基于UML状态图的软件测试用例生成方法研究

论文摘要

软件测试在软件开发过程有着越来越重要的地位,它贯穿于软件定义与开发的整个周期即整个软件开发过程。而测试用例的生成设计又是软件测试过程中的重点和难点所在,它的设计依据主要来自于软件需求和软件设计,其中要涉及到测试用例的充分性覆盖准则问题。本文的研究内容属于基于规格说明的软件测试的范畴。基于规格说明的测试用例生成技术是一种新兴的测试用例生成技术,有很多优于以前的测试技术的方面。本文主要研究了基于UML（Unified Modeling Language,统一建模语言）状态图规格说明的测试用例生成技术。由于UML是一种半形式化语言,没有精确的语义描述,首先使用OOZS（Object-Oriented Z Specification,Z语言的面向对象扩展）对状态图进行形式化,在此基础上将UML状态图转换成展平正规式FREE模型（Flattened Regular Expression）。FREE模型是一个扩展的有限状态机,其中的复合迁移对应着UML状态图中的迁移,其中的状态配置是UML状态图中状态的抽象,因此FREE模型就是一个UML状态图。图论（Graph Theory）在经历了200多年的发展以后,已经积累了大量成熟理论。由于UML状态图可以看作图论意义上的图,因此,本文将图论中的理论引入进来,指导测试用例的生成。在基于UML状态图的测试充分性准则方面,本文沿用了A.J.Offutt提出的四种经典测试充分性准则,即状态覆盖准则、迁移覆盖准则、迁移对覆盖准则和完全判定覆盖准则。贯穿全文,使用了饮料自动售货机这一实例,对本文提出的方法给予说明。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的研究意义
• 1.2 国内外研究现状和主要存在的问题
• 1.3 本文的研究内容和主要工作
• 1.4 本文的组织安排
• 第二章 图论及软件测试介绍
• 2.1 图论介绍
• 2.1.1 图论的发展
• 2.1.2 图论中的基本概念
• 2.1.3 图论的定理及推论
• 2.2 软件测试
• 2.2.1 软件测试的目的及原则
• 2.2.2 软件测试的流程
• 2.2.3 软件测试的方法
• 2.2.4 软件测试的重点与难点：测试用例的选择
• 2.3 面向对象软件测试
• 2.3.1 信息隐藏和封装性对测试的影响
• 2.3.2 继承性对测试的影响
• 2.3.3 多态性和动态绑定对测试的影响
• 2.3.4 面向对象的测试层次
• 2.4 基于模型的测试方法
• 2.4.1 典型的测试模型
• 2.4.2 UML 模型在测试方面的优势
• 2.5 本章小结
• 第三章 UML 状态图的形式化
• 3.1 UML 基础知识
• 3.1.1 UML 的组成
• 3.1.2 UML 的架构
• 3.1.3 UML 的视图和图
• 3.2 UML 状态图的形式化
• 3.2.1 OOZS 简介
• 3.2.2 状态图各模型元素的OOZS 表示
• 3.2.3 对UML 状态图的操作语义进行形式化
• 3.3 实例研究
• 3.3.1 状态图实例
• 3.3.2 状态配置
• 3.3.3 复合迁移
• 3.4 本章小结
• 第四章 测试充分性准则
• 4.1 软件测试的充分性问题
• 4.1.1 测试充分性准则的定义
• 4.1.2 测试充分性准则的分类
• 4.1.3 充分性准则应具备的性质
• 4.1.4 测试充分性准则之间的比较
• 4.2 基于UML 状态图的测试充分性准则
• 4.2.1 状态覆盖准则
• 4.2.2 迁移覆盖准则
• 4.2.3 迁移对覆盖准则
• 4.2.4 完全判定覆盖准则
• 4.3 本章小结
• 第五章 图论在测试用例生成过程中的应用
• 5.1 状态覆盖准则下测试用例的生成
• 5.1.1 图论在状态覆盖准则中的应用
• 5.1.2 状态覆盖准则下测试用例生成
• 5.2 迁移覆盖准则下测试用例的生成
• 5.2.1 图论在迁移覆盖准则中的应用
• 5.2.2 迁移覆盖准则下测试用例生成
• 5.3 迁移对覆盖准则下的测试用例生成
• 5.3.1 图论在迁移对覆盖准则中的应用
• 5.3.2 迁移对覆盖准则下测试用例生成
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢