基于遗传算法的测试用例生成方法1摘要软件测试是保证软件质量和可靠性重要手段，在这方面发挥着其它方法不可替代的作用。然而，软件测试是一个复杂的过程，需要耗费巨大的人力、物力和时间，约占整个软件开发成成本非常重要。而提高测试用例生成的自动化程度又是提高测试工具乃至整个测试过程自动化程度的关键所在，本文主要针对这一问题进行了研究和设计。本文在分析软件测试和算法基本概念的基础上，提出软件测试用例的设计是软件测试的难点之一。论文提出了试环境构造、算法及测试运行环境三部分，论文给出了基于算法的测试用例生成的模型。最后以三角形分类程序为例应用算法进行测试用例生成的模拟，结果显示，应用算法进行测试用例生成可行。关键词：软件测试 测试基于遗传算法的测试用例生成方法2ABSTRACTSoftware test is the important means that guarantee software quality and reliability， and in this respect，it plays the role that other method cannot replace. However software test is a complex process , it needs to consume huge manpower，material resources and time，which takes the 40%50% of entire software development cost approximately . Therefore，raising the automation level of software test tool is very important for ensure software development quality and reduction software development cost . And then，the most important is raising the automation level of the test case generation for raising the automation level of test tool and even entire test process，so this paper study and design mainly according to this problem.Based on the analysis of basic concepts of software testing and genetic algorithm, this article proposes that software test case design is one of the difficulties of software testing. Paper presents the inherent in software test case designing based on genetic algorithm is using genetic algorithm to solve a set of optimization test cases, and the framework includes three parts which are test environment construction, genetic algorithm and the environment for test . Paper presents the model of software test case generation based on genetic algorithm. Finally, we take the triangle categorizer as an example, simulate software test case generation based on genetic algorithm. The results display that software test case generation basing on genetic algorithm is possible.KEY WORDS: software test , test case , genetic algorithm基于遗传算法的测试用例生成方法3目录摘要.2ABSTRACT.3目录.4第一章 绪论.61.1 问题的提出.61.2 国内外研究现状.71.3 论文研究内容.9第二章 软件测试及算法基本概念.102.1 软件测试基本概念.102.1.1 软件测试的目的.102.1.2 软件测试的原则.102.2 软件测试的难点.112.3 算法.122.3.1 算法的思想及流程.122.3.2 算法的特点.142.4 本章小结 .15第三章 基于算法的测试用例生成.163.1 基于算法的测试用例生成基本内涵 .163.1.1 软件测试用例的基本内涵.163.1.2 基于算法的测试用例生成的基本内涵.173.2 基于算法的测试用例生成框架.173.3 基于算法的测试用例生成算法实现.193.3.1 编码策略.193.3.2 适应度函数及程序插桩.203.3.3 策略.213.3.4 参数控制.233.4 本章小结.23基于遗传算法的测试用例生成方法4第四章 实验及结果分析.244.1 待测程序分析.244.1.1 待测程序引入.244.1.2 程序流程分析.244.1.3 路径分析.254.2 程序插桩.254.3 参数设定及程序实现.264.3.1 参数设定.264.3.2 部分程序实现.264.4 结果分析.294.5 本章小结.31第五章 总结与展望.32致谢语.33参考文献.34基于遗传算法的测试用例生成方法5第一章 绪论1.1 问题的提出在信息化普及的今天，计算机在人们的生活和工作中占据着重要地位，使人们的工作效率提高，也使生活更丰富多彩。而作为计算机的重要组成部分，软件的重要性不言而喻。随着计算机技术的日益发展，计算机软件的规模越来越庞大，复杂性越来越高，这就为软件质量的保证带来了困难。因为软件的开发过程大部分是由人的智力活动构成，不可能完美无缺。而软件缺陷如果不能及时发现，带来的损失可能是巨大的，有的甚至会危及人的生命。在历史上臭名昭著的软件缺陷案例有1：1999 年 12 月 3 日，美国航天局的火星基地登陆飞船在试图登陆火星表面时失踪，原因仅仅是一个数据位的意外更改；美国爱国者导弹防御系统曾在几次对抗导弹战役中失利，其中一次竟然误使 28 名美国士兵丧生，原因是一个很小的系统时钟错误导致系统累计拖延了 100 多个小时使跟踪系统失去准确度；还有就是大名鼎鼎的“千年虫”问题，起因是在 20 世纪 70 年代，为了节省硬盘空间，美国某位程序员在编写工资系统时将 4 位数日期（如 1975）改成了 2 位数日期（如 75） ，该缺陷一直拖到 1995 年都没有修复，最终给全球带来了高达数亿美元的损失等等。作为提高软件质量的重要手段，软件测试越来越受到重视。在美国的微软公司，测试人员和开发人员的比例达到了 2：12。软件测试伴随着整个开发过程，是一个非常复杂的过程，其消耗的人力和资金一般占整个项目的一半左右。而在某些特别重要的软件开发过程中，为保证软件的质量，测试的费用甚至是其它各阶段之和的 3 到 5 倍3。测试过程中，测试人员通常需要分析、设计和执行大量的测试用例，从而耗费了大量资源，因此找出合理的测试用例生成方法可以有效缩短测试时间，减少损耗，一般可以有效降低整个项目的 4%费用4。然而，目前生成测试用例的方法主要是向前核查法和逆向回溯法，测试人员根据自己的项目经验手工为指定的程序路径生成测试数据5。向前核查法是基于遗传算法的测试用例生成方