面向對象軟件測試輸入差異性度量及在ART中的應用研究.pdf

1、隨著面向對象編程（Object Oriented Programming，OOP）技術的發(fā)展，目前越來越多的軟件采用OOP技術設計和開發(fā)軟件，我們稱之為面向對象軟件(Object OrientedSoftware，OOS)，OOS的應用領域非常廣，OOS的質量變得十分重要。然而，OOS中特有的封裝性、繼承性和多樣性給面向對象軟件的測試帶來了很大的挑戰(zhàn)。目前，存在諸多的面向對象軟件測試方法，其中基于隨機測試(Random Testing，

2、RT)的測試方法最為簡單易用，被廣泛應用于OOS的測試中。但是，現(xiàn)有的基于RT的測試方法的測試效率及效果不理想。近年來有學者使用改進的RT測試方法即自適應隨機測試(Adaptive RandomTesting，ART)對OOS進行測試并獲得了不錯的測試效果。
　　ART是TY Chen教授提出的一種改進的RT測試方法。研究表明有缺陷的軟件通常具有連續(xù)的失效區(qū)域。ART旨在產(chǎn)生均勻分布于整個軟件輸入域中的測試輸入，以提高錯誤檢測效率

3、。ART目前已引起學術界和工業(yè)界的廣泛關注，也產(chǎn)生了一系列的ART算法去生成均勻的測試輸入。ART方法的關鍵是要定義出一種測試輸入的差異性度量機制，以幫助生成均勻分布的測試輸入。現(xiàn)有的研究表明，ART能有效地提升軟件的測試效率，減少軟件測試的開銷。但因OOS中測試輸入較復雜，測試輸入間的差異性難以度量，故ART在OOS測試中還未進行深入的研究。本文根據(jù)面向對象軟件測試輸入的特點，提出了測試輸入的差異性度量機制，并且將自適應隨機測試技術應

4、用到面向對象軟件測試中，提出了基于距離度量的OOS測試方法。本文分別對單方法測試和多方法測試進行了大量的實驗研究，實驗結果表明了提出的方法的可行性和有效性。同時完成了一個基于自適應隨機測試的面向對象軟件測試原型系統(tǒng)的實現(xiàn)。主要工作闡述如下:
　　1.提出了面向對象軟件中測試輸入的差異性度量機制。首先提出了差異性度量機制的距離表現(xiàn)形式，并且定義了距離的相關運算，分析了現(xiàn)有的各種基本數(shù)據(jù)類型和面向對象軟件特有的自定義類型，給出了基本數(shù)

5、據(jù)類型間和自定義類型之間的距離計算的公式，完成了對象距離的度量?？紤]到測試用例中方法序列的多樣性，分別從不考慮方法參數(shù)和考慮方法參數(shù)兩種情況提出了方法序列差異性度量的公式，結合之前的對象距離度量，完成了對整個測試輸入的距離度量。
　　2.提出了基于距離度量的OOS測試方法并進行了實驗驗證。首先闡述了OOS的測試流程，其中涉及了對象信息的獲取和存儲、測試用例生成算法、基于ART的OOS算法和測試結果自動化分析，然后對測試類庫進行了單

6、方法測試，對各個方法的實驗結果進行了分析，最后對測試類庫進行了多方法測試，分考慮方法參數(shù)和不考慮方法參數(shù)這兩種情況進行討論和實驗分析。
　　3.設計實現(xiàn)了一個測試原型系統(tǒng)(ARTooXp)。該系統(tǒng)針對本文研究的測試輸入差異性度量機制和基于距離度量的OOS測試方法，分別設計了距離度量模塊和測試管理模塊。其中距離度量模塊主要利用本文提出的測試輸入差異性度量機制，完成面向對象程序中任意兩個對象間和任意兩個測試用例間的距離計算;測試管理模