[发明专利]面向路径的软件测试数据进化生成系统

权利要求书

1.面向路径的软件测试数据进化生成系统，其特征如下：

软件测试系统管理模块，是被测程序的选择、插装、输入处理以及外部变量处理等一系列设置操作，是通过一个交互式界面来实现的。

被测程序分析操作模块，实现了通过对被测程序的内部分析，得出被测程序的输入数据类型、被测程序的控制流图、进一步得到针对路径覆盖准则的目标路径等。

软件测试数据生成模块，主要使用遗传算法生成穿越目标路径的测试数据，本系统对传统遗传算法进行了改进，生成测试数据的效率较高，还提供了随机法生成穿越目标路径的测试数据作为对比。本模块包括遗传算法和随机法执行过程中所需要的参数设置、执行过程、结果输出等。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述软件测试系统管理模块包括：

(1)被测程序插装是指为了动态的获取某一数据在程序中的运行状态，在程序中插入一些检查语句，通过这些检查语句的执行并输出程序的运行特征数据。本系统主要针对被测程序中的分支语句进行插装。

(2)输入处理包含被测程序的导入、被测程序的编辑操作等部分。另外还包括对文件或程序的打开、保存、另存为、编辑、打印等一系列的操作处理。

(3)外部变量处理是对系统中软件测试数据生成方法的选择设置，还包含对系统本身的设置操作。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述被测程序分析操作模块包括：

(1)被测程序的输入值个数、输入值类型及其范围是应用遗传算法生成测试数据的重要条件。不同的被测程序输入值个数不同、输入值类型及取值范围也不会相同。

(2)程序的控制流程图(CFG)是根据被测程序的结构特征来生成的，其能够指导用户生成软件测试所需要的目标路径。被测程序的结构可用控制流图CFG＝(V，E，entry，exit)表示，V是语句节点的集合，E是边集，表示语句间可能的控制流向，entry是唯一的源节点，对应程序的开始语句，exit是唯一的汇节点，对应程序的结束语句。

(3)针对用户选择的目标路径，将其表示成编码形式，本发明使用的编码是基于赫夫曼编码的形式，由0、1代码组成，对于任何一个分支语句，如果路径选择真分支，则用1表示，选择假分支则用0表示，这样路径编码能保证任何一个目标路径的编码都不是其他编码的前缀。

4.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述软件测试数据生成模块包括：

(1)遗传操作方式及其参数的设定，对于遗传算法包括的选择算子、交叉算子、变异算子、交叉概率、变异概率、遗传算法种群规模、遗传算法终止代数、染色体编码方式、适应值函数、被测程序的输入值类型及取值范围、测试路径输入、实验执行次数等，如果是随机法则包括种群规模、最大运行代数、实验执行次数等；可以根据测试人员或是科研人员的实际需要进行设定，如果不重新设定，则采用系统的初始设定方式和参数执行相应的操作。

(2)测试数据的生成方法包括改进的遗传算法和随机法。遗传算法需要首先随机生成初始种群，然后重复做以下操作：解码进化个体，运行被测程序，检查是否有种群个体穿越目标路径，若有则记录该个体，删除找到的目标路径，如果没达到终止条件，计算个体适应值，执行选择、交叉、变异操作，得到新的种群。直到生成了全部目标路径的测试数据或者达到了最大运行代数，算法结束。解码最优个体，得到测试数据。本发明中提供了多种个体编码方式和适应值计算方法、选择方式、交叉方式、变异方式，可供用户自由选择。

随机法不进行进化操作，每一代都是随机生成测试数据，运行被测程序，检查是否有穿越目标路径的测试数据，如果有则记录该数据并删除找到的目标路径，如果生成了全部目标路径的测试数据或是达到最大运行代数则结束算法。

(3)生成的测试数据，在输出窗口以表格形式输出。详细给出每条目标路径对应的测试数据，以及生成该数据的运行代数，生成所有测试数据所需要的运行时间等具体信息。