[发明专利]一种基于候选测试用例集迭代的自适应随机测试方法

说明书

本发明公开了一种基于候选测试用例集迭代的自适应随机测试方法，通过减少随机生成的候选测试用例数量，降低自适应随机测试中候选测试用例与已执行测试用例之间的计算开销，提高自适应随机测试的时间性能。本发明主要包括：1、确定输入域的范围；2、在输入域中随机生成第一个测试用例；3、随机生成N个候选测试用例构成候选测试用例集；4、采用FSCS_ART算法选出下一个测试用例；5、更新候选测试用例集，保留K个相似性较低的候选测试用例，其余丢弃。6、随机生成N‑K个测试用例补充进候选测试用例集。重复4‑6，直到找到程序错误。通过实验验证，本发明的方法与FSCS_ART相比，在维持相同算法性能情况下，仅需要约50％的时间开销。

技术领域

本发明提出了一种改进的基于候选测试用例集迭代的自适应随机测试方法，用于降低传统FSCS_ART技术的时间开销，属于测试自动化的技术领域。

背景技术

随着软件市场的不断扩大，导致软件规模日趋增大，软件功能日益复杂，如何确保软件产品的质量成为了一个重要的研究热点，而软件测试无疑成为了确保软件质量的重要环节。针对软件测试，科研人员提出了许多软件测试技术，而其中，随机测试由于其概念简单且可自动化，受到了越来越多的关注。

随机测试可以检测出人们无法预料到的错误(而这种错误的检测看起来只能由随机测试做到)，但是，对于随机测试的争议自始至终存在，而这种争议主要是由于，随机测试只是盲目的随机产生测试用例，从不考虑已经执行过的测试用例的信息，所以，科研人员对于随机测试的效能产生了极大的争议性。

同时，Chan等人发现，软件测试的表现受软件失效模式的影响，所谓失效模式就是指软件失效区域的分布模式。他们发现，软件失效区域往往呈现连续型分布。Chan等人总结提出了三种失效模式：(i)块状模式，如图1的a图所示。(ii)条状模式，如图1的b图所示。(iii)点状模式，如图1的c图所示。同时，他们指出，块状和条状模式比点状模式更为普遍。

由于，失效区域是连续性的，不是失效区域的区域也应该是连续性的，所以，这给了科研人员很大的启发：当测试用例均匀分布，会增大测试用例找到失效区域的机会。基于这种启发，Chan等人提出了ART(自适应随机测试)方法。

传统的FSCS_ART(固定大小候选集的自适应随机测试)方法，通过不断计算距离，来达到测试用例的均匀分布，但是这种方法有很大的时间开销。时间开销主要来源于每个候选测试用例与每个已执行测试用例之间距离的计算，随着已执行的测试用例数量增长，计算开销快速增长。为此，本发明提出来一种基于测试用例迭代的自适应随机测试方法，在维持FSCS_ART算法性能的情况下，节省50％的时间开销。

发明内容

为了能够有效地提高随机测试方法的性能，本发明提出了一种基于测试用例迭代的自适应随机测试方法。另外，本发明还与FSCS_ART方法进行了比较，验证了提出方法的有效性和先进性。本发明的技术方案包括如下步骤：

步骤1，根据被测程序，确定输入域的维度和范围；初始化Executed(已执行测试用例集)数组及Candidate(候选测试用例)数组

步骤2，在输入域范围内随机生成第一个测试用例，如果测试用例检测到程序错误，测试结束，并反馈相关信息，否则转到步骤3；

步骤3，随机生成10个候选测试用例，保存进候选测试用例集；

步骤4，计算每个候选测试用例与已执行测试用例的相似性。选择相似性最低的候选测试用例作为下一个测试用例，执行该测试用例，如果测试用例检测到程序错误，测试结束，并反馈相关信息，否则转到步骤5；

步骤5，更新其余9个候选测试用例与被选中的测试的相似性；保留K个相似性较低的测试用例，其余丢弃；

步骤6，随机生成10-K个候选测试用例加入候选测试用例集，转到步骤4。

所述步骤1的具体过程如下：