[发明专利]xUnit框架下面向对象软件中测试目标的自动化选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及面向对象软件的自动化测试中，关键测试目标的识别和选择、以及测试用例设计问题；特别针对xUnit框架，以对象类为测试目标，在大量的对象类中选择出关键的测试目标集合，据以设计测试用例，提高软件测试性能和效率。

背景技术

xUnit框架又称为单元测试框架，最初用于设计单元测试工具SUnit，测试面向对象编程语言SmallTalk所编写的软件。其后制作者将SUnit移植到Java语言，开发出著名的Java软件单元测试框架JUnit。随着JUnit的成功应用和推广，xUnit框架被广泛用于设计和开发各种编程语言的单元测试工具，其中包括AUnit、CUnit和CppUnit等，分别对应Ada语言、C语言和C++语言等。xUnit框架还推广到Python、JavaScript、以及PHP等脚本语言。虽然被称为单元测试框架，但是xUnit框架的功能并不局限于单元测试，可以拓展到集成测试甚至系统测试。目前xUnit框架已成为测试驱动开发理念的重要支持设施之一。

按照xUnit框架要求，测试人员或者开发人员编写可以自动运行的测试用例（TestCase）。每一个测试用例针对一个测试目标；例如JUnit中的一个TestCase类对应被测Java软件的一个对象类。测试用例中包含多个测试方法（TestMethod），针对测试目标中的组成元素；例如JUnit中TestCase类的每一个TestMethod方法对应Java类中定义的一个或多个方法。测试方法是最基本的执行单元，其中的重要成分是断言（Assertion），用于判定测试用例执行是通过还是未通过。测试断言根据测试目标的状态来设定谓词条件，测试时基于谓词条件的判定值决定测试结果。多个测试用例组合在一起构成测试用例集（TestSuite）。xUnit框架以测试用例集为单位调度和执行测试用例，其中需要编写测试代码构建测试环境（TestContexts），主要完成多个测试目标的实例化和初始化。xUnit框架为测试人员和开发人员的有效合作提供便利，能够提升软件测试自动化程度，减少软件测试的时间和成本。

目前软件自动化测试技术主要分三大类，分别是随机测试、基于搜索的测试、以及符号执行。其中随机测试技术通过随机地选择函数/过程/方法调用序列和随机确定输入参数值来生成测试用例；可以增加测试用例的多样性并保证测试结果的无偏性，但是不能保证软件测试的覆盖率，使得软件缺陷检测的几率过低。基于搜索的测试将待覆盖的测试目标转换为目标函数，例如代码距离等；采用启发式搜索方法，例如遗传算法、模拟退火等，搜索确定输入参数值，进而生成测试用例。符号执行技术将软件中的变量转换为符号变量，将待覆盖的测试目标转换为路径表达式，即路径上分支谓词的组合；通过求解路径表达式生成对应的测试用例。这些自动化测试方法都需要考虑测试目标的设定问题。对于较大规模的计算机软件，测试目标动辄上千，各个测试目标之间的依赖关系复杂；针对一个测试目标设计的测试用例，通常能够覆盖与其关联的其他测试目标。另一方面，测试时间和成本有限，测试用例生成数量受到限制，不可能对所有测试目标设计和执行测试用例。有鉴于此，需要考虑测试目标的合理选择问题：不应对所有测试目标一视同仁，而应该确定测试目标的优先级和排序，选择关键测试目标集来设计和执行测试用例。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种xUnit框架下面向对象软件中测试目标的自动化选择方法，该方法是在xUnit框架下对面向对象软件实施自动化测试时，选择关键测试目标集，并据以设计测试用例；从而以较少的测试用例数量达到较高的软件测试覆盖率，提高软件缺陷检测的几率，使得自动化测试更具有导向性和目的性；有效提高软件测试的性能和效率。。

本发明所述的一种xUnit框架下面向对象软件中测试目标的自动化选择方法，其包含以下步骤：

1）基于xUnit框架，以被测软件中的对象类作为测试目标；通过分析对象类之间的依赖关系构建类依赖图；

2）根据类依赖图和测试需求，基于节点的两跳可达集，选择影响范围最大的关键节点集合；

3）将关键节点集合映射为关键类集合，以关键类集合中的对象类作为测试目标，再按照xUnit框架设计和执行相应的测试用例。

上述步骤1）具体过程为：首先获取被测软件的源代码，解析其中所有的类（Class）；然后以每一个类为单位，根据类定义和类方法实现，分析类之间的依赖关系，确定类之间的关联；最后将解析出的类映射为节点，关联映射为有向边，构建类依赖图，该依赖图为简单的有向图。