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基于改进遗传算法的面向路径测试用例自动生成方法研究

王鹏  
【摘要】: 目前计算机软件的规模越来越大,复杂度也不断提高,软件错误造成的后果也就越来越严重,软件的质量和可靠性已引起人们的高度重视。在现代软件工程中,软件开发的各个阶段,都应进行相应的严格的质量评审和测试。软件测试成为软件质量保障的关键环节。 本文主要研究的是面向路径测试用例的自动生成方法。在软件测试中,面向路径测试用例生成问题描述为:给定一个程序P和P中的一条路径W,设P的输入空间为D,求(?)D,使得P以(?)为输入运行,所经过的路径为W。研究测试用例的自动生成,可以降低手工测试的高额成本,减轻测试人员所必须付出的大量劳动,同时又能提高测试过程的可信赖程度。因此面向路径测试用例自动生成方法的研究,对实现软件测试过程自动化,有着十分重要的现实意义。 本文首先介绍了软件测试的基本理论和方法之后又介绍了面向路径测试用例的自动生成技术和面向功能测试用例的自动生成技术。其中,重点阐述了面向路径的测试用例的自动生成技术及一些现有的实现方法。随后,本文又介绍了标准遗传算法基本原理、实现步骤和存在的优缺点。针对标准遗传算法存在的容易产生早熟收敛、个体多样性差等问题,作者提出了改进的双种群自适应遗传算法(DPAGA),该算法引入了新的种群分类方法,并针对各个种群的不同的特点提出了相应的自适应进化策略,为了加快进化速度和保持种群的多样性,提出了相应种群的基因修复策略和基因同步策略,在种群的迁移策略上引入黄金分割率0.618来进行种群个体的迁移交换。随后,本文还分别介绍了两种针对面向路径测试用例自动生成系统的改进,分别是遗传算子采用多点交叉并均分交叉点的方法和采用串位变长度、追加测试用例的方法。 最后,在解决了这些关键的技术之后,作者以一个简单的小程序作为例子,使用以DELPHI语言开发的测试用例自动生成系统生成了测试用例。实验结果表明,该工具软件比较实用和有效,能够完成指定路径的测试用例的自动生成。当然也存在一些问题需要改进,因此作者在结束语中针对这些问题指出了下一步进行研究的方向和工作重点。


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