CN101055522A - 一种自动生成单元测试例的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种自动生成单元测试例的方法和装置，具体为：预先设置程序单元的详细设计文档，读取详细设计文档中接口规格部分，并从接口规格部分解析出所有针对程序单元的参数的参数值，然后将各参数的参数值组合生成单元测试例。应用本发明方案，可以利用详细设计自动生成针对程序单元的单元测试例，大大减少了技术人员的工作负担，节约人工资源。

Description

一种自动生成单元测试例的方法和装置

技术领域

本发明涉及单元测试技术，特别是涉及一种自动生成单元测试例的方法和装置。

背景技术

在软件设计的过程中，为了保证软件的质量和可靠性，通常需要进行软件测试。软件测试包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。其中，单元测试是对源程序代码中每一个程序单元进行测试。而需求覆盖和代码覆盖等则是对测试本身进行评估的重要指标。其中，需求覆盖是测试程序本身需要达到的功能是否可以达到，代码覆盖则是测试源程序代码是否都被运行过。

在单元测试过程中，每一个程序单元都必须独立进行测试，需要事先确定用于测试的单元测试例。这里所述的单元测试例指运行某个程序单元时，该程序单元所必需的值，比如：函数的入口参数值、函数的出口参数值、全局变量值等。

实际应用中，如果程序本身的算法或功能比较复杂，一个测试例可能无法使程序的全部功能在一次测试过程中都被测试到，也可能无法使所有的源程序代码在一次测试过程中都被运行到。在这种情况下，通常需要确定大量的测试例，并通过大量的测试来满足需求覆盖和代码覆盖的要求。

在上述的评估要求下，如何确定单元测试例就是单元测试的一个关键因素了。现有技术中，单元测试例通常采用人工的方式实现。也就是说，技术人员需要了解源程序代码，并根据源程序代码的内容来确定单元测试例。在这种方式下，技术人员需要花费大量的时间才能确定单元测试例，大大增加了技术人员的工作负担。另外，人工方式也容易造成错误或不合理的单元测试例，难以保证后续单元测试的顺利完成，也难以保证需求覆盖和代码覆盖的要求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种自动生成单元测试例的方法和装置，可以大大减少技术人员的工作量，节约人工资源。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种自动生成单元测试例的方法，预先设置程序单元的详细设计文档，该方法为：

读取详细设计文档中接口规格部分，并从接口规格部分解析出所有针对程序单元参数的参数值，然后将各参数的参数值组合生成单元测试例。

上述方案中，所述读取详细设计文档中接口规格部分并解析出所有参数的参数值的方法为：

读取详细设计文档内容，识别接口规格的开始标志；从接口规格的开始标志开始提取针对程序单元的所有参数的参数值，直至接口规格的结束标志。

上述方案中，所述针对程序单元参数的参数值为正向条件参数值，或者为正向条件参数值和负向条件参数值。

上述方案中，如果针对程序单元参数的参数值为正向条件参数值，所述单元测试例为正向单元测试例，则将各参数的参数值组合生成正向单元测试例的方法为：

采用笛卡儿积方法将所有参数的正向条件参数值组合生成正向单元测试例。

上述方案中，如果针对程序单元的参数的参数值为正向条件参数值和负向条件参数值，所述单元测试例为正向单元测试例和负向单元测试例，则将各参数值组合生成正向单元测试例和负向单元测试例的方法为：

采用笛卡儿积方法将所有参数的正向条件参数值组合生成正向单元测试例；再将负向条件参数值替换正向单元测试例中对应的正向条件参数值，生成负向单元测试例。

本发明还提出一种技术方案：

一种自动生成单元测试例的装置，该装置包括：

文档存储单元，用于保存针对程序单元的详细设计文档；

解析单元，用于从详细设计文档中解析出所有针对程序单元的参数的参数值；

组合单元，用于将解析出的各参数的参数值组合生成单元测试例。

上述方案中，所述解析单元包括：

解析执行单元，用于从详细设计文档中识别接口规格的开始标志，提取接口规格的开始标志和结束标志之间的所有参数的参数值，将提取出的参数值保存到参数存储单元；

参数存储单元，用于保存由识别单元提取出的参数值。

上述方案中，所述参数存储单元存储有正向条件参数值和负向条件参数值，所述组合单元生成的单元测试例为采用笛卡儿积方法生成的正向单元测试例，该装置进一步包括：

参数替换单元，用于将负向条件参数值替换由组合单元生成的正向单元测试例中对应的正向条件参数值，生成负向单元测试例。

综上所述，本发明提出一种自动生成单元测试例的方法和装置，通过读取详细设计文档中接口规格部分，并从接口规格部分解析出所有针对程序单元的参数的参数值，然后将各参数的参数值组合生成单元测试例，不但可以达到生成单元测试例的目的，而且大大减少了技术人员的工作负担，节约了人工资源。

附图说明

图1是本发明自动生成单元测试例方法的流程图；

图2是应用本发明方案的方法实施例的流程图；

图3是应用本发明方案的装置实施例的基本结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图1为本发明的流程图。如图1所示，本发明实现自动生成单元测试例的方法包括以下步骤：

步骤101：读取预先设置的详细设计文档中接口规格部分；

本发明中，所述详细设计是软件设计过程中软件接口级别的分解设计，可以详细地表示程序单元的各个参数，以及每一个参数的取值情况，即接口规格。这里所述的程序单元可以为函数，而程序单元参数的参数值则为运行该函数所需要的参数值，可以包括函数的入口参数值、函数的出口参数值等。实际应用中，不同的函数可以有不同的参数。比如，某函数涉及某全局变量，则针对该函数的详细设计还应该包括该全局变量值。也就是说，在测试涉及全局变量的函数时，不仅需要该函数的入口参数值和出口参数值等，还需要所涉及的全局变量值。又比如，某函数A中需要调用另一个函数B，则针对函数A的详细设计还应该包括函数B的返回值。也就是说，在测试函数A时，不仅需要函数A的入口参数值和出口参数值，还需要被调用函数B的返回值。

为了满足需求覆盖和代码覆盖等方面的测试要求，详细设计中参数的取值可以采用边界分析、等价类划分、路径分析等方法确定。比如，某函数的入口参数为X，该函数包括关于参数X的条件语句“IF 0＜＝X＜＝9......；ELSE......”，那么，可以先将X根据取值范围进行分类，分为X＜0，X＝0，0＜X＜9，X＝9，X＞9共5类，再从每一类任意取值作为该函数入口参数值。在此例中，可以从X＜0这一类中取值-3，从X＝0这一类中取值0，从0＜X＜9这一类中取值5，从X＝9这一类中取值9，从X＞9这一类中取值20。当然，实际应用中也可以不这样取值，而从每一类取其它等价的值。比如，从0＜X＜9这一类中取值6，其它类的取值与上述情况相同。这样，确定每一类的取值后，就可以将所有取值的集合，即{-3，0，5，9，20}或者{-4、0，6，9，12}作为参数X的参数值。在单元测试过程中，当X取{0，5，9}或{0，6，9}的任何一个值时，函数就执行“IF”语句所对应的分支；当X取{-3，20}或{-4，12}中任何一个值时，函数则执行“ELSE”语句所对应的分支。

在设置详细设计文档的过程中，应该将哪些值作为参数值可以由设计人员自行确定。比如，在上述关于入口参数X的例子中，如果X＝4是实际应用中一个特殊的值，还可以将4也作为该函数入口参数值。也就是说，可以设置该函数的入口参数X的参数值为{-3，0，4，5，9，20}或者{-4、0，4，6，9，12}等。

另外，程序单元参数的参数值可以分为正向条件参数值和负向条件参数值。这里所述正向条件参数值可以使程序正常运行，以实现程序自身的功能；而负向条件参数值则是一个错误的参数值，不能实现程序自身的功能。但为了保证软件的健壮性等因素，还可以将负向条件参数值作为程序单元参数的值对程序单元进行测试，以测试软件在执行错误参数值是否出现死机等故障。

当然，如何确定参数值应该由具体情况决定，只要尽量满足需求覆盖和代码覆盖即可。

步骤102：从接口规格部分解析出所有针对程序单元的参数的参数值；

本步骤中，接口规格中所有参数的参数值都将解析出。比如：程序单元入口参数X的参数值为{-3，0，5，9，20}，本步骤将从接口规格部分解析出{-3，0，5，9，20}。

步骤103：将解析出的各参数的参数值组合生成单元测试例。

实际应用中，程序单元通常包括一个以上参数，每一个参数可能有一个或一个以上参数值。在这种情况下，为了可以生成大量的正确的单元测试例，可以将所有参数的参数值进行组合，以生成单元测试例。比如，某函数包括入口参数X和入口参数Y，入口参数X的参数值为{2，3，4}，入口参数Y的参数值为{1，4}。将入口参数X的第一个参数值和Y的第一个参数值进行组合，可以获得{2，1}，即测试该函数的一个单元测试例。也就是说，在测试该函数时，可以将该函数的入口参数X的值设置为2，将入口参数Y的值设置为1，以完成单元测试。

为了更好地说明本发明方案，下面用一个较佳实施例进行详细描述。

本实施例中，为了正确地解析出详细设计文档中接口规格部分，可以在详细设计文档中设置接口规格的开始标志和结束标志。接口规格开始标志和结束标志之间为程序单元所有参数，以及每一个参数的参数值。

本实施例中，假设程序单元为某函数，该函数的函数名为DRV_Transmit，包括3个入口参数，即X1，X2，X3；1个全局变量，即RX；2个可以调用的函数，其函数名分别为drv_transmit_send和drv_statistic；1个出口参数，即Y1；1个DRV_Transmit函数自身的返回值。

本实施例中，针对程序单元的详细设计文档格式可以为：

@@PROC DRV_Transmit

DRV_Transmit input X1{-2，5，16，68，104}{65535}

DRV_Transmit input X2{0，3，8}{65535，10}

DRV_Transmit input X3{1，8}{0，65535}

DRV_Transmit update RX{46，5}

DRV_Transmit dependent drv_transmit_send{VOS_OK}{VOS_ERR}

DRV_Transmit dependent drv_statistic{VOS_OK}{VOS_ERR}

DRV_Transmit output Y1{25，34，76}{-65535}

DRV_Transmit result{VOS_OK}{VOS_INVALID_PARAMETER，VOS_ERR}

DRV_Transmit end

其中，“@@PROC”表示接口规格的开始标志，“end”表示接口规格的结束标志；“DRV_Transmit”表示此详细设计所针对的程序单元，即函数名；“input”表示函数的入口参数，其后第一部分为入口参数的参数名，第二部分为2个参数列表，分别为正向条件参数值和负向条件参数值；另外，“updata”、“output”、“dependent”、“result”分别表示全局变量、出口参数、调用函数和函数自身返回结果等，其表示方式与“input”的表示方式相似，此处不再赘述。

图2是本实施例的流程图。如图2所示，本实施例可以包括以下步骤：

步骤201：读取详细设计文档内容，识别接口规格的开始标志；

步骤202：从接口规格的开始标志开始提取针对程序单元的所有参数的参数值，直至接口规格的结束标志；

执行完步骤201和步骤202后，可以完成读取详细设计文档的接口规格部分并解析出参数值的步骤，从详细设计文档中读取所有针对程序单元的参数，每一个参数包括正向条件参数值和负向条件参数值。

步骤203：采用笛卡儿积方法将所有正向条件参数值组合生成正向单元测试例；

本步骤中，可以调用实现笛卡儿积的函数，将所有正向条件参数值输入实现笛卡儿积的函数，获得经过组合的正向单元测试例。所述笛卡儿积方法为一种将集合进行组合的方法，具体实现有很多方法，比如：可以将输入的各参数的参数值保存在不同数组中，同一个参数的参数值保存在同一个数组中，并将各数组的第一个数组单元指定为当前组合单元；将各数组当前组合单元的值组合为一个集合，然后将其中一个数组的当前组合单元更改为下一个数组单元，并重新将各数组当前组合单元的值组合为一个集合，依此类推，直到组合完所有的数组单元。

在本实施例中，由于入口参数X1正向条件参数值的集合为{-2，5，16，68，104}，入口参数X2正向条件参数值的集合为{0，3，8}，入口参数X3正向条件参数值的集合为{1，8}，全局变量RX正向条件参数值的集合为{46，5}，函数drv_transmit_send正向条件参数值的集合为{VOS_OK}，函数drv_statistic正向条件参数值的集合为{VOS_OK}，出口参数Y1正向条件参数值的集合为{25，34，76}，函数DRV_Transmit自身返回的正向条件参数值的集合为{VOS_OK}。将上述所有参数的参数值用不同的数组保存起来，将各数组的第一个数组单元的值组合起来，可以获得一个正向单元测试例，即：{-2，0，1，46，VOS_OK，VOS_OK，25，VOS_OK}，其它正向单元测试例依次类推，此处不再一一列举。

这里，由于程序单元包括8个参数，每个参数的正向条件参数值个数分别为5，3，2，2，1，1，3，1，利用笛卡儿积方法可以获得5×3×2×2×1×1×3×1＝180个正向单元测试例。

当然，实际应用中，也可以不用笛卡儿积的方法进行组合，而采用其它的组合方式，只要可以将参数的参数值组合为一个单元测试例即可。比如：参数可能包括多个同类的参数值，就可以在详细设计过程中先对参数值进行分类，并将同一类参数值进行标记。当执行组合参数值的步骤时，可以先根据参数值的标记判断是否存在同一类的参数值，如果存在，就从同一类的参数值中任意选取一个参与组合。以入口参数X1为例，如果入口参数X1的正向条件参数值的集合为{-2，5，16，68，104}，但5，16，68为同一类取值。可以先在详细设计过程中，为5，16，68这一类参数值设置一个标记。此后，当执行组合参数值步骤时，就可以从5，16，68中任意选取一个参与组合，忽略其它两个取值。

步骤204：用负向条件参数值替换正向单元测试例中对应的正向条件参数值，生成负向单元测试例。

本步骤中，生成负向单元测试例无需进行笛卡儿积组合，只要将已经生成的正向单元测试例中的一个或一个以上正向条件参数值替换为对应的负向条件参数值即可。比如：生成的正向单元测试例为{-2，0，1，46，VOS_OK，VOS_OK，25，VOS_OK}，其中第一个参数值为入口参数X1的正向条件参数值。如果将第一个参数值替换为入口参数X1的负向条件参数值65535，就可以生成一个负向单元测试例，即：{65535，0，1，46，VOS_OK，VOS_OK，25，VOS_OK}。

实际应用中，如果某参数的负向条件参数值有多个，可以从中任意选择一个替换正向单元测试例中对应的正向条件参数值即可。当然，如果程序单元无需利用负向单元测试例进行测试，就可以不必生成负向单元测试例，即省略步骤204。

应用本实施例方案后，可以利用详细设计自动生成大量的针对程序单元的正向单元测试例和负向单元测试，并可以在后续的单元测试过程中直接利用所生成的单元测试例，大大减少了技术人员的工作负担。

针对上述方法，本发明还提出一种自动生成单元测试例的装置。图3是本发明装置的基本结构示意图。如图3所示，该装置包括：

文档存储单元301，用于保存针对程序单元的详细设计文档；

解析单元302，用于从详细设计文档中解析出所有针对程序单元的参数的参数值；

组合单元303，用于将解析出的各参数的参数值组合生成单元测试例。

其中，所述解析单元302可以包括：

解析执行单元3021，用于从详细设计文档中识别接口规格的开始标志，提取接口规格的开始标志和结束标志之间的所有参数的参数值，将提取出的参数值保存到参数存储单元3022；

参数存储单元3022，用于保存由识别单元提取出的参数值。

当需要生成单元测试例时，解析执行单元3021可以从详细设计文档中识别接口规格的开始标志，提取接口规格的开始标志和结束标志之间的所有参数的参数值，将提取出的参数值保存到参数存储单元3022中；组合单元303再将参数存储单元3022中的参数进行组合，生成单元测试例。

上述文档存储单元301中可以仅保存正向条件参数值，组合单元303可以采用笛卡儿积方法将提取出的正向条件参数值组合生成正向单元测试例。实际应用中，如果文档存储单元301中还有负向条件参数值，解析执行单元3021就可以提取负向条件参数值并保存在参数存储单元3022中。当需要生成负向单元测试例时，该装置还可以进一步包括：

参数替换单元304，用负向条件参数值替换由组合单元303生成的正向单元测试例中对应的正向条件参数值，生成负向单元测试例。

应用本发明方案，由于可以读取详细设计文档中接口规格部分，并从接口规格部分解析出所有针对程序单元的参数值，然后将各参数值组合生成单元测试例，不但可以达到生成单元测试例的目的，还可以大大减少技术人员的工作负担。另外，本发明方案是利用详细设计文档，而没有直接分析源程序代码，生成单元测试例的算法复杂度低，有利于进一步推广。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种自动生成单元测试例的方法，其特征在于，预先设置程序单元的详细设计文档，该方法为：

读取详细设计文档中接口规格部分，并从接口规格部分解析出所有针对程序单元的参数的参数值，然后将各参数的参数值组合生成单元测试例。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述读取详细设计文档中接口规格部分并解析出所有参数的参数值方法为：

读取详细设计文档内容，识别接口规格的开始标志；从接口规格的开始标志开始提取针对程序单元的所有参数的参数值，直至接口规格的结束标志。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述针对程序单元的参数的参数值为正向条件参数值，或者为正向条件参数值和负向条件参数值。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果针对程序单元的参数的参数值为正向条件参数值，所述单元测试例为正向单元测试例，则将各参数的参数值组合生成正向单元测试例的方法为：

采用笛卡儿积方法将所有参数的正向条件参数值组合生成正向单元测试例。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果针对程序单元的参数的参数值为正向条件参数值和负向条件参数值，所述单元测试例为正向单元测试例和负向单元测试例，则将各参数的参数值组合生成正向单元测试例和负向单元测试例的方法为：

采用笛卡儿积方法将所有参数的正向条件参数值组合生成正向单元测试例；再将负向条件参数值替换正向单元测试例中对应的正向条件参数值，生成负向单元测试例。

6、一种自动生成单元测试例的装置，其特征在于，该装置包括：

文档存储单元，用于保存针对程序单元的详细设计文档；

解析单元，用于从详细设计文档中解析出所有针对程序单元的参数的参数值；

组合单元，用于将解析出的各参数的参数值组合生成单元测试例。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述解析单元包括：

解析执行单元，用于从详细设计文档中识别接口规格的开始标志，提取接口规格的开始标志和结束标志之间的所有参数的参数值，将提取出的参数值保存到参数存储单元；

参数存储单元，用于保存由识别单元提取出的参数值。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述参数存储单元存储有正向条件参数值和负向条件参数值，所述组合单元生成的单元测试例为采用笛卡儿积方法生成的正向单元测试例，该装置进一步包括：

参数替换单元，用于将负向条件参数值替换由组合单元生成的正向单元测试例中对应的正向条件参数值，生成负向单元测试例。

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