(shù)值解的迭代算法在最壞情況下不收斂。
Jon Edvardsson等人于2001年在第八屆歐洲軟件工程會議與ACMSIGSOFT第九屆軟件工程基礎(chǔ)國際研討會的聯(lián)合會議的論文集(Proceedings of The Joint 8th European Software EngineeringConference and 9th ACM SIGSOFT Symposium on the Foundations ofSoftware Engineering)上發(fā)表的論文“Analysis of the constraint solverin UNA based test data generation”中提出的基于線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃的約束求解方法可以克服基于最小二乘解的約束求解方法的缺點(diǎn)。但是基于線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃的約束求解方法仍存在以下缺點(diǎn)存在可行的W，并且W上某些謂詞函數(shù)中含有輸入變量的非線性函數(shù)，由于采用線性算術(shù)表示對謂詞函數(shù)進(jìn)行線性化，根據(jù)某些初始程序輸入建立的線性約束系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一個(gè)矛盾的線性方程系統(tǒng)，如果采用基于線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃的約束求解方法，則無法生成相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)。此外，人們在建立約束系統(tǒng)后，還研究了一些其它的約束求解方法，效果均不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是針對現(xiàn)有的面向路徑W測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成方法的不足，提出一種新的測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成方法，無須分析W上各語句之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，通過計(jì)算W上各謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示，為輸入變量建立線性約束系統(tǒng)，采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的約束求解方法，經(jīng)過若干次迭代尋找所需的測試數(shù)據(jù)，該方法既能用于白盒測試，又能用于黑盒測試。
本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明由輸入接口、詞法分析器、語法分析器、約束構(gòu)造器、約束求解器、路徑滿足檢查器、輸出接口模塊實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成。本發(fā)明總體邏輯結(jié)構(gòu)是用戶指定程序路徑W，詞法分析器對W進(jìn)行詞法分析后，語法分析器根據(jù)詞法分析的結(jié)果對W進(jìn)行語法分析，將W轉(zhuǎn)換為約束構(gòu)造程序和路徑滿足檢查程序，約束構(gòu)造程序經(jīng)編譯產(chǎn)生約束構(gòu)造器，路徑滿足檢查程序經(jīng)編譯產(chǎn)生路徑滿足檢查器；約束構(gòu)造器根據(jù)當(dāng)前程序輸入和各輸入變量的增量執(zhí)行W上的語句，不分析W上的語句之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，構(gòu)造W上各謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示，然后建立輸入變量的線性約束系統(tǒng)；約束求解器采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的方法求解線性約束系統(tǒng)若W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，則采用基于線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解，若W上的謂詞函數(shù)中含有輸入變量的非線性函數(shù)，則采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的方法求解；求解后獲得新的程序輸入即測試數(shù)據(jù)；最后由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該程序輸入能使W被經(jīng)過則結(jié)束，若該程序輸入不能使W被經(jīng)過則根據(jù)W上所有謂詞函數(shù)是否為輸入變量的線性函數(shù)以及迭代次數(shù)上限決定是否繼續(xù)迭代求解；求解結(jié)果由輸出接口輸出。本發(fā)明定義了以下四個(gè)名詞定義1.分支謂詞程序路徑W上具有明確取值要求的判斷語句中的條件表達(dá)式稱為分支謂詞。不失一般性，設(shè)分支謂詞為Exp1？Exp2的形式，其中Exp1？Exp2是關(guān)系表達(dá)式，Exp1和Exp2是算術(shù)表達(dá)式，？∈{＞，≥，＝，＜，≤}。
循環(huán)語句可以轉(zhuǎn)換為等價(jià)的用判斷語句和轉(zhuǎn)移語句表達(dá)的形式。當(dāng)人們關(guān)心W上的循環(huán)體的內(nèi)部執(zhí)行情況時(shí)，可以將循環(huán)展開。當(dāng)人們不關(guān)心循環(huán)體的內(nèi)部執(zhí)行情況時(shí)，可以直接將該循環(huán)作為一個(gè)黑盒放在W上，不必將其展開。
當(dāng)人們不關(guān)心W上判斷語句是執(zhí)行“真”分支還是“假”分支時(shí)，可以直接將該判斷語句作為一個(gè)黑盒放在W上。定義2.謂詞結(jié)點(diǎn)稱分支謂詞所在的判斷語句為謂詞結(jié)點(diǎn)。定義3.謂詞函數(shù)謂詞結(jié)點(diǎn)的分支謂詞Exp1？Exp2可被轉(zhuǎn)換成等價(jià)的分支謂詞形式F？0，其中F為算術(shù)表達(dá)式Exp1-Exp2，稱F為該謂詞結(jié)點(diǎn)的謂詞函數(shù)。定義4.線性算術(shù)表示設(shè)ni為W上的謂詞結(jié)點(diǎn)，并且X＝<x1，…，xt>和Y＝<y1，…，yt)為程序輸入和輸入變量的增量，其中t為W上輸入變量的個(gè)數(shù)，yj≠0，j＝1，...，t，若ni的謂詞函數(shù)為F，則稱L(i，X，Y，W)＝di1v1+…+ditvt+ci為W上ni處F關(guān)于X和Y的線性算術(shù)表示，其中dij＝(Pnewij-Poldi)/yj，ci＝Poldi-di1×x1-…-dit×xt，Poldi和Pnewij分別為按照程序輸入X和X+<0，…，0，yj，0，…，0>依次執(zhí)行W上的ni之前的除謂詞結(jié)點(diǎn)之外的語句，計(jì)算F所得之值。
本發(fā)明允許程序中變量的數(shù)據(jù)類型為整數(shù)類型，實(shí)數(shù)類型，基本數(shù)據(jù)類型為整數(shù)類型或?qū)崝?shù)類型的數(shù)組、結(jié)構(gòu)等復(fù)合類型，以及指向上述各種類型的指針類型。
如果程序中包含了布爾類型的變量，就將其轉(zhuǎn)化為實(shí)數(shù)類型，用大于或等于零的數(shù)表示“真”值，用負(fù)數(shù)表示“假”值。如果一條路徑上的某分支謂詞中的條件表達(dá)式由兩個(gè)或兩個(gè)以上的布爾類型的變量的合取組成(如A∧B)，那么就將這個(gè)分支謂詞視同在經(jīng)過該路徑時(shí)必須同時(shí)滿足的多個(gè)分支謂詞A≥0、B≥0。如果一條路徑上的某分支謂詞中的條件表達(dá)式由兩個(gè)或兩個(gè)以上的布爾變量的析取組成(如A∨B)，那么在該路徑上一次只取一個(gè)分支謂詞A≥0或B≥0與其它分支謂詞一起考慮。如果用其中的一個(gè)沒找到解，就試另一個(gè)。
若分支謂詞為Exp1≠Exp2，則將其轉(zhuǎn)化為等價(jià)的形式(Exp1＞Exp2)∨(Exp1＜Exp2)，然后按與布爾類型的變量的析取類似的方法進(jìn)行處理即可。
字符類型的變量的取值實(shí)質(zhì)上是取值范圍受限的整數(shù)值。對于字符類型的變量，用ASCII字符集將字符類型的值映射為整數(shù)類型，并引入附加的約束以限制它的整數(shù)解落在有效的取值范圍內(nèi)，然后用ASCII字符集將整數(shù)解映射回相應(yīng)的字符類型的值。按類似的方法可以處理枚舉類型的變量。
W中允許包括函數(shù)調(diào)用或者可執(zhí)行程序調(diào)用，本發(fā)明將被調(diào)用的函數(shù)或可執(zhí)行程序視為黑盒，直接將調(diào)用語句放在W上。若黑盒中包含輸入語句，用戶還需提供黑盒的接口規(guī)范規(guī)定的黑盒中的輸入變量的個(gè)數(shù)及各輸入變量的數(shù)據(jù)類型。
本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)步驟是1.用戶從輸入接口指定程序路徑W、各輸入變量的初值和增量以及其它參數(shù)值，如W上的所有謂詞函數(shù)是否均為輸入變量的線性函數(shù)、當(dāng)W上的某謂詞函數(shù)為輸入變量的非線性函數(shù)時(shí)迭代求解的次數(shù)上限、以及當(dāng)W上存在黑盒且黑盒中包含輸入語句時(shí)，根據(jù)黑盒的接口規(guī)范所規(guī)定的黑盒中的輸入變量的個(gè)數(shù)及各輸入變量的數(shù)據(jù)類型等。
2.詞法分析器對W進(jìn)行詞法分析后，語法分析器根據(jù)詞法分析的結(jié)果對W進(jìn)行語法分析，將W轉(zhuǎn)換為約束構(gòu)造程序和路徑滿足檢查程序，約束構(gòu)造程序經(jīng)編譯產(chǎn)生約束構(gòu)造器，路徑滿足檢查程序經(jīng)編譯產(chǎn)生路徑滿足檢查器。
3.約束構(gòu)造器根據(jù)當(dāng)前程序輸入和各輸入變量的增量執(zhí)行W上的語句，構(gòu)造W上各謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示，方法是用戶輸入程序路徑W、輸入變量的初值X＝<x1，…，xt>和輸入變量的增量Y＝<y1，…，yt>。對于W上的m個(gè)謂詞結(jié)點(diǎn)n1…，nm，依次令ni的謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示為L(i，X，Y，W)＝di1v1+…+ditvt+ci，按照X依次執(zhí)行W上的ni之前的除謂詞結(jié)點(diǎn)之外的語句，計(jì)算ni的謂詞函數(shù)值Poldi，并且令ci＝Poldi，其中i＝1，...，m。然后計(jì)算各線性算術(shù)表示的系數(shù)值和常數(shù)項(xiàng)，計(jì)算方法是對于W上的t個(gè)輸入變量v1，…，vt的初值x1，…，xt，依次將第j個(gè)輸入變量vj的值xj與其增量yj相加，其余輸入變量的值保持不變，將新的輸入記作Z，然后按照Z依次執(zhí)行W上的ni之前的除謂詞結(jié)點(diǎn)之外的語句，計(jì)算ni的謂詞函數(shù)值Pnewij，并且令dij＝(Pnewij-Poldi)/yj，ci＝ci-dij×xj，其中i＝1，...，m，j＝1，...，t。然后建立輸入變量的線性約束系統(tǒng)如果謂詞結(jié)點(diǎn)nj的分支謂詞F？0的值應(yīng)該為“真”，那么由nj的謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示L(i，X，Y，W)建立的線性約束為L(i，X，Y，W)？0，其中的關(guān)系操作符與F？0中的相同；如果謂詞結(jié)點(diǎn)ni的分支謂詞F？0的值應(yīng)該為“假”，那么由ni的謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示L(i，X，Y，W)建立的線性約束為L(i，X，Y，W)？？0，其中的關(guān)系操作符“？？”與F？0中的“？”相反，即當(dāng)“？”為“＞”時(shí)，“？？”為“≤”；當(dāng)“？”為“≥”時(shí)，“？？”為“＜”；當(dāng)“？”為“＜”時(shí)，“？？”為“≥”；當(dāng)“？”為“≥”時(shí)，“？？”為“＜”；當(dāng)“？”為“＝”時(shí)，“？？”為“≠”，即(L(i，X，Y，W)＞0)∨(L(i，X，Y，W)＜0)。
4.約束求解器采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的方法求解該線性約束系統(tǒng)若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，則采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解；若用戶指定W上的謂詞函數(shù)中含有輸入變量的非線性函數(shù)，則先采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解，若無法找到解，則將該線性約束系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為線性方程系統(tǒng)，求它的最小二乘解。
4.1若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，并且線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法找到解，則由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該解能使W被經(jīng)過則從輸出接口輸出解，然后結(jié)束；若該解不能使W被經(jīng)過則從輸出接口給出求解精度可能不夠的警告，然后結(jié)束。
4.2若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，所有輸入變量均無整數(shù)限制，并且線性規(guī)劃方法找不到解，則從輸出接口給出W不可行的結(jié)論，然后結(jié)束。
4.3若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，某輸入變量有整數(shù)限制，并且線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法找不到解，則從輸出接口給出W可能不可行的結(jié)論，然后結(jié)束。
4.4若用戶指定W上的某謂詞函數(shù)為輸入變量的非線性函數(shù)，則先采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解，若找到解，則由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該解能使W被經(jīng)過則從輸出接口輸出解，然后結(jié)束；若該解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)已經(jīng)達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則從輸出接口給出W可能不可行的結(jié)論，然后結(jié)束；若該解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)尚未達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則當(dāng)前迭代次數(shù)加一，將該解作為新的當(dāng)前程序輸入，轉(zhuǎn)第3步進(jìn)行下次迭代。
4.5若用戶指定W上的謂詞函數(shù)中含有輸入變量的非線性函數(shù)，則先采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解，若找不到解，則將該線性約束系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為線性方程系統(tǒng)，求它的最小二乘解。由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該最小二乘解能使W被經(jīng)過則從輸出接口輸出該最小二乘解，然后結(jié)束；若該最小二乘解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)已經(jīng)達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則從輸出接口給出W可能不可行的結(jié)論，然后結(jié)束；若該最小二乘解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)尚未達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則當(dāng)前迭代次數(shù)加一，將最小二乘解作為新的當(dāng)前程序輸入，轉(zhuǎn)第3步進(jìn)行下次迭代。
采用本發(fā)明進(jìn)行軟件測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成可以達(dá)到如下有益效果1.無須分析程序路徑W上各語句之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，構(gòu)造線性約束系統(tǒng)的效率高，分析表明，Neelam Gupta等人提出的方法構(gòu)造線性約束系統(tǒng)的時(shí)間復(fù)雜性為O(k2·n+k·n·lmax·t)，空間復(fù)雜性為O(k2·n)，本發(fā)明構(gòu)造線性約束系統(tǒng)的時(shí)間復(fù)雜性和空間復(fù)雜性分別為O(k·t)和O(m·t)，其中k，n，lmax，t，m分別表示W(wǎng)上的語句個(gè)數(shù)、被定值變量個(gè)數(shù)(即輸入變量個(gè)數(shù)與被賦值變量個(gè)數(shù)之和)、各謂詞結(jié)點(diǎn)的謂詞片中語句個(gè)數(shù)的最大值、輸入變量個(gè)數(shù)和謂詞結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，并且m≤k，t≤n。
2.無須分析程序路徑W上各語句之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，生成測試數(shù)據(jù)的能力強(qiáng)，不僅能夠用于白盒測試，而且能夠用于黑盒測試。當(dāng)W上有循環(huán)語句而且人們不關(guān)心循環(huán)體的內(nèi)部執(zhí)行情況時(shí)，本發(fā)明能夠直接將該循環(huán)作為一個(gè)黑盒放在W上，不必將其展開。當(dāng)人們不關(guān)心W上判斷語句是執(zhí)行“真”分支還是“假”分支時(shí)，本發(fā)明同樣可以直接將該判斷語句作為一個(gè)黑盒放在W上。當(dāng)W上存在函數(shù)調(diào)用或可執(zhí)行程序調(diào)用時(shí)，本發(fā)明可以將被調(diào)用的函數(shù)體或可執(zhí)行程序視為黑盒，不必在調(diào)用處展開，從而進(jìn)一步提高了效率。本發(fā)明能夠直接處理goto語句。
3.約束求解器采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的方法求解線性約束系統(tǒng)，結(jié)合了線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法的優(yōu)點(diǎn)，通用性好，對于謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)或者謂詞函數(shù)中含有輸入變量的非線性函數(shù)的一些程序路徑能夠有效地找到解。
4.當(dāng)程序路徑W上各謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)且所有輸入變量均無整數(shù)限制時(shí)，迭代一次后，本發(fā)明或者能找到所需的測試數(shù)據(jù)，或者保證該程序路徑不可行。
5.可移植性好，不受程序設(shè)計(jì)語言和操作系統(tǒng)的限制，易于移植到各種程序設(shè)計(jì)語言和操作系統(tǒng)。
6.適用范圍廣，能夠用于單元測試、集成(組裝)測試等階段以及面向斷言的測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成和回歸測試數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成。


圖1是本發(fā)明總體邏輯結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的總流程圖。
圖3是本發(fā)明構(gòu)造線性算術(shù)表示的示意圖。
圖4是本發(fā)明求解線性約束系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明總體邏輯結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明由輸入接口、詞法分析器、語法分析器、約束構(gòu)造器、約束求解器、路徑滿足檢查器、輸出接口模塊實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成。其總體邏輯結(jié)構(gòu)是用戶指定程序路徑W，詞法分析器對W進(jìn)行詞法分析后，語法分析器根據(jù)詞法分析的結(jié)果對W進(jìn)行語法分析，將W轉(zhuǎn)換為約束構(gòu)造程序和路徑滿足檢查程序，約束構(gòu)造程序經(jīng)編譯產(chǎn)生約束構(gòu)造器，路徑滿足檢查程序經(jīng)編譯產(chǎn)生路徑滿足檢查器；約束構(gòu)造器根據(jù)當(dāng)前程序輸入和各輸入變量的增量執(zhí)行W上的語句，不分析W上的語句之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，計(jì)算W上各謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示，然后建立輸入變量的線性約束系統(tǒng)；約束求解器采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的方法求解線性約束系統(tǒng)；求解后獲得新的程序輸入即測試數(shù)據(jù)；最后由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該程序輸入能使W被經(jīng)過則結(jié)束，若該程序輸入不能使W被經(jīng)過則根據(jù)W上所有謂詞函數(shù)是否為輸入變量的線性函數(shù)以及迭代次數(shù)上限決定是否繼續(xù)迭代求解；求解結(jié)果由輸出接口輸出。
圖2是本發(fā)明的總流程圖，圖4描述了本發(fā)明求解線性約束系統(tǒng)的方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)步驟是1.用戶從輸入接口指定程序路徑W、各輸入變量的初值和增量以及其它參數(shù)值，如W上的所有謂詞函數(shù)是否均為輸入變量的線性函數(shù)、當(dāng)W上的某謂詞函數(shù)為輸入變量的非線性函數(shù)時(shí)迭代求解的次數(shù)上限、以及當(dāng)W上存在黑盒且黑盒中包含輸入語句時(shí)，根據(jù)黑盒的接口規(guī)范所規(guī)定的黑盒中的輸入變量的個(gè)數(shù)及各輸入變量的數(shù)據(jù)類型等。
2.詞法分析器對W進(jìn)行詞法分析后，語法分析器根據(jù)詞法分析的結(jié)果對W進(jìn)行語法分析，將W轉(zhuǎn)換為約束構(gòu)造程序和路徑滿足檢查程序，約束構(gòu)造程序經(jīng)編譯產(chǎn)生約束構(gòu)造器，路徑滿足檢查程序經(jīng)編譯產(chǎn)生路徑滿足檢查器。
3.約束構(gòu)造器根據(jù)當(dāng)前程序輸入和各輸入變量的增量執(zhí)行W上的語句，計(jì)算W上各謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示，建立輸入變量的線性約束系統(tǒng)。
4.約束求解器采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的方法求解該線性約束系統(tǒng)，如圖4若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，則采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解；若用戶指定W上的謂詞函數(shù)中含有輸入變量的非線性函數(shù)，則先采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解，若無法找到解，則將該線性約束系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為線性方程系統(tǒng)，求它的最小二乘解。
4.1若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，并且線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法找到解，則由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該解能使W被經(jīng)過則從輸出接口輸出解，然后結(jié)束；若該解不能使W被經(jīng)過則從輸出接口給出求解精度可能不夠的警告，然后結(jié)束。
4.2若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，所有輸入變量均無整數(shù)限制，并且線性規(guī)劃方法找不到解，則從輸出接口給出W不可行的結(jié)論，然后結(jié)束。
4.3若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，某輸入變量有整數(shù)限制，并且線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法找不到解，則從輸出接口給出W可能不可行的結(jié)論，然后結(jié)束。
4.4若用戶指定W上的某謂詞函數(shù)為輸入變量的非線性函數(shù)，則先采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解，若找到解，則由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該解能使W被經(jīng)過則從輸出接口輸出解，然后結(jié)束；若該解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)已經(jīng)達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則從輸出接口給出W可能不可行的結(jié)論，然后結(jié)束；若該解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)尚未達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則當(dāng)前迭代次數(shù)加一，將該解作為新的當(dāng)前程序輸入，轉(zhuǎn)第3步進(jìn)行下次迭代。
4.5若用戶指定W上的謂詞函數(shù)中含有輸入變量的非線性函數(shù)，則先采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解，若找不到解，則將該線性約束系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為線性方程系統(tǒng)，求它的最小二乘解。由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該最小二乘解能使W被經(jīng)過則從輸出接口輸出該最小二乘解，然后結(jié)束；若該最小二乘解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)已經(jīng)達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則從輸出接口給出W可能不可行的結(jié)論，然后結(jié)束；若該最小二乘解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)尚未達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則當(dāng)前迭代次數(shù)加一，將最小二乘解作為新的當(dāng)前程序輸入，轉(zhuǎn)第3步進(jìn)行下次迭代。
圖3描述了本發(fā)明構(gòu)造線性算術(shù)表示的方法。用戶輸入程序路徑W、輸入變量的初值X＝<x1，…，xt>和輸入變量的增量Y＝<y1，…，yt>。對于W上的m個(gè)謂詞結(jié)點(diǎn)n1，…，nm，依次令ni的謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示為L(i，X，Y，W)＝di1v1+…+ditvt+ci，按照X依次執(zhí)行W上的ni之前的除謂詞結(jié)點(diǎn)之外的語句，計(jì)算ni的謂詞函數(shù)值Poldi，并且令ci＝Poldi，其中i＝1，...，m。然后計(jì)算各線性算術(shù)表示的系數(shù)值和常數(shù)項(xiàng)，計(jì)算方法是對于W上的t個(gè)輸入變量v1，…，vt的初值x1，…，xt，依次將第j個(gè)輸入變量vj的值xj與其增量yj相加，其余輸入變量的值保持不變，將新的輸入記作Z，然后按照Z依次執(zhí)行W上的ni之前的除謂詞結(jié)點(diǎn)之外的語句，計(jì)算ni的謂詞函數(shù)值Pnewij，并且令dij＝(Pnewij-Poldi)/yj，ci＝ci-dij×xj，其中i＝1，...，m，j＝1，...，t。
根據(jù)軟件工程的思想，本發(fā)明采用面向?qū)ο蟮姆椒?，使用UML進(jìn)行設(shè)計(jì)，在Windows98操作系統(tǒng)下用C++語言和Java語言對本發(fā)明進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，開發(fā)出為C語言和Java語言程序路徑自動(dòng)生成測試數(shù)據(jù)的原型工具(Path-wise Test Data Generator，簡稱PTDG)。
在以下函數(shù)中，對于一個(gè)具有十個(gè)元素的數(shù)組X，其中各元素的值是任意輸入的，要求采用冒泡排序方法對X中各元素進(jìn)行排序，使得各元素按不減序排列，即X
＜＝X[1]＜＝X[2]＜＝X[3]＜＝X[4]＜＝X[5]＜＝X[6]＜＝X[7]＜＝X[8]＜＝X[9]。但是在該函數(shù)中存在一個(gè)錯(cuò)誤，即外層循環(huán)的結(jié)束條件“i＜＝7”應(yīng)為“i＜＝8”。
<pre listing-type="program-listing">void Bubble_Sort(int X[])　　{　　int temp，i，j；&lt;!-- SIPO &lt;DP n="10"&gt; --&gt;&lt;dp n="d10"/&gt;　　scanf(″％d％d％d％d％d％d％d％d％d％d″，　　&amp;amp;X
， &amp;amp;X[1]， &amp;amp;X[2]， &amp;amp;X[3]， &amp;amp;X[4]，　　&amp;amp;X[5]， &amp;amp;X[6]， &amp;amp;X[7]， &amp;amp;X[8]， &amp;amp;X[9])；　　for(i＝0；i＜＝7；i++)　　for(j＝0；j＜＝8；j++)　　if(X[j]＞X[j+1]){　　temp＝X [j]；　　X[j]＝X[j+1]；　　X[j+1]＝temp；}　　}</pre>當(dāng)在以下程序路徑W1＝&lt;n1，n2，n3&gt;中調(diào)用該函數(shù)，n1int X[10]；n2Bubble_Sort(X)；n3@X
＞X[1]@PTDG從初始輸入&lt;X
＝X[1]＝X[2]＝X[3]＝X[4]＝X[5]＝X[6]＝X[7]＝X[8]＝X[9]＝1&gt;出發(fā)，假設(shè)各輸入變量的增量為&lt;1，1，1，1，1，1，1，1，1，-1&gt;，經(jīng)過兩次迭代能夠找到使W1被經(jīng)過的程序輸入&lt;X
＝X[1]＝X[2]＝X[3]＝X[4]＝X[5]＝X[6]＝X[7]＝X[8]＝0，X[9]＝-1&gt;。
上述結(jié)果表明，存在程序輸入&lt;X
＝X[1]＝X[2]＝X[3]＝X[4]＝X[5]＝X[6]＝X[7]＝X[8]＝0，X[9]＝-1&gt;，當(dāng)按照這組輸入執(zhí)行W1時(shí)，W1是可行的，即調(diào)用函數(shù)Bubble_Sort后，會出現(xiàn)“X
＞X[1]”的結(jié)果，故違反了設(shè)計(jì)要求，從而發(fā)現(xiàn)函數(shù)中存在錯(cuò)誤。上述結(jié)果也表明PTDG可以直接處理函數(shù)調(diào)用。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)Bubble_Sort的函數(shù)體儀為目標(biāo)代碼而無源代碼時(shí)，PTDG仍然能夠找到相同的解，而Neelam Gupta等人提出的方法則無法構(gòu)造線性算術(shù)表示。因此本發(fā)明能夠用于黑盒測試。
在以下程序中，謂詞函數(shù)中含有輸入變量的非線性函數(shù)“x*x”。
n1float x；n2scanf(″％f″，&amp;x)；n3if(x＜-1)n4if(x*x＞0)
n5printf(″Ok！″)；n6else printf(″No.″)；n7else printf(″No.″)；對于其中的路徑W2＝&lt;n1，n2，n3，n4，n5&gt;，從初始輸入x＝1出發(fā)，假設(shè)輸入變量x的增量為1，PTDG所得到的如下線性約束系統(tǒng)n3x+1＜0n43x-2＞0是矛盾的，儀采用基于線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃的約束求解方法無法進(jìn)行求解，PTDG采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的約束求解方法卻能夠經(jīng)過六次迭代找到使W2被經(jīng)過的程序輸入-1.388210。由此可見本發(fā)明強(qiáng)大的尋找測試數(shù)據(jù)的能力。
發(fā)明人還用其它一些實(shí)際的程序路徑對PTDG進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PTDG能夠處理的程序中的語句包括順序、條件、循環(huán)、轉(zhuǎn)移等語句，其中順序語句包括說明語句、賦值語句、輸入語句、輸出語句等；能夠?yàn)檎麛?shù)類型、浮點(diǎn)類型、雙精度浮點(diǎn)類型的輸入變量生成測試數(shù)據(jù)；可以直接處理數(shù)組、結(jié)構(gòu)、指針和函數(shù)調(diào)用。并且可以擴(kuò)充為支持布爾類型、字符類型、枚舉類型。另外的實(shí)驗(yàn)表明PTDG能夠用于面向斷言的測試以及回歸測試等場合的測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成。
人們通常分單元測試、組裝測試、確認(rèn)測試等階段對大型軟件進(jìn)行測試。本發(fā)明可以直接應(yīng)用在單元測試的控制流測試中諸如語句覆蓋、分支覆蓋、條件覆蓋、判定-條件覆蓋、路徑覆蓋等，數(shù)據(jù)流測試中的定義覆蓋、引用覆蓋等方面。由于本發(fā)明能夠用于黑盒測試，故本發(fā)明支持更高層次的軟件測試，譬如組裝測試中的調(diào)用對覆蓋、數(shù)據(jù)流測試。本發(fā)明也可以用于面向斷言的測試以及回歸測試等方面。
權(quán)利要求
1.一種面向路徑的測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成方法，由輸入接口、詞法分析器、語法分析器、約束構(gòu)造器、約束求解器、路徑滿足檢查器、輸出接口模塊實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成，其特征在于其實(shí)現(xiàn)步驟是[1]用戶從輸入接口指定程序路徑W、各輸入變量的初值和增量以及其它參數(shù)值，如W上的所有謂詞函數(shù)是否均為輸入變量的線性函數(shù)、當(dāng)W上的某謂詞函數(shù)為輸入變量的非線性函數(shù)時(shí)迭代求解的次數(shù)上限、以及當(dāng)W上存在黑盒且黑盒中包含輸入語句時(shí)，根據(jù)黑盒的接口規(guī)范所規(guī)定的黑盒中的輸入變量的個(gè)數(shù)及各輸入變量的數(shù)據(jù)類型等；[2]詞法分析器對W進(jìn)行詞法分析后，語法分析器根據(jù)詞法分析的結(jié)果對W進(jìn)行語法分析，將W轉(zhuǎn)換為約束構(gòu)造程序和路徑滿足檢查程序，約束構(gòu)造程序經(jīng)編譯產(chǎn)生約束構(gòu)造器，路徑滿足檢查程序經(jīng)編譯產(chǎn)生路徑滿足檢查器；[3]約束構(gòu)造器根據(jù)當(dāng)前程序輸入和各輸入變量的增量執(zhí)行W上的語句，不分析W上的語句之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，構(gòu)造W上各謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示，然后建立輸入變量的線性約束系統(tǒng)；[4]約束求解器采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的方法求解該線性約束系統(tǒng)若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，則采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解；若用戶指定W上的謂詞函數(shù)中含有輸入變量的非線性函數(shù)，則先采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解，若無法找到解，則將該線性約束系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為線性方程系統(tǒng)，求它的最小二乘解；求解后獲得新的程序輸入即測試數(shù)據(jù)；最后由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該程序輸入能使W被經(jīng)過則結(jié)束，若該程序輸入不能使W被經(jīng)過則根據(jù)W上所有謂詞函數(shù)是否為輸入變量的線性函數(shù)以及迭代次數(shù)上限決定是否繼續(xù)迭代求解；求解結(jié)果由輸出接口輸出。
2.權(quán)利要求1所述的一種面向路徑的測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成方法，其特征在于所述約束構(gòu)造器構(gòu)造W上各謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示的方法是用戶輸入程序路徑W、輸入變量的初值X＝&lt;x1，…，xt&gt;和輸入變量的增量Y＝&lt;y1，…，yt&gt;；對于W上的m個(gè)謂詞結(jié)點(diǎn)n1，.…，nm，依次令ni的謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示為L(i，X，Y，W)＝di1v1+…+ditvt+ci，按照X依次執(zhí)行W上的ni之前的除謂詞結(jié)點(diǎn)之外的語句，計(jì)算ni的謂詞函數(shù)值Poldi，并且令ci=Poldi，其中i=1，...，m；然后計(jì)算各線性算術(shù)表示的系數(shù)值和常數(shù)項(xiàng)，計(jì)算方法是對于W上的t個(gè)輸入變量v1，…，vt的初值x1，…，xt，依次將第j個(gè)輸入變量vj的值xj與其增量yj相加，其余輸入變量的值保持不變，將新的輸入記作Z，然后按照Z依次執(zhí)行W上的ni之前的除渭詞結(jié)點(diǎn)之外的語句，計(jì)算ni的謂詞函數(shù)值Pnewij，并且令dij＝(Pnewij-Poldi)/yi，ci＝ci-dij×xj，其中i=1，...，m，j＝1，...，t；然后建立輸入變量的線性約束系統(tǒng)如果渭詞結(jié)點(diǎn)ni的分支調(diào)詞F？0的值應(yīng)該為“真”，那么由ni的謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示L(i，X，Y，W，)建立的線性約束為L(i，X，Y，W)？0，其中的關(guān)系操作符與F？0中的相同；如果謂詞結(jié)點(diǎn)ni的分支謂詞F？0的值應(yīng)該為“假”，那么由ni的謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示L(i，X，Y，W)建立的線性約束為L(i，X，Y，W)？？0，其中的關(guān)系操作符“？？”與F？0中的“？”相反，即當(dāng)“？”為“＞”時(shí)，“？？”為“≤”；當(dāng)“？”為“≥”時(shí)，“？？”為“＜”；當(dāng)“？”為“＜”時(shí)，“？？”為“≥”；當(dāng)“？”為“≥”時(shí)，“？？”為“＜”；當(dāng)“？”為“＝”時(shí)，“？？”為“≠”，即(L(i，X，Y，W)＞0)∨(L(i，X，Y，W)＜0)。
3．如權(quán)利要求1所述的一種面向路徑的測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成方法，其特征在于所述線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的方法求解線性約束系統(tǒng)的過程是3.1若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，并且線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法找到解，則由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該解能使W被經(jīng)過則從輸出接口輸出解，然后結(jié)束；若該解不能使W被經(jīng)過則從輸出接口給出求解精度可能不夠的警告，然后結(jié)束；3.2若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，所有輸入變量均無整數(shù)限制，并且線性規(guī)劃方法找不到解，則從輸出接口給出W不可行的結(jié)論，然后結(jié)束；3.3若用戶指定W上的謂詞函數(shù)均為輸入變量的線性函數(shù)，某輸入變量有整數(shù)限制，并且線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法找不到解，則從輸出接口給出W可能不可行的結(jié)論，然后結(jié)束；3.4若用戶指定W上的某謂詞函數(shù)為輸入變量的非線性函數(shù)，則先采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解，若找到解，則由路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該解能使W被經(jīng)過則從輸出接口輸出解，然后結(jié)束；若該解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)已經(jīng)達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則從輸出接口給出W可能不可行的結(jié)論，然后結(jié)束；若該解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)尚未達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則當(dāng)前迭代次數(shù)加一，將該解作為新的當(dāng)前程序輸入，轉(zhuǎn)第[3]步進(jìn)行下次迭代；3.5若用戶指定W上的調(diào)詞函數(shù)中含有輸入變量的非線性函數(shù)，則先采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃方法求解，若找不到解，則將該線性約束系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為線性方程系統(tǒng)，求它的最小二乘解；山路徑滿足檢查器進(jìn)行檢查，若該最小二乘解能使W被經(jīng)過則從輸出接口輸出該最小二乘解，然后結(jié)束；若該最小二乘解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)已經(jīng)達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則從輸出接口給出W可能不可行的結(jié)論，然后結(jié)束；若該最小二乘解不能使W被經(jīng)過，并且當(dāng)前迭代次數(shù)尚未達(dá)到用戶指定的迭代次數(shù)上限，則當(dāng)前迭代次數(shù)加一，將最小二乘解作為新的當(dāng)前程序輸入，轉(zhuǎn)第[3]步進(jìn)行下次迭代。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面向路徑的測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成方法，目的是提出一種無數(shù)據(jù)依賴關(guān)系分析的能夠用于白盒、黑盒的測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成的方法。本發(fā)明約束構(gòu)造器根據(jù)當(dāng)前程序輸入和各輸入變量的增量執(zhí)行路徑W上的語句，不分析W上的語句之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，構(gòu)造W上各謂詞函數(shù)的線性算術(shù)表示，然后建立輸入變量的線性約束系統(tǒng)；約束求解器采用線性規(guī)劃、線性整數(shù)規(guī)劃、線性混合整數(shù)規(guī)劃和最小二乘解法相結(jié)合的方法求解線性約束系統(tǒng)，經(jīng)過若干次迭代尋找所需的測試數(shù)據(jù)。本發(fā)明構(gòu)造線性約束系統(tǒng)的效率高，生成測試數(shù)據(jù)的能力強(qiáng)，既能用于白盒測試，又能用于黑盒測試；通用性和可移植性好，適用范圍廣。
文檔編號G06F11/36GK1402133SQ0213961
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者單錦輝, 王戟, 齊治昌 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)