自动生成测试用例的方法设计及实现

计 算 机 系 统 应 用
ｈｔ：ｗ ｗ． Ｓ ．ｒ． ｔ ／ ｗ ｃ － ｏｇｃ ｐ／ －ａ ｎ
２１ ０ １年 第 ２ Ｏ卷 第 ９ 期
自动生成测试用例的方法设计及实现
张 岩
（ 苏 自动化研究 所，连云港 ２ ２ ０ ） 江 ２ ０ ６
摘
要 ：为 了实现 软件测试用 例的 自动生成 ，提高软件 开发效率和软件质 量 ， 目前很 多方法都是针对有 限状态
２１ ０ １年 第 ２ Ｏ卷 第 ９期
ｈｔ：ｗｗ ｃｓ ． ｇｃ ｔ ／ ｗ． ・ ｏ ． ｐ／ —ａ ｒ ｎ
计 算 机 系 统 应 用
因此 ，利用 Ｅ Ｓ ，我们可 以更加精确地刻 画类 ＦＭ 的动态 行为 。在 该模 型上对类或对 象进行测试 ，产 生
的测试用 例为对象状态迁移序列 。
机 自动 生成测试用 例进 行介 绍，而 在本文 中根 据扩展有 限状态机对象 状态迁 移的特 点，利用扩展有 限状态 机模
型 ，提 出了扩 展有限状态机 自动生成测试用例 的测试方法 ，并应 用于 自动售货 机 Ｃ ｉ ｏ 类软件测试 中。 ｏ ｂｘ ｎ
关键词 ：扩 展有限状态机 ； 自动 ；软件测试 ；测试用例 ： 自动售 货机
ｄ ｍ ａ ｄ ａ ｄｇ ｉ ｓｔｓ ａ ｅ Ｉ ａ ｅ ｎａ ｐｌ ｄｔ ｈ ｏ ｔ ａ ｅｔｓ ｆ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ． ｅ ｎ ， ｎ ａ ｎ ｅ ｔｃ ． ｔｈ ｓｂ ｅ ｐ ｉ ｔ ｅ ｓ ｔｗ ｒ ｅ ｔｏ ｎｒ ｌ ｓｅ ｓ ｅ ｏ ｃ ｓ
Ｋｅ ｒ ： ｙ ｗｏ ｄｓ ＥＦＳ ； ｕ ｏ ｔｃ ｓ ｔ ａｅｔ ｓ； ｅ ｔ ａ ｅ Ｃｏ ｎ ｏ ｌ Ｍ ａ ｔ ｍａｉ ； ｏｆ ｒ ｔ ｔ ｓ ｓ ； ｉ ｂ ｘ ｗ ｅ ｃ
软件 测试是一个 非常耗 费资源 的活动 ，其 中 比较
重要 的工作就 是找一组合适 的测试集合进行测试 ，以 此达 到测试 目的 。由于 当前 软件系统的 不断扩 大 ，手 工 生成测试案例 既不科学 、也不可能 ，这就 需要软件
的方法提 出，给 出其 自动生成测试用 例的扩展有 限状 态 机 实 现 的算 法 ， 并将 此 方 法 应 用 于 自动 售 货 机
方法 （ Ｔ方法 、Ｕ 方法、Ｄ方 法、Ｗ 方法等 四种经 如
典的测试方法 ）不能使前置条件 任何时候均为真 ，势
必会产 生大 量的不可执行 的测试 序列 ，这使得测试 工 作无法正常进行 ，大大 降低测试 的效率和可信 度 。
这一特 点 ，将扩 展有 限状态机模型依据广度优先遍 历
① 基金项 目： 安徽省教育厅 自然科学基金（０ ５ １ ４ Ｄ ２ ０１ ０ Ｚ ） Ｃ０ 收稿时间：０１Ｏ ．８收到惨改稿时间： １．２１ ２ １．１Ｏ ２ １０ ．６ ０
ｓ ｌ ｃｅ ｓ ｔ ｅ ｔｓｉ ｅｅ ｔｄ ａ ｈ ｅ ｔ ｎｇ ｍｏｄ １ ｅ．Ｃｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｕｌｒｅ ｐ ｅ ｓｏ ｍｂ ｎ ｄ ｗｉ ｒ ｇ ａ ｘ ｒ ｓｉ ｎ，ｔｉ ｔ ｏ ｓ ｅ ｔｔ ｒ ｎｓｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔｓ ｈ ｈｓ ｍｅ ｈ ｄ ｐａ ｓ ｓ ｓａｅ ｔａ ｆ ｒ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔ
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｓｇ ｎｄ Ｒｅ ｌ ｔｏ ｏ Ａｕｔ ｍ ａ ｉ ｎ ｒ ｔｏ ｓ ｓ ｚ ｏ ｔｃ Ｇｅ ｅ ａ ｉ ｎ Ｔｅ ｔＣａ ｅ
ＺＨＡＮ Ｇ Ｙａ ｎ
（ｉ ｇｕＡ ｔｍａｉｎＲ ｓａｃ ｓｔｔ， ｉ ｙｍｇａ ２ ｏｌ Ｃｈ ａ Ｊ ｎ ｓ ｕｏ ｔ ｅｅｒｈｎ ｔｕｅＬ ａ ｔ ａ ｇ２ ２ ０ ， ｉ ） ａ ｏ Ｉ ｉ ｎ ６ ｎ
试用 例过程 中所付 出的劳动。 目前 ，在基 于模型 自动 生成软件测试 用例的方法
中有 限状态机 （ Ｓ 的测试模型 成为软 件测试研究领 Ｆ Ｍ） 域 的热点 ，它 能够很好地 反映被测试系 统中动态行 为
ｓ ｔｍ ｃｉｅ Ｓ 的一个 扩展， ｔ ｅ ａｈｎ， Ｍ） ａ Ｆ 它在继承 Ｆ Ｍ 模型 自 Ｓ
动生成测试用例特 点的基础程序 执行前 变量必须满
足的一组约束条件 ，从而使程序执 行特 定的路径 。只
的互交信 息，容易被测试 人员理解 ，它 的使用 降低 了
有当前置条件 为真 时 ，状态迁移才 能进行 ，即迁移 到 下一个状态 ，所 以前置条件 的存在 使得状态迁移存在
Ｃ ｉｂ ｘ类的软件测试 中。 ｏｎ ｏ
测试 用例 自动 生成技术 ，实现 此技术将大 大改变 以往
１ 展有 限状态机 （ Ｆ Ｍ） ＥＳ
１ ． １展有 限状态机 定义
扩展有限状态机 （ Ｆ Ｍ ）ｉ是有限状态机 （ ｎｔ ＥＳ ｔ ］ ｉ ｅ ｆ ｉ
靠直 觉、经验 生成测试用 例的传统做法 ，无 疑将使软 件 测试的 效率显 著提高 ，同时减轻人们在编 写大量测
１ Ｓ 模型 ． Ｍ ２Ｆ Ｅ Ｓ 形 式化 地 表 示 为 一 个 六 元 组（ ，０ ， Ｔ ＦＭ ｓＳ ，Ｏ，， Ｉ
一
软件 测试成本 ，提高 了软件 测试效率和 自动化程度 ，
改进 了传 统测试方法技 术中的很多不足 。而在对变量
定 的不确 定性。如果直接用有 限状态机模型 的测试
和 变量值相对 复杂 的部 分进行建模 时 Ｆ Ｍ 还不 能做 Ｓ
到简洁高效 ，因此 ，引入了扩展有限状态机 。 本文根 据扩展有 限状态 机的对象状 态迁移序列 的
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｔ ｏ ｆｔ ｓ ｎ ａ ｅ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｔｔ ｒｎ ｆｒｉ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｅ ｔｎ ｅ ｉ ｉ ｔｔ ａ ｈ ｎ ｓ ｓｒ ｃ ： ｍｅｈ ｄ ｏ ｔ ｇ ｃ ｓ ｅ ｅ ａｉ ａ ｅ ｎ ｓａｅ ｔ ｓｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ． ｘ ｅ ｄ ｄ Ｆ ｎ ｔ Ｓ ａｅ Ｍ ｃ ｉ ｅ ｉ ｅ ｉ ｏ ａ ｓ ｅ