CN113448846A - 基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法及系统，包括如下过程：对项目中含有并发结构的模块建模，得到含有并发结构的模块对应的并发活动图；将并发活动图转换为xml文件；对xml文件进行解析，得到量化后的有向图的邻接矩阵；根据邻接矩阵对活动图对应的节点进行关键程度划分，得到具有层次关系的节点集合；将节点集合输入KeyPermute算法，得到并发活动图测试场景。本发明的方法在满足覆盖率的情况下，避免了测试场景路径爆炸的问题，同时也解决了并发模块处理难的问题。

Description

基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法及系统

技术领域

本发明属于软件测试技术领域，具体涉及基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法及系统。

背景技术

软件测试在软件开发的过程中，占的比重越来越多。如何设计高效的测试用例集，如何提高用户体验是每个作为测试人员应该考虑的问题。但是目前大部分测试工作都是手动编写测试用例，整个过程花费时间长，并且得到的测试用例可能不是最优的。所以采用自动化生成测试用例，不仅能够减少测试人员在测试环节时间上的消耗，而且还能保证一定的测试覆盖率。但是目前大多数研究都是基于代码进行测试的，这种情况只有在完成代码后才能进行测试，因此会造成时间上的消耗以及可能会多次进行回归测试。为了能够在需求设计阶段开始进行测试，因此采用基于模型的方式来对项目系统进行测试。

目前研究人员已经提出了基于状态机模型、马尔科夫链模型，UML模型这自动化测试模型。相对于UML模型来说，状态机模型和马尔科夫链模型在建模方面相对复杂，没有UMl模型活动图的动态特征，其次UML模型使用简单，活动图又具有动态特征，能够很好的描述项目系统各个模块的流程。因此采用UML模型进行自动化测试是十分有必要的。

由于UML活动图可以用来对项目中的并发模块以及并发嵌套进行建模，而这些结构由于执行没有顺序，因此会造成测试路径爆炸，产生

条测试场景。为了能够减少测试场景的产生同时在保证一定测试覆盖率的条件下，对并发模块的研究是十分必要的。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法及系统，本发明能够解决并发活动图的路径爆炸的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法，包括如下过程：

对项目中含有并发结构的模块建模，得到含有并发结构的模块对应的并发活动图；

将并发活动图转换为xml文件；

对xml文件进行解析，得到量化后的有向图的邻接矩阵；

根据邻接矩阵对活动图对应的节点进行关键程度划分，得到具有层次关系的节点集合；

将节点集合输入KeyPermute算法，得到并发活动图测试场景。

优选的，若所得并发活动图中含有循环结构、嵌套并发结构和/或分支结构时，则将循环结构、嵌套并发结构和分支结构分别使用复合节点替代。

优选的，将并发活动图从yEd建模工具中导出，得到并发活动图对应的xml文件。

优选的，对xml文件进行解析，得到量化后的有向图的邻接矩阵的过程包括：

对xml文件中的节点进行编号，绘制并发活动图对应的活动流图；

对xml文件进行规范化，得到规范的xml文件；

对规范的xml文件添加xml标签，将节点和节点与节点之间的边分开，并根据活动流图的编号将节点一一对应，得到具有xml标签的xml文件；

将具有xml标签的xml文件进行解析，生成邻接矩阵；

所述对xml文件进行规范化，得到规范化的xml文件的过程包括：

获取xml文件中的节点个数和边个数，检查并发活动图的节点个数以及边个数是否分别和xml文件中的节点个数和边个数相同；

若相同，则该xml文件为规范的xml文件；

若不相同，对xml文件进行修改，使得并发活动图的节点个数以及边个数分别和xml文件中的节点个数和边个数相同。

优选的，对规范的xml文件中多余的信息进行清除，保留节点信息和边信息，之后对规范的xml文件添加xml标签。

优选的，根据邻接矩阵对活动图对应的节点进行关键程度划分，得到具有层次关系的节点集合的过程包括：

根据邻接矩阵包含的节点信息，使用拓扑排序对节点进行排序，得到排序后的节点集合；

计算排序后的节点集合中各节点的关键程度值，按照关键程度值对各节点进行层次划分，得到具有层次关系的节点集合。

优选的，各节点的关键程度值f(n)如下：

其中，m表示当前节点的出度个数，n为当前节点，1≤i≤m，n_i为当前节点第i个的邻接节点，λ为影响因子，P为当前节点的入度个数。

本发明还提供了基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成系统，包括：

建模模块：用于对项目中含有并发结构的模块建模，得到含有并发结构的模块对应的并发活动图；

转换模块：用于将并发活动图转换为xml文件；

解析模块：用于对xml文件进行解析，得到量化后的有向图的邻接矩阵；

关键程度划分模块：用于根据邻接矩阵对活动图对应的节点进行关键程度划分，得到具有层次关系的节点集合；

计算模块：将节点集合输入KeyPermute算法，得到并发活动图测试场景。

本发明还提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，其上存储有一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现本发明如上所述的基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法。

本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明如上所述的基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法。

本发明具有以下有益的技术效果：

本发明基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法将建模后的并发活动图转化为xml文件，通过对xml文件进行解析，量化后的有向图的邻接矩阵，为了能够从有向图中生成测试场景，本发明根据邻接矩阵对活动图对应的节点进行关键程度划分，并将得到的具有层次关系的节点集合作为KeyPermute算法的输入，在满足一定覆盖率的情况下产生了有效的测试场景，因此解决了并发场景下路径爆炸等问题，对于并发场景产生测试场景具有高效、简单等特性，同时在减少测试场景的情况下，达到了较高的覆盖率，因此，该方法在并发模块下产生了较优质的测试场景。

附图说明

图1为本发明实施例提供的整体流程图；

图2为本发明实施例中存在循环结构、嵌套并发结构和分支结构的并发活动图；

图3为图2所示并发活动图中的循环结构、嵌套并发结构和分支结构用复合节点替代后的并发活动图；

图4为本发明实施例提供的步骤S3步骤示意图；

图5为本发明实施例提供的节点的关键程度值计算流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明解释而不是限定。

参照图1，本发明基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法，包括以下过程：

活动图建模：对项目中的含有并发结构的模块使用yEd工具进行建模，并对含有嵌套、循环和/或分支结构的活动图进行简化，将嵌套、循环和/或分支结构分别使用复合节点替代，得到最终的并发活动图。

并发活动图转换为xml文件：对得到的并发活动图进行格式转换，得到能够使用代码进行解析的xml文件。

xml文件解析为有向图：对xml文件进行规范化整理，使其与并发活动图对应，使用dom4j对格式化后的xml文件进行解析，得到并发活动图对应的邻接矩阵。

关键程度划分：使用Key-Level算法对并发活动图进行划分，计算每个节点的关键程度值，得到划分后的具有层次关系的节点集合。

测试场景生成：使用KeyPermute算法结合回溯法，生成每一层的全排列，再使用复制技术，生成所有有效的测试场景。

下面介绍本发明方法的详细步骤，包括：

S1、对项目需求进行分析，对项目中的含有并发结构的模块建模，得到对应的并发活动图；

步骤S1具体包括：

S101、对项目进行分析，使用yEd绘图工具对项目中的具有并发结构特征的模块进行建模，得到对应的并发活动图。

S102、判断并发活动图中是否含有循环结构、嵌套并发结构和/或分支结构(参照图2，图2中是有的情形)；

S103、当并发活动图含有对含有循环结构、嵌套并发结构和/或分支结构时，则对活动图进行约简，将循环结构、嵌套并发结构、分支结构分别使用复合节点表示，将上述得到的对应的活动图作为最终的并发活动图，参照图3。

S2、将建模后的并发活动图从yEd建模工具中导出，得到以.xml结尾的与并发活动图对应的文件(即xml文件)；

步骤S2具体包括：

建模后的并发活动图无法直接进行解析，因此对生成的并发活动图进行格式转换，得到并发活动图对应的以.xml结尾的xml文件。

S3、对得到的xml文件使用dom4j技术进行解析，得到对应的量化后的有向图的邻接矩阵；

具体的，步骤S3具体包括：

S301、对节点进行编号，绘制并发活动图对应的活动流图。

S302、对xml文件进行规范化，得到并发活动图的节点信息以及边信息。检查是否和活动图的节点个数，边个数是否相同。

S303、如果节点个数、边个数与并发活动图的不符，则需要对xml文件进行修改，使得其与并发活动图的节点、边数量相同、一一对应。

S304、对于xml文件中多余的信息进行清除，保留xml文件中节点信息和边信息，添加xml标签将节点和节点与节点之间的边分开，并根据活动流图的编号将节点一一对应。

S305、使用dom4j对规范化后的xml文件进行解析，生成邻接矩阵

S4、使用Key-Level算法根据S3得到的邻接矩阵对节点进行关键程度划分，得到划分后的具有层次关系的节点集合；

步骤S4具体包括：

S401、对含有并发结构的活动图的节点使用拓扑排序进行排序，得到排序后的节点集合。

S402、根据Key-Level算法对排序后的节点计算关键程度值，得到按照关键程度值划分后的节点层次集合。

步骤S402中，对于每个节点来说在执行的过程中都有直接消费者和间接消费者。因此对出度的计算方法进行修改，对于当前节点I，直接消费者即当前节点的邻接节点，间接消费者即邻接节点的邻接节点。最后计算的结果称为当前节点的关键程度。每个节点的关键程度值的计算公式为：

其中，m表示当前节点的出度个数，n为当前节点，1≤i≤m，n_i为当前节点第i个的邻接节点，λ为影响因子，P为当前节点的入度个数。

S5、将划分后的节点集合作为KeyPermute算法的输入参数，KeyPermute算法输出得到所有有效的测试场景；

步骤S5具体包括：

S501、对划分后的节点集合使用回溯法生成每一层的节点集合的全排列。

S502、对每一层的全排列使用拷贝技术：例如当前第1层的节点为1，2，则全排列的结果为{{1,2}{2,1}}，存储到结果集；判断第2层的全排列的集合大小，将结果集按照这个集合大小进行复制，假设此时大小为2，则需要将结果集里的复制2份，则此时结果集为{{1,2},{2,1},{1,2},{2,1}}；然后再将当前第2层的全排列添加到结果集中即可；最终便可得到所有的测试场景。

实施例

参阅图1，本实施例基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法，包括以下步骤：

S1、活动图建模

对项目系统进行分析，使用yEd绘图工具对项目中含有并发结构的模块进行建模，得到对应的并发活动图。

参阅图2和图3，该步骤的具体方法如下：

S101、首先根据项目需求对含有并发结构的模块进行建模，得到并发活动图，然后将并发活动图中的嵌套并发结构、循环结构、分支结构使用复合节点替代。如图2中的分支结构、嵌套并发结构我们可以使用复合节点X,Y,Z替代，如图3所示。

S2、导出为xml文件

建模后的并发活动图无法进行直接解析，因此对生成的并发活动图进行格式转换，得到并发活动图对应的以.xml结尾的文件。

S3、有向图的邻接矩阵生成

参阅图4，该步骤具体方法如下：

S301、针对转化后的xml文件，将其作为参数传入到Reader解析器中，并获取文件的根标签。

S302、根据根标签，获取所有节点的根标签和所有边的根标签。

S303、根据所有节点的根标签，并对其子标签进行遍历，获取每一个节点并进行存储。

S304、根据所有边的根标签，并对其子标签进行遍历，获取每一条边并进行存储。

S305、创建图类，并初始化有向图，将S303，S304的结果数据作为参数传入实例化有向图中，得到活动图对应的邻接矩阵。

S4、有效测试场景生成

参阅图5，该步骤具体方法如下：

S401、计算每个节点的入度并存储，使用拓扑排序算法对所有节点进行排序，得到有层次关系的节点集合；

S402、使用本发明提出的key-Level算法，对于每个节点来说在执行的过程中都有直接消费者和间接消费者。因此对出度的计算方法进行修改，对于当前节点I，直接消费者即当前节点的邻接节点，间接消费者即邻接节点的邻接节点。最后计算的结果称为当前节点的关键程度。用来计算每个节点的关键程度值，其计算公式如下：

其中m表示当前节点的出度个数，λ为影响因子，P为当前节点的入度值。

计算关键程度值的目的就是为了能够使得每个节点处于应该处于的位置，方便了层次划分。

S403、使用本发明提出的KeyPermute算法,在该算法中使用回溯算法，得到每一层节点的全排列，再通过复制技术将每一层节点的全排列进行复制，最后得到所有的测试场景。

本发明实施例中，分别采用活动覆盖、条件约束标准，其中条件约束标准如下：

条件约束标准：用于活动图的活动之间的并发。活动a_ij发生在活动a_mn之前，条件覆盖的值为活动图中活动间并发的满足条件关系覆盖的路径与所生成的测试路径的比率。

对本Key-Level算法进行了评价，最终结果如表1所示(测试场景数为简化了的并发活动图所生成的数量)：

表1

方法	测试场景数	活动覆盖	条件约束标准
				Key-Level	2048	100％	100％

由表1可以看出本发明的方法满足活动覆盖、条件约束标准覆盖，其值均为100％。因此我们的方法能够在满足覆盖率的条件下，有效地得到并发活动图的测试场景数。

综上，本发明很好地解决了并发场景下路径爆炸地问题。通过对项目进行分析，使用yEd建模工具对含有并发结构的模块进行建模，得到并发活动图，再并将其转换为xml文件；使用dom4j技术对xml文件进行解析得到有向图的邻接矩阵；通过使用本发明提出的Key-Level算法对邻接矩阵的节点进行关键程度值计算并进行划分，得到根据关键程度值排序后的带有层次关系的节点集合；最后使用KeyPermute算法对节点进行全排列，使用复制技术最终生成有效的测试场景，在满足覆盖率的情况下，避免了测试场景路径爆炸的问题，同时也解决了并发活动图处理难的问题。

以上内容仅为本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所作的任何改董，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法，其特征在于，包括如下过程：

对项目中含有并发结构的模块建模，得到含有并发结构的模块对应的并发活动图；

将并发活动图转换为xml文件；

对xml文件进行解析，得到量化后的有向图的邻接矩阵；

根据邻接矩阵对活动图对应的节点进行关键程度划分，得到具有层次关系的节点集合；

将节点集合输入KeyPermute算法，得到并发活动图测试场景。

2.根据权利要求1所述的基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法，其特征在于，若所得并发活动图中含有循环结构、嵌套并发结构和/或分支结构时，则将循环结构、嵌套并发结构和分支结构分别使用复合节点替代。

3.根据权利要求1所述的基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法，其特征在于，将并发活动图从yEd建模工具中导出，得到并发活动图对应的xml文件。

4.根据权利要求1所述的基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法，其特征在于，对xml文件进行解析，得到量化后的有向图的邻接矩阵的过程包括：

对xml文件中的节点进行编号，绘制并发活动图对应的活动流图；

对xml文件进行规范化，得到规范的xml文件；

对规范的xml文件添加xml标签，将节点和节点与节点之间的边分开，并根据活动流图的编号将节点一一对应，得到具有xml标签的xml文件；

将具有xml标签的xml文件进行解析，生成邻接矩阵；

所述对xml文件进行规范化，得到规范化的xml文件的过程包括：

获取xml文件中的节点个数和边个数，检查并发活动图的节点个数以及边个数是否分别和xml文件中的节点个数和边个数相同；

若相同，则该xml文件为规范的xml文件；

若不相同，对xml文件进行修改，使得并发活动图的节点个数以及边个数分别和xml文件中的节点个数和边个数相同。

5.根据权利要求4所述的基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法，其特征在于，对规范的xml文件中多余的信息进行清除，保留节点信息和边信息，之后对规范的xml文件添加xml标签。

6.根据权利要求1所述的基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法，其特征在于，根据邻接矩阵对活动图对应的节点进行关键程度划分，得到具有层次关系的节点集合的过程包括：

根据邻接矩阵包含的节点信息，使用拓扑排序对节点进行排序，得到排序后的节点集合；

计算排序后的节点集合中各节点的关键程度值，按照关键程度值对各节点进行层次划分，得到具有层次关系的节点集合。

7.根据权利要求6所述的基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法，其特征在于，各节点的关键程度值f(n)如下：

其中，m表示当前节点的出度个数，n为当前节点，1≤i≤m，n_i为当前节点第i个的邻接节点，λ为影响因子，P为当前节点的入度个数。

8.基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成系统，其特征在于，包括：

建模模块：用于对项目中含有并发结构的模块建模，得到含有并发结构的模块对应的并发活动图；

转换模块：用于将并发活动图转换为xml文件；

解析模块：用于对xml文件进行解析，得到量化后的有向图的邻接矩阵；

关键程度划分模块：用于根据邻接矩阵对活动图对应的节点进行关键程度划分，得到具有层次关系的节点集合；

计算模块：将节点集合输入KeyPermute算法，得到并发活动图测试场景。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，其上存储有一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至7中任意一项所述的基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法。

10.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的基于关键程度划分的并发活动图测试场景生成方法。

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