基于符号执行与改进蚁群算法的单元测试研究

发布时间：2017-12-19 13:24

  本文关键词：基于符号执行与改进蚁群算法的单元测试研究　出处：《南昌航空大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：软件测试活动的各个阶段中针对软件的基本组成单元进行测试的阶段是单元测试,它是软件开发过程中要进行的最低级别的测试活动,也是软件测试的基础。单元测试在软件测试早期保证了基本组成单元的质量,为后续的集成测试活动及系统测试活动打下良好的基础。它能够防止在软件测试后期出现大量bug,从而造成大量返工工作以致使软件开发的成本和时间的失控。因此对单元测试的研究非常有实际价值。随之计算机科学技术的高速发展,软件的需求成指数增长,其单体的规模和结构也变庞大和复杂,传统手工测试已经不能满足测试活动的需要。当前涌现出许多单元测试自动化技术,但各种单元测试自动化技术的自身都存在一些缺陷。本文主要研究符号执行技术在单元测试领域出现不能有效对存在非线性关系的路径进行测试的问题。本文介绍了单元测试的研究背景、意义和国内外研究现状,以及单元测试的基本原理、常见单元测试用例生成方法、符号执行技术和蚁群算法等相关基本理论,并进一步阐述了符号执行的关键,即约束求解技术,同时分析了产生符号执行技术对存在非线性路径不能进行测试的具体原因。在此基础上,本文详细介绍一种通过改进蚁群算法来弥补符号执行技术在单元测试应用中存在着某类漏洞的方法,该漏洞是指无法对被测程序中含有非线性约束的分支的路径进行覆盖。该方法首先通过利用符号执行技术,将无法覆盖的路径上分支中约束关系进行收集,并与将其路径中分支上约束关系转化成多目标寻优问题(首先,利用符号执行技术,将无法覆盖的路径分支中的约束关系进行收集,并将这些约束关系转化成多目标寻优问题;);其次,通过蚁群算法具有多目标寻优的特性(基于蚁群算法的多目标寻优特性)对非线性方程组进行求解,进而获得最优解;然后,使用拟牛顿算法对求得的最优解进行优化,以提高最优解的精确度;最后,把含有非线性关系分支的路径对应测试用例和符号执行技术得到测试用例合在一起,得到测试用例集合。本文选用传统三角形问题和新三角形问题作为实验被测程序进行测试,并将得到的结果进行对比,以验证本文所提方法的可行性。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP311.53;TP18

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本文编号：1308128