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基于遗传算法的多路径测试数据生成方法研究

基于遗传算法的多路径测试数据生成方法研究

作者：程孟飞牡丹江师范学院

学位级别：硕士

基于遗传算法的多路径覆盖测试数据自动生成技术是为解决人工测试易错和测试成本高的问题产生的,作为一种高效的白盒测试技术,已在软件测试领域被广泛应用。随着软件规模和功能的复杂化,仍存在需要进一步解决的困难问题:比如算法过早收... 详细信息

基于遗传算法的多路径覆盖测试数据自动生成技术是为解决人工测试易错和测试成本高的问题产生的,作为一种高效的白盒测试技术,已在软件测试领域被广泛应用。随着软件规模和功能的复杂化,仍存在需要进一步解决的困难问题:比如算法过早收敛问题、种群多样性单一导致陷入局部最优问题、大搜索范围内测试数据生成效率低、缺乏理论指导以及算法设计难度大的问题等。针对上述问题,本文研究提高多路径覆盖测试数据生成效率的方法。主要工作如下:1.在基于传统遗传算法的测试数据生成问题中,容易出现过早收敛和路径覆盖率低的问题。利用佳点集误差小、精度高的优点,提出一种改进的佳点集遗传算法进行多路径覆盖测试数据的生成。算法首先根据混沌学习策略生成初始种群;然后使用佳点集和混沌方法改进遗传算法的交叉算子,并设计了考虑个体穿越路径与目标路径矩阵间相似度和分支距离相结合的适应度函数;实验表明,所提算法能有效缓解交叉算子精度低导致的过早收敛和路径覆盖率低的问题。2.在所提佳点集遗传算法的基础上,针对相似度高及搜索空间大的软件,提出一种基于移民并行种群遗传算法测试数据生成方法,用于解决测试数据生成中出现的搜索效率不佳问题。首先,利用一维线性混沌映射和反向学习方法生成反向种群;然后,设计改进的层接近度和分支距离相结合的适应度函数;最后,利用对路径插装个体穿越该路径的分支距离信息,提高未覆盖路径测试数据的搜索效率。在算法迭代过程中,各种群间设置移民算子生成精英种群,反向种群内使用预选择策略,动态优化子代种群。理论分析及实验验证说明了方法的有效性。3.众多算法的涌现扩大了软件程序的搜索范围,如何确定适合的算法来解决测试数据生成问题带来了严峻的挑战,因此如何选择合适的启发式算法指导生成测试数据又成为一个难题。为此,在上述两种改进方法的研究基础上,提出一种基于超启发式算法的测试数据生成方法。首先,建立基于超启发式算法的测试数据生成方法模型;然后,对于超启发式算法的高层策略层采用随机选择机制,低层算法库采用结合测试数据生成问题设计的3种不同交叉算子和2种变异算子结合构造形成的6种算法;对基准程序和工业程序的实验说明了本方法的有效性。

关键词：遗传算法多路径覆盖测试数据生成佳点集并行种群超启发式算法

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基于粒子群优化的测试数据生成及其实证分析

计算机研究与发展 2014年第4期51卷 824-837页

作者：毛澄映喻新欣薛云志软件工程国家重点实验室(武汉大学) 武汉430072 江西财经大学软件与通信工程学院南昌330032 中国科学院软件研究所基础软件国家工程研究中心北京100190

运用元启发式搜索进行结构性测试数据生成已经被证实是一种有效的方法.在讨论基于搜索的测试数据生成基本框架的基础上,以分支覆盖作为测试覆盖准则,给出了基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的测试数据生成算法,并通过... 详细信息

运用元启发式搜索进行结构性测试数据生成已经被证实是一种有效的方法.在讨论基于搜索的测试数据生成基本框架的基础上,以分支覆盖作为测试覆盖准则,给出了基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的测试数据生成算法,并通过分析分支谓词的结构特征提出了一种新的适应函数构造形式.在此基础上,针对一些公开的程序集开展对比性实验分析,证实粒子群优化算法在平均覆盖率、全覆盖成功率、平均收敛代数和搜索时间4项指标上均要优于遗传算法和模拟退火算法.同时,编程实现了4种典型的PSO变体算法并进行测试数据生成效果的实证分析,结果表明:基本PSO是解决测试数据生成问题的首选算法,而综合学习式PSO算法的表现则相对较差.

关键词：结构性测试测试数据生成分支覆盖搜索算法粒子群优化

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面向路径测试的演化测试数据生成方法

北京邮电大学学报 2013年第6期36卷 18-22页

作者：王晓军闵丽娟南京邮电大学信息网络技术研究所南京210003

针对现有方法主要用于顺序程序的路径覆盖的问题,提出了一种可应用于并发程序路径覆盖的适应值函数构造方法及实现算法,测试者可以运用该方法生成覆盖指定并发路径的测试用例.该方法的核心是通过计算测试用例的执行轨迹和目标路径之间... 详细信息

针对现有方法主要用于顺序程序的路径覆盖的问题,提出了一种可应用于并发程序路径覆盖的适应值函数构造方法及实现算法,测试者可以运用该方法生成覆盖指定并发路径的测试用例.该方法的核心是通过计算测试用例的执行轨迹和目标路径之间的相似度来评估测试用例的适应值.实验结果表明,该方法为搜索可覆盖小概率目标路径的测试用例提供较强的导向性,并可以完全自动化地为每条目标路径构造出其适应值函数.

关键词：软件测试演化测试路径覆盖测试遗传算法测试数据生成

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一种二叉树结构型测试数据自动生成方法

计算机辅助设计与图形学学报 2012年第6期24卷 734-740页

作者：王倩尤枫赵瑞莲北京化工大学计算机科学系北京100029

目前关于软件测试数据自动生成的研究主要集中于数值和字符串型数据,对于指针和动态数据结构的测试生成研究较少.二叉树是一种广泛使用并具有代表性的动态数据结构,文中提出一种针对二叉树结构的测试数据自动生成方法,使用遗传搜索算法... 详细信息

目前关于软件测试数据自动生成的研究主要集中于数值和字符串型数据,对于指针和动态数据结构的测试生成研究较少.二叉树是一种广泛使用并具有代表性的动态数据结构,文中提出一种针对二叉树结构的测试数据自动生成方法,使用遗传搜索算法生成二叉树形态,同时利用约束求解确定其数据域的值.实验结果表明,该方法是行之有效的,其测试生成效果明显优于随机生成方法.

关键词：测试数据生成二叉树结构二叉树形态生成遗传算法

基于位置的移动信息服务测试数据随机生成方法

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计算机应用研究 2017年第3期34卷 805-807,823页

作者：成静朱怡安张涛王涛董占伟西安工业大学计算机科学与工程学院西安710021 西北工业大学计算机学院西安710072

基于位置的移动信息服务通过智能移动终端的GPS定位,为用户提供了位置相关的、个性化、方便、有趣的信息。由于位置区域广袤、网络和定位环境复杂,兴趣点数量众多以及位置服务更新频繁等因素,使得基于位置的移动信息服务测试非常困难。... 详细信息

基于位置的移动信息服务通过智能移动终端的GPS定位,为用户提供了位置相关的、个性化、方便、有趣的信息。由于位置区域广袤、网络和定位环境复杂,兴趣点数量众多以及位置服务更新频繁等因素,使得基于位置的移动信息服务测试非常困难。探索基于蒙特卡洛随机模拟抽样方法,按照兴趣点分布概率随机生成位置点测试数据,实现对地理区域和兴趣点的高覆盖测试。实验表明,与简单随机测试数据生成方法相比,该方法能够有效提高测试效率和测试质量。

关键词：基于位置的信息服务移动应用测试蒙特卡洛方法测试数据生成

基于ART优化选择策略的遗传算法生成测试数据方法

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计算机科学 2024年第6期51卷 95-103页

作者：李志博李清宝兰明敬中国人民解放军战略支援部队信息工程大学郑州450001

测试数据自动生成方法是软件测试领域研究的热点。基于遗传算法的启发式搜索算法是一种路径覆盖生成测试数据的方法。文中提出了一种基于自适应随机测试(Adaptive Random Testing,ART)算法更新种群的方法,将ART融入遗传算法,优化选择操... 详细信息

测试数据自动生成方法是软件测试领域研究的热点。基于遗传算法的启发式搜索算法是一种路径覆盖生成测试数据的方法。文中提出了一种基于自适应随机测试(Adaptive Random Testing,ART)算法更新种群的方法,将ART融入遗传算法,优化选择操作,动态更新种群,从而增加种群进化过程中的个体多样性,提高了收敛速度,有效地减少了陷入局部最优。实验结果显示,与传统遗传算法生成测试数据的方法相比,改进的算法明显提高了路径覆盖率,减少了种群平均进化代数。

关键词：软件测试测试数据生成遗传算法路径覆盖自适应随机测试

基于符号执行的测试数据生成方法的研究与设计

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计算机应用与软件 2014年第2期31卷 303-306页

作者：赵跃华阚俊杰江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

软件漏洞的研究是信息安全的一个重要分支。漏洞挖掘的主要方法是通过精心构造测试数据输入程序来触发漏洞,由此可见如何生成测试数据是该技术的关键,也是成功挖掘漏洞的关键。在分析漏洞存在原理和触发条件的基础上,提出一种更为高效... 详细信息

软件漏洞的研究是信息安全的一个重要分支。漏洞挖掘的主要方法是通过精心构造测试数据输入程序来触发漏洞,由此可见如何生成测试数据是该技术的关键,也是成功挖掘漏洞的关键。在分析漏洞存在原理和触发条件的基础上,提出一种更为高效的测试数据生成方法。该方法通过不安全函数来定位漏洞的触发点,深度与宽度混合遍历来确定触发的路径,利用符号执行技术来确立漏洞触发的条件,最后再根据条件生成测试数据,使生成的数据不仅有更高针对性,并且还提高了代码的覆盖率,从而能提高漏洞挖掘的效率和准确性。实验结果表明该方法具有良好的效率和准确性。

关键词：测试数据生成不安全函数混合遍历符号执行技术漏洞挖掘

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软件测试数据自动生成方法分类的研究

软件 2023年第8期44卷 41-43页

作者：范书平马宝英王雪艳高晨光牡丹江师范学院计算机与信息技术学院黑龙江牡丹江157012 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 牡丹江医学院卫生管理学院黑龙江牡丹江157011

软件测试是保证软件质量的重要手段,测试数据自动生成是软件测试领域研究的热点之一。近些年,测试数据的自动化生成得到了广泛的关注。本文首先总结了应用较为频繁的基于路径覆盖、优化算法的测试数据生成的研究成果,之后归纳了基于聚... 详细信息

软件测试是保证软件质量的重要手段,测试数据自动生成是软件测试领域研究的热点之一。近些年,测试数据的自动化生成得到了广泛的关注。本文首先总结了应用较为频繁的基于路径覆盖、优化算法的测试数据生成的研究成果,之后归纳了基于聚类算法以及基于UML模型的测试数据自动生成技术的研究现状,并分析了每类方法的特点及面临的主要问题,最后对测试数据自动生成的未来发展进行了展望。

关键词：软件测试自动化测试数据生成软件质量

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一种基于约束的变异测试数据生成方法

计算机研究与发展 2011年第4期48卷 617-626页

作者：刘新忠徐高潮胡亮付晓东董玉双吉林大学计算机科学与技术学院长春130012 符号计算与知识工程教育部重点实验室(吉林大学) 长春130012

作为衡量测试用例集完备性的测试策略,变异测试是一种"面向缺陷"的单元测试技术,主要用来生成完备的测试用例集.其中面向路径测试数据生成技术通过约束系统构造和求解过程实现用例集生成,是一种高效的测试用例生成技术.但目前大部分面... 详细信息

作为衡量测试用例集完备性的测试策略,变异测试是一种"面向缺陷"的单元测试技术,主要用来生成完备的测试用例集.其中面向路径测试数据生成技术通过约束系统构造和求解过程实现用例集生成,是一种高效的测试用例生成技术.但目前大部分面向路径测试用例生成技术只考虑了程序语句间的控制依赖,即通过对控制流图的分析来构建约束系统,而忽略了语句间的数据依赖对约束系统的影响.充分考虑两种依赖关系,针对域削减的测试数据生成技术进行了改进,提出了一种考虑数据依赖的域削减方法.实验表明,这种方法在变异测试数据生成的成功率和执行效率上都有较大程度的提高.

关键词：变异测试约束系统软件自动化测试测试数据生成面向路径测试