CN105930268A - 一种基于树型的黑盒测试用例生成方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于树型的黑盒测试用例生成方法及其系统，该方法包括步骤：S1、获取n个接口参数及其相应的取值；S2、将所述n个接口参数及其取值构建成倒立的树型结构；所述树型结构的每一层代表一个接口参数的取值，且第一层节点为n个接口参数中取值个数最多的节点；S3、对每一层的接口参数的取值进行分类并编号；S4、从第一层某个节点出发沿着树枝的方向向下推进，直到到达整棵树的叶节点，形成一条路径，路径上的节点号序列代表一个测试用例；且构成所述测试用例中的数据类型不一致。本发明能快速搜索有效用例算法的黑盒测试用例覆盖率更高，更快速地定位到系统的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及软件测试领域，尤其涉及一种基于树型的黑盒测试用例生成方法及其系统。
背景技术
软件测试是保证软件质量的重要手段，尤其是自动化测试可以提高测试效率，降低成本。测试用例的自动获取尤其是黑盒测试用例的自动生成是软件测试的关键和难点。多年来很多研究人员对此进行了大量的研究。然而目前，测试用例测生成主要靠手工完成，而且要求软件测试人员具有一定的经常和较高的专业水平。因而，测试过程往往带有很大的盲目性，指示测试效率低下，软件成本居高不下，软件质量也很难保证。为此，测试用例的自动生成方法及测试工作的研究有其现实的必要性。
基本的黑盒测试方法包括：等价划分法、边界值分析法、因果图分析法、错误猜测法等，即使使用这些方法来手动生成覆盖全面的测试用例也是很不现实的。然而穷举测试又是无法实现的，这有两方面的含义：
一是我们无法测试一个程序以确保他是无错的；
二是软件测试中需要考虑的一个基本问题是软件测试的经济学。
借助边界分析法和等价类划分法等基本黑盒测试方法选取一组典型的值，如何结合上述典型值实现测试用例的自动生成，来达到对所测试系统的全面覆盖是黑盒测试用例自动生成的一个研究方向，另外如何结合典型值尽快找到测试系统的有效用例也是黑盒测试用例自动生成一个研究方向。这里的有效用例不是能使程序通过的用例，而是能找出程序中存在的错误的用例，因为测试的目的是找到程序中存在的问题而不是证明程序是正确的。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种基于树型的黑盒测试用例生成方法及其系统，旨在解决如何自动生成黑盒测试用例以快速找出系统缺陷。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于树型的黑盒测试用例生成方法，所述方法包括步骤：
S1、获取n个接口参数及其相应的取值；
S2、将所述n个接口参数及其取值构建成倒立的树型结构；所述树型结构的每一层代表一个接口参数的取值，且第一层节点为n个接口参数中取值个数最多的节点；
S3、对每一层的接口参数的取值进行分类并编号；
S4、从第一层某个节点出发沿着树枝的方向向下推进，直到到达整棵树的叶节点，形成一条路径，路径上的节点号序列代表一个测试用例；且构成所述测试用例中的数据类型不一致。
可选地，在所述步骤S4中，按树型结构的层次从上到下，每一层从左到右的顺序逐个节点执行。
可选地，所述步骤S4中具体包括步骤：
A1、第一层编号最小的节点把自己的编号传递给其叶节点中编号最小的节点；
A2、第二层编号最小的节点把自己的编号及其上层编号一起组成的串传递给他的叶节点中编号最小的节点；
A3、依次将n层节点均取节点编号最小的节点组成的数字串，构成一个测试用例。
可选地，当步骤A3中测试用例不能找到系统存在的缺陷时，还包括步骤：
B1、保留步骤A3中除了第一个编号以外的其他编号组成的数字串，将处于第一位的编号用同根节点下的次小的编号代替，直到遍历完此根节点；
B2、在遍历完倒数第二层最小编号下的叶节点后，遍历倒数第二层的次小编号；
B3、按照倒推树的原则不断变换不同位置的根节点直到遍历到第一层的编号最大的根节点或出现系统缺陷的数字串。
可选地，所述n接口参数相应的取值通过等价划分法和边界值法获得。
可选地，所述n接口参数的数据类型依据编程语言中的数据类型进行划分。
可选地，采用特殊的字符或字母代表所述数据类型，并将代表所述数据类型的字符或字母置于所述n个接口参数取值的编号之后。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于树型的黑盒测试用例生成系统，所述系统包括：
接口参数取值获取单元，用于获取n个接口参数及其相应的取值；
树型结构构建单元，用于将所述n个接口参数及其取值构建成倒立的树型结构；所述树型结构的每一层代表一个接口参数的取值，且第一层节点为n个接口参数中取值个数最多的节点；
取值分类编号单元，用于对每一层的接口参数的取值进行分类并编号；
测试用例生成单元，用于从第一层某个节点出发沿着树枝的方向向下推进，直到到达整棵树的叶节点，形成一条路径，路径上的节点号序列代表一个测试用例；且构成所述测试用例中的数据类型不一致。
可选地，所述测试用例生成单元包括：最小节点生成单元，用于将第一层编号最小的节点把自己的编号传递给其叶节点中编号最小的节点；将第二层编号最小的节点把自己的编号及其上层编号一起组成的串传递给他的叶节点中编号最小的节点；依次将n层节点均取节点编号最小的节点组成的数字串，构成一个测试用例；测试用例补充单元，用于保留最小节点生成单元生成的测试用例中除了第一个编号以外的其他编号组成的数字串，将处于第一位的编号用同根节点下的次小的编号代替，直到遍历完此根节点；在遍历完倒数第二层最小编号下的叶节点后，遍历倒数第二层的次小编号；按照倒推树的原则不断变换不同位置的根节点直至遍历到第一层的编号最大的根节点，或出现系统缺陷的数字串即有效的测试用例。
可选地，所述数据类型依据编程语言中的数据类型进行划分，采用特殊的字符或字母代表所述数据类型，并将代表所述数据类型的字符或字母置于所述n个接口参数取值的编号之后。
本发明提出的基于树型的黑盒测试用例生成方法及其系统，结合自定义的树型模型设计了快速搜索有效用例算法，使有效用例算法的黑盒测试用例覆盖率更高，更快速定位到系统的缺陷。
附图说明
图1为本发明实施例的基于树型的黑盒测试用例生成方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的基于树型的黑盒测试用例生成方法构建的树型结构。
图3为本发明实施例的基于树型的黑盒测试用例生成方法的补充流程示意图；
图4为本发明实施例的基于树型的黑盒测试用例生成方法的再补充流程示意图；
图5为本发明实施例的基于树型的黑盒测试用例生成方法具有3个接口参数构建的树型结构。
图6为本发明实施例的基于树型的黑盒测试用例生成系统的结构示意图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的移动终端。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。
如图1所示，本发明第一实施例提出一种基于树型的黑盒测试用例生成方法，包括步骤：S1、获取n个接口参数及其相应的取值；S2、将所述n个接口参数及其取值构建成倒立的树型结构；所述树型结构的每一层代表一个接口参数的取值，且第一层节点为n个接口参数中取值个数最多的节点；S3、对每一层的接口参数的取值进行分类并编号；S4、从第一层某个节点出发沿着树枝的方向向下推进，直到到达整棵树的叶节点，形成一条路径，路径上的节点号序列代表一个测试用例。
其中，在步骤S1中，该n接口参数相应的取值通过等价划分法和边界值法获得。对于该n个接口参数来说，可以先按每个接口参数取值个数的多少进行排序，假设第i个参数有ti个取值，其中，i＝1，2，…，n；则此时应满足：t1>t2>…>tn。当然在运用等价类划分法和边界值法得到的基础数据，不论怎么组合都不能发现程序中的存在的缺陷时，以上算法效果是相同的，必须要生成tn个测试用例。并运用这tn个测试用例对系统进行测试。
本发明研究了功能测试即黑盒测试的单元测试阶段，针对不同测试目的有效的测试用例自动生成算法。快速搜索有效用例算法以树型结构的深度搜索为基础能以较快的速度找到有效的数字组合即测试用例，这里的有效的测试用例不是使测试通过的用例，而是能找到系统中缺陷的测试用例。利用数据分类后的数字组合，更快、更准确的找到有效的测试用例，找到系统中缺陷的测试用例，节省了无效测试用例的生成。在不同的测试阶段及不同的测试目的时，选择有效的测试方法能大大降低测试成本，提高测试效率。对于有n个参数，每个参数有ti(i＝1，2，…，n)个取值的系统，最好的测试用例设计师对任何两个参数的各种组合只覆盖一次的测试用例集，即在测试用例集中整棵树的节点均只出现一次，且每个树枝只遍历一次。
请同时参照图2，在步骤S2及S3中，由于树型结构的第一层为n个接口参数中取值个数最多的节点，即该节点具有t1个取值，将该t1个取值取值予以编号，并将标好号的t1个取值从左到右依次排列在Entrance下。第二层以下各层分别为有t2…tn个取值，将每层的ti个取值予以编号。除了编号外，还需对每个取值进行数据类型的分类，数据类型依据java中的数据类型进行划分，包括：字节型(byte)、字符型(char)、短整型(short)、整形(int)、长整型(long)、单精度实型(float)、双精度实型(double)以及布尔型(boolean)。每个数据类型可以以特殊的字符或字母代表，例如：字节型以字母b表示，字符型以字母c表示，短整型以字母s表示，整形以字母i表示，长整型以字母l表示、单精度实型以字母f表示，双精度实型以字母d表示，布尔型以字母o表示。该些用来表示数据类型的特殊的字符或字母代表可以直接记录在每个取值编号后，即每个取值可以由一个编号直接表示，也可以由一个编号以及代表其数据类型的特殊的字符或字母来表示。
步骤S4中，本实施例要求构成的测试用例数据类型为不一致，数据类型一致则进行搜索，这样时搜索出来的用例会更加高效。当然，该n个接口参数需要输入的是同一种数据类型时，则不做此要求。
请同时参照图3、图4，在步骤S4中，可以按树型结构的层次从上到下，，每一层从左到右的顺序逐个节点执行。具体包括步骤：
A1、第一层编号最小的节点把自己的编号传递给其叶节点中编号最小的节点；
A2、第二层编号最小的节点把自己的编号及其上层编号一起组成的串传递给他的叶节点中编号最小的节点；
A3、依次将n层节点均取节点编号最小的节点组成的数字串，构成一个测试用例。
当步骤A3中测试用例不能找到系统存在的缺陷时，还包括步骤：
B1、保留步骤A3中除了第一个编号以外的其他编号组成的数字串，将处于第一位的编号用同根节点下的次小的编号代替，直到遍历完此根节点；
B2、在遍历完倒数第二层最小编号下的叶节点后，遍历倒数第二层的次小编号；
B3、按照倒推树的原则不断变换不同位置的根节点直到遍历到第一层的编号最大的根节点或出现系统缺陷的数字串。
下面结合具体的实例，进一步说明本发明，请参照图5，假定n＝3，t1＝t2＝t3；并且组合2-3-1测试用例能测试出系统存在缺陷。树型结构的第一层表示具有t1(t1＝3)个取值的参数的取值，其编号为1、2、3，可见，本实施例中的取值是由一个编号直接表示的；第二层表示具有t2(t2＝3)个取值的参数的取值，并将这3个取值作为t1的叶节点予以连接；同理编号并连接二、三层。从第一层某个节点出发沿着树枝的方向向下推进，直到到达整棵树的叶节点，形成一条路径，路径上的节点号序列就代表一个测试用例。1-1-3就表示第1个参数取第1个值，第2个参数取第1个值，第3个参数取第3个值构成的一个测试用例。
依据上述步骤A1至A3依次生成数字串：1-1-1、2-1-1、3-1-1；然后依据步骤B1至B3，将第二层与第三层组合生成数字串：1-2-1、2-2-1、3-2-1；1-3-1、2-3-1。当找到2-3-1时，且2-3-1为不同的数据类型，算法终止运行，整棵树不需要机型搜索，即不需要生成3-3-1；1-1-2、2-1-2、3-1-2；1-2-2、2-2-2、3-2-2；1-3-2、2-3-2、3-3-2；1-1-3、2-1-3、3-1-3；1-2-3、2-2-3、3-2-3；1-3-3、2-3-3、3-3-3，也不需要用其来执行测试系统，从而节省了测试时间，一定程度提高了测试效率。
本发明进一步提供一种基于树型的黑盒测试用例生成系统。请参照图6，图6为本发明实施例的基于树型的黑盒测试用例生成系统的结构示意图。该系统10包括：取值获取单元11，用于获取n个接口参数及其相应的取值；树型结构构建单元12，用于将n个接口参数及其取值构建成倒立的树型结构；树型结构的每一层代表一个接口参数的取值，且第一层节点为n个接口参数中取值个数最多的节点；取值分类编号单元13，用于对每一层的接口参数的取值进行分类并编号；测试用例生成单元14，用于从第一层某个节点出发沿着树枝的方向向下推进，直到到达整棵树的叶节点，形成一条路径，路径上的节点号序列代表一个测试用例。
取值获取单元11可以通过等价划分法和边界值法获得该n接口参数相应的取值。取值获取单元11还用于将对于该n个接口参数按每个接口参数取值个数的多少进行排序，假设第i个参数有ti个取值，其中，i＝1，2，…，n；则此时应满足：t1>t2>…>tn。
请同时参照图2，树型结构构建单元12在构建树型结构时，由于树型结构的第一层为n个接口参数中取值个数最多的节点，即该节点具有t1个取值，通过取值分类编号单元13将该t1个取值取值予以编号，并将标好号的t1个取值从左到右依次排列在Entrance下。第二层以下各层分别为有t2…tn个取值，同样通过取值分类编号单元13将每层的ti个取值予以编号。除了编号外，取值分类编号单元13还需对每个取值进行数据类型的分类，数据类型可以依据java中的数据类型进行划分，包括：字节型(byte)、字符型(char)、短整型(short)、整形(int)、长整型(long)、单精度实型(float)、双精度实型(double)以及布尔型(boolean)。每个数据类型可以以特殊的字符或字母代表，例如：字节型以字母b表示，字符型以字母c表示，短整型以字母s表示，整形以字母i表示，长整型以字母l表示、单精度实型以字母f表示，双精度实型以字母d表示，布尔型以字母o表示。该些用来表示数据类型的特殊的字符或字母代表可以直接记录在每个取值编号后，即每个取值可以由一个编号直接表示，也可以由一个编号以及代表其数据类型的特殊的字符或字母来表示。
本实施例中，测试用例生成单元14构成的测试用例数据类型为不一致，数据类型一致则进行搜索，这样时搜索出来的用例会更加高效。当然，该n个接口参数需要输入的是同一种数据类型时，则不做此要求。
在具体实施时，测试用例生成单元14可以包括最小节点生成单元24以及测试用例补充单元25。其中，最小节点生成单元24用于将第一层编号最小的节点把自己的编号传递给其叶节点中编号最小的节点；将第二层编号最小的节点把自己的编号及其上层编号一起组成的串传递给他的叶节点中编号最小的节点；依次将n层节点均取节点编号最小的节点组成的数字串，构成一个测试用例。测试用例补充单元25用于保留最小节点生成单元生成的测试用例中除了第一个编号以外的其他编号组成的数字串，将处于第一位的编号用同根节点下的次小的编号代替，直到遍历完此根节点；在遍历完倒数第二层最小编号下的叶节点后，遍历倒数第二层的次小编号；按照倒推树的原则不断变换不同位置的根节点直至遍历到第一层的编号最大的根节点，或出现系统缺陷的数字串即有效的测试用例。
请参照图5的具体实例，在该实例中，假定n＝3，t1＝t2＝t3；并且组合2-3-1测试用例能测试出系统存在缺陷。取值获取单元11获取该3个接口参数及其相应的t1个取值、t2个取值、t3个取值；树型结构构建单元12构建的树型结构为：树型结构的第一层表示具有t1(t1＝3)个取值的参数的取值，取值分类编号单元13将其编号为1、2、3；第二层表示具有t2(t2＝3)个取值的参数的取值，并将这3个取值作为t1的叶节点予以连接；同理编号并连接二、三层。测试用例生成单元14从第一层某个节点出发沿着树枝的方向向下推进，直到到达整棵树的叶节点，形成一条路径，路径上的节点号序列就代表一个测试用例。1-1-3就表示第1个参数取第1个值，第2个参数取第1个值，第3个参数取第3个值构成的一个测试用例。
具体地，测试用例生成单元14中的最小节点生成单元24生成数字串：1-1-1、2-1-1、3-1-1；测试用例生成单元14中的测试用例补充单元25生成数字串为：1-2-1、2-2-1、3-2-1；1-3-1、2-3-1。当找到2-3-1时，且2-3-1为不同的数据类型，算法终止运行，整棵树不需要机型搜索，测试用例生成单元14不再生成后续的数字串，即：3-3-1；1-1-2、2-1-2、3-1-2；1-2-2、2-2-2、3-2-2；1-3-2、2-3-2、3-3-2；1-1-3、2-1-3、3-1-3；1-2-3、2-2-3、3-2-3；1-3-3、2-3-3、3-3-3，也不需要用其来执行测试系统，从而节省了测试时间，一定程度提高了测试效率。
本发明提供的一种基于树型的黑盒测试用例生成方法及其系统，运用等价类划分法和边界值法得到的基础数据，并对基础数据进行数据类型的分类，数据类型分类参考java语言中的类型进行分类并进行编号，从上至下，从左往右快速搜索后，进行组合生成的黑盒测试用例，直到定位到缺陷则本次搜索终止。本发明适于在对系统单元进行可用性测试时运用，可用性测试是在第一轮测试之初，初步测试应用程序，以确定该程序已实现基本需求，即可用。如果基于此来运用该算法时，可尽量减少运用边值分析和等价类等基本黑盒测试方法所得到的基础参数的个数。本发明快速搜索有效用例算法的黑盒测试用例覆盖率更高，能更快速定位到系统的缺陷。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于树型的黑盒测试用例生成方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1、获取n个接口参数及其相应的取值；
S2、将所述n个接口参数及其取值构建成倒立的树型结构；所述树型结构的每一层代表一个接口参数的取值，且第一层节点为n个接口参数中取值个数最多的节点；
S3、对每一层的接口参数的取值进行分类并编号；
S4、从第一层某个节点出发沿着树枝的方向向下推进，直到到达整棵树的叶节点，形成一条路径，路径上的节点号序列代表一个测试用例；且构成所述测试用例中的数据类型不一致。
2.根据权利要求1所述的基于树型的黑盒测试用例生成方法，其特征在于，在所述步骤S4中，按树型结构的层次从上到下，每一层从左到右的顺序逐个节点执行。
3.根据权利要求1所述的基于树型的黑盒测试用例生成方法，其特征在于，所述步骤S4中具体包括步骤：
A1、第一层编号最小的节点把自己的编号传递给其叶节点中编号最小的节点；
A2、第二层编号最小的节点把自己的编号及其上层编号一起组成的串传递给他的叶节点中编号最小的节点；
A3、依次将n层节点均取节点编号最小的节点组成的数字串，构成一个测试用例。
4.根据权利要求3所述的基于树型的黑盒测试用例生成方法，其特征在于，当步骤A3中测试用例不能找到系统存在的缺陷时，还包括步骤：
B1、保留步骤A3中除了第一个编号以外的其他编号组成的数字串，将处于第一位的编号用同根节点下的次小的编号代替，直到遍历完此根节点；
B2、在遍历完倒数第二层最小编号下的叶节点后，遍历倒数第二层的次小编号；
B3、按照倒推树的原则不断变换不同位置的根节点直到遍历到第一层的编号最大的根节点或出现系统缺陷的数字串。
5.根据权利要求1所述的基于树型的黑盒测试用例生成方法，其特征在于，所述n接口参数相应的取值通过等价划分法和边界值法获得。
6.根据权利要求1所述的基于树型的黑盒测试用例生成方法，其特征在于，所述n接口参数的数据类型依据编程语言中的数据类型进行划分。
7.根据权利要求1或6所述的基于树型的黑盒测试用例生成方法，其特征在于，采用特殊的字符或字母代表所述数据类型，并将代表所述数据类型的字符或字母置于所述n个接口参数取值的编号之后。
8.一种基于树型的黑盒测试用例生成系统，其特征在于，所述系统包括：
接口参数取值获取单元，用于获取n个接口参数及其相应的取值；
树型结构构建单元，用于将所述n个接口参数及其取值构建成倒立的树型结构；所述树型结构的每一层代表一个接口参数的取值，且第一层节点为n个接口参数中取值个数最多的节点；
取值分类编号单元，用于对每一层的接口参数的取值进行分类并编号；
测试用例生成单元，用于从第一层某个节点出发沿着树枝的方向向下推进，直到到达整棵树的叶节点，形成一条路径，路径上的节点号序列代表一个测试用例；且构成所述测试用例中的数据类型不一致。
9.根据权利要求8所述的基于树型的黑盒测试用例生成系统，其特征在于，所述测试用例生成单元包括：
最小节点生成单元，用于将第一层编号最小的节点把自己的编号传递给其叶节点中编号最小的节点；将第二层编号最小的节点把自己的编号及其上层编号一起组成的串传递给他的叶节点中编号最小的节点；依次将n层节点均取节点编号最小的节点组成的数字串，构成一个测试用例；
测试用例补充单元，用于保留最小节点生成单元生成的测试用例中除了第一个编号以外的其他编号组成的数字串，将处于第一位的编号用同根节点下的次小的编号代替，直到遍历完此根节点；在遍历完倒数第二层最小编号下的叶节点后，遍历倒数第二层的次小编号；按照倒推树的原则不断变换不同位置的根节点直至遍历到第一层的编号最大的根节点，或出现系统缺陷的数字串即有效的测试用例。
10.根据权利要求8或9所述的基于树型的黑盒测试用例生成系统，其特征在于，所述数据类型依据编程语言中的数据类型进行划分，采用特殊的字符或字母代表所述数据类型，并将代表所述数据类型的字符或字母置于所述n个接口参数取值的编号之后。
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