CN111176991B

CN111176991B - 一种嵌入式软件接口用例自动化生成方法

Info

Publication number: CN111176991B
Application number: CN201911341042.0A
Authority: CN
Inventors: 虞砺琨; 于倩; 左万娟; 董燕; 陈华南; 郭华; 王小丽; 黄晨; 郑小萌
Original assignee: Beijing Sunwise Information Technology Ltd
Current assignee: Beijing Sunwise Information Technology Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: CN111176991A

Abstract

本发明公开了一种嵌入式软件接口用例自动化生成方法，包括：根据各待测试接口用例的需求，构建与各待测试接口用例的需求相关联的接口图模型，并创建测试用例标识；按照待测试接口用例的接口输入、输出以及转移条件，构建每个接口图模型的状态转移图；对各待测试接口用例的每个输入流，创建接口协议模型；根据各接口协议模型中选择的数据模型值域顺序以及用例生成方式，产生相应的测试路径；将测试路径与状态转移图进行匹配，获取各测试路径在对应的状态转移图中的相匹配的关键字，并进行数据填充，完成各待测试接口用例的实例化。通过本发明可实现嵌入式软件接口用例的自动规划、生成、执行与评估。

Description

一种嵌入式软件接口用例自动化生成方法

技术领域

本发明涉及嵌入式软件测试技术领域，特别是一种嵌入式软件接口用例自动化生成方法。

背景技术

在嵌入式软件测试中，接口测试作为一种重要的测试类型，在软件测试工作中的作用异常突出。尤其在航天领域，软件接口类型多、结构复杂，且不同类型软件产品的接口存在很大的差异性，很难用形式化的语言将其描述出来。更重要的是，嵌入式软件高可靠性和高覆盖率的要求意味着测试用例的类型和数量必须非常的多，才能充分、准确的覆盖接口的各种功能，保证软件的安全性。因此，高效的软件测试是必要的，包括测试用例的自动规划、生成、执行与评估。

在传统的嵌入式软件测试中，测试人员主要依据需求规格说明文档，采用手工编写测试用例对被测系统进行测试，这种方式存在如下问题：

(1)测试效率低、测试成本高；

(2)受测试人员技术能力、知识储备的影响，测试工作质量难以保证；

(3)测试用例难以重用，不利于迭代式增量软件开发与测试。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种嵌入式软件接口用例自动化生成方法，可实现嵌入式软件接口用例的自动规划、生成、执行与评估。

本发明的技术解决方案是：本发明公开了一种嵌入式软件接口用例自动化生成方法，包括：

根据各待测试接口用例的需求，构建与各待测试接口用例的需求相关联的接口图模型，并创建测试用例标识；其中，一个待测试接口用例对应唯一一个测试用例标识；

按照待测试接口用例的接口输入、输出以及转移条件，构建每个接口图模型的状态转移图；

对各待测试接口用例的每个输入流，创建接口协议模型；

根据各接口协议模型中选择的数据模型值域顺序以及用例生成方式，产生相应的测试路径；

将测试路径与状态转移图进行匹配，获取各测试路径在对应的状态转移图中的相匹配的关键字，并进行数据填充，完成各待测试接口用例的实例化。

可选地，接口协议模型采用基于XML的可配置方式，根据各待测试接口用例的接口设计规格说明或者各待测试接口用例的的实现文件自动解析接口结构，并以界面可视化的形式显示协议数据；其中，协议数据包含：固定值、随机值和校验和。

可选地，还包括：

针对接口协议模型中每个数据字段，创建数据模型；

根据创建的数据模型，计算得到测试数据；其中，测试数据包括：正常数据和非法数据；

当根据计算得到的测试数据，确定接口协议模型仅包含一个数据域为HH的数据模型时，表征所述接口协议模型期望遍历选择的数据模型的所有值域，且所有值域均是正常数据；其中，HH的数据模型用于指示所述接口协议模型是针对协议数据层进行的建模，包含正常枚举值。

可选地，在构建每个接口图模型的状态转移图时，将接口输入、接口输出、以及转移条件按照关键字形式存储；其中，转移条件对应的关键字中的参数与所述创建的数据模型的名称一致。

可选地，在根据创建的数据模型，计算得到测试数据之后，对测试数据进行校验，剔除非法数据。

可选地，对测试数据进行校验，剔除非法数据，包括：使用正则表达式对测试数据进行字符匹配，剔除超出当前数据模型可表示范围的数据；其中，当数据域为范围值时，剔除超出范围值定义范围的数据。

可选地，还包括：在完成各待测试接口用例的实例化后，根据各实例化后的待测试接口用例进行预期结果的自动化生成；其中，预期结果的数据类型包括：常量、表达式和函数。

可选地，预期结果的自动化生成，包括：对预期结果进行关键字的实例化，将预期数据填入选择的指令关键字中，形成预期关键字。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明公开了一种嵌入式软件接口用例自动化生成方法，可实现嵌入式软件接口用例的自动规划、生成、执行与评估，具有测试效率高、测试成本低等优点；且不受测试人员技术能力、知识储备的影响，测试工作质量、可靠性高；此外，可实现测试用例的重复使用，利于迭代式增量软件开发与测试。

附图说明

图1为本发明中一种嵌入式软件接口用例自动化生成方法的步骤流程图；

图2为本发明中一种嵌入式软件接口用例自动化生成的系统架构图；

图3为本发明中一种数据模型树状图。

具体实施方式

实施例1

参照图1，示出了本发明中一种嵌入式软件接口用例自动化生成方法的步骤流程图。在本实施例中，所述嵌入式软件接口用例自动化生成方法包括：

步骤S1，根据各待测试接口用例的需求，构建与各待测试接口用例的需求相关联的接口图模型，并创建测试用例标识；其中，一个待测试接口用例对应唯一一个测试用例标识。

步骤S2，按照待测试接口用例的接口输入、输出以及转移条件，构建每个接口图模型的状态转移图。

步骤S3，对各待测试接口用例的每个输入流，创建接口协议模型。

优选的，接口协议模型采用基于XML的可配置方式，根据各待测试接口用例的接口设计规格说明或者各待测试接口用例的实现文件自动解析接口结构，并以界面可视化的形式显示协议数据；其中，协议数据包含：固定值、随机值和校验和。

优选的，针对接口协议模型中每个数据字段，创建数据模型；根据创建的数据模型，计算得到测试数据；当根据计算得到的测试数据，确定接口协议模型仅包含一个数据域为HH的数据模型时，表征所述接口协议模型期望遍历选择的数据模型的所有值域，且所有值域均是正常数据。其中，测试数据包括：正常数据和非法数据；HH的数据模型用于指示所述接口协议模型是针对协议数据层进行的建模，包含正常枚举值。

优选的，在构建每个接口图模型的状态转移图时，将接口输入、接口输出、以及转移条件按照关键字形式存储。其中，转移条件对应的关键字中的参数与所述创建的数据模型的名称一致。

优选的，在根据创建的数据模型，计算得到测试数据之后，可以对测试数据进行校验，剔除非法数据：使用正则表达式对测试数据进行字符匹配，剔除超出当前数据模型可表示范围的数据；其中，当数据域为范围值时，剔除超出范围值定义范围的数据。

优选的，一个接口协议模型为父节点，包含1个到N个数据模型，这些信息完整地描述了接口模型。定义一个Byte(字节)类型数据模型需包含数据名称、偏移、字节长度、高低位顺序、数据类型、处理类型、数据域等B属性；定义bit(位)类型数据模型需要额外配置起始位、位长度等b属性。数据类型定义了字段按照字节或位进行解析和处理，处理类型定义了字段的物理类型，包括有符号字节类型/无符号字节类型/有符号短整形/无符号短整形/有符号整型/无符号整型/有符号长整型/无符号长整型等；数据域根据经验分为固定值、枚举型、范围值、HH(基于数据的正常枚举)、特殊值、校验和、表达式、嵌套协议(用1个或多个键值对描述枚举型协议；使用多个成对出现的数值定义范围值型协议；使用表达式定义类似校验和等需通过计算才能得到的表达式协议，引用子协议段集合实现嵌套协议)。该结构支持定长、不定长以及嵌套协议，适用于常见接口协议的形式化描述，且能通过表达式进行功能扩展，具有普适性。

步骤S4，根据各接口协议模型中选择的数据模型值域顺序以及用例生成方式，产生相应的测试路径。

步骤S5，将测试路径与状态转移图进行匹配，获取各测试路径在对应的状态转移图中的相匹配的关键字，并进行数据填充，完成各待测试接口用例的实例化。

在本发明实施例中，所述嵌入式软件接口用例自动化生成方法还包括：在完成各待测试接口用例的实例化后，根据各实例化后的待测试接口用例进行预期结果的自动化生成；其中，预期结果的数据类型包括：常量、表达式和函数。

优选的，常量和表达式可根据四则运算进行预期结果的计算，函数类型使用动态编译技术，可以灵活扩展复杂而无法估算的逻辑，并通过一些额外的代码(测试人员根据软件需求逻辑定义)来扩展我们已有的应用程序，例如当预期结果是通过一系列复杂的算法得到的，那么我们可以在本地预先定义好代码段，交由主程序去编译生成动态链接库，由测试人员在需要时调用。

优选的，预期结果的自动化生成包括：对预期结果进行关键字的实例化，将预期数据填入选择的指令关键字中，形成预期关键字。

实施例2

参照图2，示出了本发明中一种嵌入式软件接口用例自动化生成的系统架构图。本发明所述的嵌入式软件接口用例自动化生成方法处于MBT的自动化测试框架之下，过程从构建协议模型到生成测试用例集合为止，主要侧重嵌入式软件静态特性的描述。MBT自动化测试框架分为“三个层次，一个过程”：测试模型层、测试用例层、物理存储层和测试管理过程。测试模型层的核心任务是构建SUT接口协议模型。测试用例层的核心任务是产生测试数据、数据路径以及测试用例集合。物理存储层的核心任务为测试模型层和测试用例层的元素提供物理存储服务，包括SUT接口协议模型、测试用例集合、测试文档集合的物理存储。测试管理过程的核心任务是跟踪和管理测试过程，主要为测试用例的追踪、接口模型的变更对测试用例的影响。

接口测试的目的是测试接口，本发明利用XML(Extensible Markup Language，可扩展性标记语言)对于不同的系统复用性强的特点，将所有测试用例转换为XML文件，达到自动化测试的目的。所述嵌入式软件接口用例自动化生成方法的具体实现流程如下：

首先，构建接口图模型，描述该嵌入式软件接口需求的每个细节。对每个接口测试需求功能确定标识，进行量化和统计，该步骤用来对生成的测试用例进行描述和说明。

其次，导入接口数据，测试人员可选择使用TXT或者XML文件对接口数据进行导入，若选择为TXT导入，则将载入TXT中的数据流信息，作为协议配置的数据源。若选择为XML导入，测试人员则使用XML中的节点描述信息作为协议数据模型。

数据源导入完毕后，则需要进行协议数据的描述和配置，基础配置信息见图3。其中，数据模型节点可选择字节节点以及位节点；字节节点需要描述字节偏移、字序、数据段长度以及数据类型；位节点需要描述位偏移、位长度以及数据类型；所有的字节均需要配置转换表达式、数据域、数据生成类型，数据域不得超过数据类型可表达的范围。当数据生成类型为Fix(固定值)时，数据模型的生成值域为{Val,～Val,Val}，生成值域不超过数据类型可表达的范围。当数据生成类型为Enum(枚举值)时，数据模型的生成值域为{Val1,～Val1,Val2,Val3…}，生成值域不超过数据类型可表达的范围。当数据生成类型为Range(范围值)时，数据模型的生成值域为{Low-1,Low,Low+1,Up-1,Up,Up+1}∪{S1…Sn}，生成值域不超过数据类型可表达的范围。当数据生成类型为Random(随机值)，数据模型的生成值域为Val∈{Low,Up}，生成值域不超过数据类型可表达的范围。当数据生成类型为Expression(表达式)，该数据模型的生成值域为Val＝f(x)，生成值域不超过数据类型可表达的范围。当数据生成类型为Nest(嵌套)，数据模型的生成值域为{Nest1|val1,val2…valn；Nest2|val1,val2…valn；…；Nestn|val1,val2,…,valn}，生成值域不超过数据类型可表达的范围。当数据生成类型为CheckSum(校验和)，测试人员需要调用已有的或导入自定义的校验算法，该数据模型的生成值域为{Val|Val＝CheckSum(x),～Val}，生成值域不超过数据类型可表达的范围。当数据生成类型为HH(自定义)，该数据模型的生成值域为{Val1,Val2,…,Valn}，生成值域不超过数据类型可表达的范围。

当所有的数据模型中的值域生成完毕后，接下来进行路径的组合与遍历。其中，当协议模型中包含有数据生成类型为HH的数据模型，则遍历所有除HH的数据模型后，再覆盖HH的数据模型，并不产生多余的路径。当协议模型中仅包含有数据生成类型为HH的数据模型，则对该数据模型的生成值域集合进行顺序遍历。当数据源中包含有校验和字段，则协议模型中必须添加CheckSum的数据模型，并对校验方式进行定义。所有除CheckSum之外的数据模型根据校验方式进行计算，CheckSum的数据模型则遍历其数据模型生成值域。当某一数据模型需要与另一数据模型进行组合定义时，需要配置其相应的组合索引以及是否为主索引，组合索引对应另一数据模型的序号，建立连接后，若当前数据模型是主索引，则根据当前数据模型的生成值域进行组合，若被关联的数据模型为主索引，则根据被关联的数据模型进行组合。

测试数据以及测试路径均准备完毕后，从保存的关键字中找到与该需求相关联的关键字，用测试用例要素值替换测试脚本关键字，完成本地测试用例中步骤的构建。

接着进行预期结果的构建，预期结果同样使用保存的关键字，预期结果值有三种表示方法。其中，若选择固定值，则构建时直接使用该固定值进行替换；若选择表达式，则构建时需要计算输入的表达式，表达式中的参数来自内部维护的“全局变量表”；若选择函数，则构建时需要调用本地存储的函数名称，或者导入动态编译的自定义函数并进行调用。

生成自动化用例后，在被SUT调用之前，还可进行接口适配，选择本地或自定义的关键字进行适配，同时对测试要素进行重新匹配，以适应不同接口的业务需求。

生成自动化用例后，便可以调用自动化测试用例，来对应用程序进行测试，满足业务需求。其中，该测试用例满足：测试用例覆盖明确；测试用例相互独立，不会出现冗余；测试需求的来源和去向非常明确；测试用例设计达到最优化。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims

1.一种嵌入式软件接口用例自动化生成方法，其特征在于，包括：

对各待测试接口用例的每个输入流，创建接口协议模型，接口协议模型为父节点，包含1个到N个数据模型，数据模型的定义包括数据名称、偏移、字节长度、高低位顺序、数据类型、处理类型、数据域，数据域分为固定值、枚举型、范围值、基于数据的正常枚举HH、特殊值、校验和、表达式和嵌套协议，当数据域为嵌套协议时，引用子协议段集合实现嵌套协议，数据模型的生成值域为{Nest1；Nest2；…；Nestn}；N个数据模型包括组合定义的第一数据模型与第二数据模型，第一数据模型对应主索引，第一数据模型与第二数据模型根据第一数据模型的生成值域进行组合；

2.根据权利要求1所述的嵌入式软件接口用例自动化生成方法，其特征在于，接口协议模型采用基于XML的可配置方式，根据各待测试接口用例的接口设计规格说明或者各待测试接口用例的实现文件自动解析接口结构，并以界面可视化的形式显示协议数据；其中，协议数据包含：固定值、随机值和校验和。

3.根据权利要求1所述的嵌入式软件接口用例自动化生成方法，其特征在于，还包括：

针对接口协议模型中每个数据字段，创建数据模型；

4.根据权利要求3所述的嵌入式软件接口用例自动化生成方法，其特征在于，在构建每个接口图模型的状态转移图时，将接口输入、接口输出、以及转移条件按照关键字形式存储；其中，转移条件对应的关键字中的参数与所述创建的数据模型的名称一致。

5.根据权利要求3所述的嵌入式软件接口用例自动化生成方法，其特征在于，在根据创建的数据模型，计算得到测试数据之后，对测试数据进行校验，剔除非法数据。

6.根据权利要求5所述的嵌入式软件接口用例自动化生成方法，其特征在于，对测试数据进行校验，剔除非法数据，包括：使用正则表达式对测试数据进行字符匹配，剔除超出当前数据模型可表示范围的数据；其中，当数据域为范围值时，剔除超出范围值定义范围的数据。

7.根据权利要求1所述的嵌入式软件接口用例自动化生成方法，其特征在于，还包括：在完成各待测试接口用例的实例化后，根据各实例化后的待测试接口用例进行预期结果的自动化生成；其中，预期结果的数据类型包括：常量、表达式和函数。

8.根据权利要求5所述的嵌入式软件接口用例自动化生成方法，其特征在于，预期结果的自动化生成，包括：对预期结果进行关键字的实例化，将预期数据填入选择的指令关键字中，形成预期关键字。