JPH11272503A - プログラムのテストデータ自動生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザが指定した変数について、変数が満た
すべき条件とその処理の流れを自動的に算出し、テスト
データを自動生成することによってテストにかかる工数
を削減すること。 【解決手段】 テストデータ生成対象のソースプログラ
ムを解析し、構文木を作り、変数の階層構造と大きさと
別名、再定義、サブルーチンの情報を収集する構文解析
処理を行う構文解析手段と、ユーザによって指定された
変数の値の影響がソースプログラム内で波及する範囲を
特定し、その部分を取り出すための波及効果解析処理を
行う波及効果解析手段と、前記波及効果解析処理によっ
て得られた解析結果を用い、ユーザによって指定された
変数について、その変数が満たすべき条件を算出する条
件算出手段と、算出された条件に当てはまる変数のテス
トデータを自動生成する手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プログラムの開発
支援に使用するテストデータ自動生成装置に関し、特
に、ソースプログラムのテスト、デバッグ、流用開発に
適用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プログラムのテストデータ自動生成技術
については、本出願人が先に提案した特願平８−２１６
３２８号（発明の名称；プログラム開発支援装置および
プログラム開発支援方法およびプログラム開発支援用記
憶媒体）がある。これは、再テストの効率化とプログラ
ム中の有効命令・無効命令の判定と無効命令の破棄を目
的としたものであり、再テストの効率化という点でテス
トデータの自動生成機能を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願平
８−２１６３２８号に記載の技術は、テストデータ取得
を自動化し、テストに要するプログラマの負担を大幅に
軽減するものではあるが、対象となるプログラムの規模
が大きくなると生成されるプログラムパスの数が急激に
増加するという問題がある。

【０００４】この問題に対しては、Ｃ言語の関数のよう
な独立性の高い意味のまとまりを持つ言語であれば、そ
のまとまり毎にテストデータ生成を行うことにより、同
時に生成されるプログラムパス数を軽減できるが、対象
となるプログラム言語が、ＣＯＢＯＬ言語の外ＰＥＲＦ
ＯＲＭで呼ばれる手続きなどのように独立性の低いサブ
ルーチンを記述できる言語である場合には、サブルーチ
ン毎に分割したとしても有意なテストデータ生成が行え
るかはなはだ疑問であり、そのような手段は使えない。

【０００５】また、デバッグや流用開発でプログラマが
関心をもつのは、問題を起こしていると考えられる特定
の変数や処理の流れである場合が非常に多く、従来の技
術をデバッグや流用開発に応用しようとした場合、プロ
グラム全体の膨大な数のプログラムパスやそのドメイン
の中から自分の関心のあるパスを探すという作業を行わ
なければならない。

【０００６】また、ＣＯＢＯＬ言語のように、変数が別
名を持っていたり、変数が構造を持ち、下位の変数への
更新が上位の変数の値に影響するような場合には、変数
名の置き換えによるプログラムドメインの取得方法で
は、対応できないという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、上記の問題を解決し、プ
ログラムのデバッグや流用開発を行う場合に、ユーザが
指定した変数について、変数が満たすべき条件とその処
理の流れを自動的に算出し、また、それに基づいてテス
トデータを自動生成することによってテストにかかる工
数を削減する技術を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、テストデータ生成対象のソースプログラ
ムを解析し、構文木を作り、変数の階層構造と大きさと
別名、再定義、サブルーチンの情報を収集する構文解析
処理を行う構文解析手段と、ユーザによって指定された
変数の値の影響がソースプログラム内で波及する範囲を
特定し、その部分を取り出すための波及効果解析処理を
行う波及効果解析手段と、前記波及効果解析処理によっ
て得られた解析結果を用い、ユーザによって指定された
変数について、その変数が満たすべき条件を算出する条
件算出手段と、算出された条件に当てはまる変数のテス
トデータを自動生成する手段と、を有することを特徴と
する。

【０００９】また、前記波及効果解析処理によって得ら
れた解析結果を用い、ルーチン毎にプログラムネットワ
ークを作成するプログラムネットワーク作成処理を行う
プログラムネットワーク作成手段と、前記プログラムネ
ットワークからプログラムパス式を生成するプログラム
パス式生成処理を実行するプログラムパス式生成手段
と、サブルーチンコールが検出された場合、それをコー
ル先のサブルーチンのプログラムパス式で置き換えるサ
ブルーチン置換処理を実行するサブルーチン置換手段
と、生成されたプログラムパス式を展開するプログラム
パス式展開処理を実行するプログラムパス式展開手段
と、分割して求められたプログラムパスをプログラムの
処理の流れにしたがって連結するプログラムパス連結処
理を実行するプログラムパス連結手段とを備え、前記条
件算出手段は、連結されたプログラムパスからそのプロ
グラムパスが実行されるための変数の条件を算出するこ
とを特徴とする。

【００１０】さらに、プログラムパスの条件算出時に、
変数名を、データ領域の先頭からのオフセットと、その
変数が占有する領域の大きさの２つの数値を使ったシン
ボル名に変換することで、複数の変数が任意の記憶領域
を共有している場合でも変数が満たすべき条件を算出す
る手段を有することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるプログラムの
テストデータ自動生成装置の一実施の形態について図面
を参照しながら具体的に説明する。

【００１２】図１は、本発明の一実施形態を示す機能構
成図である。本実施形態のテストデータ自動生成装置
は、処理要求の受け付けや結果の表示を行う端末１０１
と、処理対象となるソースファイル１０２と、ソースフ
ァイル１０２の構文解析を行う構文解析部１０３と、前
記構文解析部１０３の処理結果を用い、ユーザによって
指定された変数の値の影響がソースプログラム内で波及
する範囲を特定する波及効果解析を行う波及効果解析部
１０４と、前記波及効果解析部１０４の処理結果を用い
てプログラムネットワークを生成するプログラムネット
ワーク作成部１０５と、前記プログラムネットワーク作
成部１０５の処理結果を用いてプログラムパス式を作成
するプログラムパス式作成部１０６と、前記プログラム
パス式作成部１０６の処理結果に含まれるサブルーチン
呼び出しをサブルーチンの内容に置き換えるサブルーチ
ン置換部１０７と、前記サブルーチン置換部１０７の処
理結果を用いてプログラムパス式をプログラムパスに展
開するプログラムパス式展開部１０８と、ルーチンごと
に求まったプログラムパス式を処理順序を考慮して連結
し、プログラムとしてのプログラムパスを生成するプロ
グラムパス連結部１０９と、前記プログラムパス連結部
１０９によって求められたプログラムパスからプログラ
ムのドメインを求めるプログラムパスドメイン取得部１
１０と、前記プログラムパスドメイン取得部１１０によ
って求められたドメインからテストデータを生成するテ
ストデータ取得部１１１から構成されている。

【００１３】この実施形態のテストデータ自動生成装置
は、具体的にはコンピュータで構成することができ、構
文解析部部１０３等の各部は対応する機能を実現するプ
ログラムによって構成することができるものである。ま
た、各部は、１つのコンピュータの内部に設ける構成だ
けでなく、複数台のコンピュータで作業を分担してテス
トデータを生成するように構成することもできる。

【００１４】図２は、図１の実施形態の処理を説明する
ためのフローチャートである。本発明は、図２に示され
るように以下の処理から構成される。

【００１５】ステップ２０１；構文解析処理１１２ 構文解析部１０３が実行する処理である。端末１０１か
ら処理要求が出されると、構文解析部１０３によって、
ソースファイル１０２（例えばＣＯＢＯＬソースファイ
ル）が読み込まれ、図３に示すように、構文木１２１が
生成され、同時にプログラム中に含まれる各変数ごとの
情報を持つ変数情報１２４とそれを表にした変数情報テ
ーブル１２２と、プログラム中に現れる各ルーチンごと
の情報を持つルーチン情報１２５とそれを表にしたルー
チン情報テーブル１２３が生成される。このとき、必要
により、インクルードファイルが展開される。

【００１６】ステップ２０２；波及効果解析処理１１３ 構文木１２１と変数情報テーブル１２２を使ってユーザ
によって指定された変数についての波及効果解析が行な
われる。この処理を行なうことにより、最終的に得られ
るプログラムパスの数を軽減することができる。

【００１７】ステップ２０３；プログラムネットワーク
作成処理１１４ 上記波及効果解析処理１１３までに生成された構文木１
２１を先行順で辿り、すべてのルーチン（メインルーチ
ンおよびサブルーチン）の単位でプログラムネットワー
クを生成する。ネットワーク生成の処理自体は、特願平
８−２１６３２８号に記載の技術を用いて行う。プログ
ラムネットワークにはルーチン識別番号が付けられ、こ
のルーチン識別番号とルーチン名との対応を記憶するル
ーチン識別テーブルが生成される。

【００１８】ステップ２０４；プログラムパス式作成処
理１１５ プログラムネットワークからプログラム連結行列を取得
し、プログラム連結行列からプログラムパス式作成処理
を用いてルーチン毎のプログラムパス式を生成する。生
成の処理は、特願平８−２１６３２８号に記載の技術を
用いて行う。

【００１９】ステップ２０５；サブルーチン置換処理１
１６ プログラムパス式中にサブルーチン呼び出しがあるか調
べ、存在すれば、対応するサブルーチンのサブルーチン
名からルーチン識別番号を検索し、対応するプログラム
パス式で置き換える。

【００２０】ステップ２０６；プログラムパス式展開処
理１１７ サブルーチン置換手段で処理されたプログラムパス式を
展開し、ルーチンごとのプログラムパスのリストに変換
する。

【００２１】ステップ２０７；プログラムパスリスト連
結処理１１８ 上記の処理で生成されたルーチンごとのプログラムパス
を処理の順序を考慮して連結し、プログラムに含まれる
プログラムパスをすべて算出する。

【００２２】ステップ２０８；プログラムパスドメイン
取得処理１１９ プログラムパスリストからプログラムパスを1つ取り出
し、そのプログラムパスについてのプログラムドメイン
を取得する。

【００２３】ステップ２０９；テストデータ取得処理１
２０ プログラムドメインからそのドメインに含まれるテスト
データを生成する。

【００２４】すべてのプログラムパスを処理するまで、
プログラムドメイン取得処理、テストデータ取得処理を
繰り返す。テストデータ生成の処理は、特願平８−２１
６３２８号に記載の技術を用いて行う。

【００２５】次に、本発明の特徴となる技術について図
面を用いて説明する。なお、ここで詳述しない処理につ
いては、特願平８−２１６３２８号に記載の技術を用い
て行う。

【００２６】図４は、波及効果解析手段１０４の構成と
データの流れを示したものである。図５および図６に波
及効果解析手段１０４の実行手順のフローチャートを示
す。

【００２７】まず、端末１０１より指定された波及効果
解析対象とする変数を変数エリア２３０に設定する（ス
テップ５０１）。構文木生成手段１０３において構文木
解析処理を実行し、自分が利用する構文木１２１と変数
情報テーブル１２２を取得する（ステップ５０２）。構
文木１２１には、プログラム中に現れる変数に対応する
ノードに、その変数が参照されているのか、更新されて
いるのかを示すフラグが設定されている。また、構文木
１２１の葉のノードには、ノードが持つトークンのソー
スファイル上での位置が設定されている。

【００２８】変数情報テーブル１２２は、各変数につい
ての変数情報１２４の表で、図３に示したように変数
名、変数の大きさ、レベル番号、上位の変数情報、下位
の変数情報、再定義情報、別名情報、出現位置情報等の
情報を含んでいる。

【００２９】変数の大きさとは、その変数が値を記憶す
るのに使用する記憶領域の大きさのことであり、レベル
番号とは、変数間の上位下位の関係を判断するための番
号で、レベル番号の大きな変数は、より小さなレベル番
号の変数に従属する下位の変数となる。上位の変数情報
とは、ある変数が直接に従属している上位の変数の変数
情報１２４を指すポインタのことであり、下位の変数情
報とは、ある変数が直接に包含している下位の変数の変
数情報１２４を指すポインタのことである。再定義情報
とは、ある変数が占有している領域を別の変数が別の階
層構造をもって再定義しているとき、その再定義してい
る変数の変数情報１２４を指すポインタのことである。

【００３０】別名情報とは、占有している記憶領域が隣
接している複数の変数をひとまとめにして別名が定義さ
れているときに、別名として定義された変数が直接に包
含している下位の変数の変数情報１２４を指すポインタ
のことである。

【００３１】次に、波及効果解析手段が、生成された構
文木１２１を処理順に辿って、図７に示すような制御構
造の木２３１を生成する（ステップ５０３）。この木２
３１の各ノードには探索順に文識別番号２３２が付けら
れ、分岐命令によって入れ子になっている文には、その
文が属する分岐を識別する分岐識別番号２３３も付けら
れる。

【００３２】次に、変数情報テーブル１２２を使って、
変数エリア２３０に登録されている変数と、記憶領域の
すべてまたは一部を共有している変数をすべて取得し、
得られた変数を変数エリア２３０に登録されている変数
とあわせて変数リスト２３４に登録する（ステップ５０
４）。

【００３３】また、次に、リストの要素が空である、文
リスト２３５を用意する（ステップ５０５）。次に、リ
ストの要素が空である、文リスト２３６を用意する（ス
テップ５０６）。次に、変数リスト２３４より、変数を
１つ取り出し、変数エリア２３７に設定する（ステップ
５０７）。

【００３４】変数エリア２３７に登録されている変数が
使用されているすべての文を、変数情報１２２の出現位
置情報を参照して取得し、文リスト２３６へ登録する
（ステップ５０８）。

【００３５】変数リスト２３４に含まれるすべての変数
に対してステップ５０７，５０８の処理を行い、文リス
ト２３６に、変数エリア２３０に登録されている変数に
関連する変数が使用されている文を取得する。

【００３６】次に、変数エリア２３０に登録されている
変数の記憶領域全体を共有しているすべての変数を取得
し、変数リスト２３８に登録する（ステップ５０９）。

【００３７】次に、文リスト２３６に含まれる文を、文
識別番号の昇順にソートする（ステップ５１０）。次
に、空の文リスト２３９を用意する（ステップ５１
１）。次に、変数リスト２３８中に登録されている変数
が新規に代入される文を文リスト２３６の先頭から検索
する（ステップ５１２，５１３）。

【００３８】検索の結果、そのような文が見つかれば、
見つかった文のうちで、最も若い識別番号の文の識別番
号を取得する。分岐が存在していれば、分岐識別番号も
参照して、各分岐毎に最も若い識別番号の文の識別番号
を取得し、それより若い文識別番号を持つ文を抜き出
す。抜き出した文は文リスト２３６の中から破棄し、文
リスト２３９に登録する（ステップ５１４）。

【００３９】もし、検索の結果、変数リスト２３８中の
変数が新規に代入される文が文リスト２３６の中に見つ
からなければ、リストの終わりまでの文をすべて抜き出
す。抜き出した文はリスト２３６の中から破棄し、文リ
スト２３９に登録する（ステップ５１５）。

【００４０】次に、リストの要素が空である、変数リス
ト２４０を用意する（ステップ５１６）。

【００４１】次に、文リスト２３９から文を１つ読む
（図６のステップ５１７）。変数リスト２３４に登録さ
れている変数を１つずつ取り出して、変数エリア２３７
に設定する。そして、ステップ５１６で取り出した文の
中に、変数エリア２３７に格納されている変数が影響を
与える変数がないか調べる。変数リスト２３４に登録さ
れている変数が影響を与える変数としては、変数２３７
に登録されている変数によって直接更新される変数だけ
でなく、その変数と記憶領域の一部分でも共有している
変数も含まれる（ステップ５１８，５１９）。

【００４２】そのような変数が、抜き出した文の中に含
まれていれば、該当する変数を変数リスト２４０に登録
する（ステップ５２０）。

【００４３】上記のステップ５１７，５１８，５１９，
５２０の処理を文リスト２３９中の文すべてについて行
う。

【００４４】次に、文リスト２３９の内容を文リスト２
３５に追加登録して、文リスト２３９を破棄する（ステ
ップ５２１）。

【００４５】次に、変数リスト２４０が空でないかを調
べる。空であれば、ソースファイル１０２中の波及効果
のある変数をすべて検索したとして次のステップ５２
３，５２４の処理を行う。

【００４６】まず、文リスト２３５中の文のダブりを取
り除く（ステップ５２３）。次に、文リスト２３５中に
存在していない文に相当する構文木１２１の部分木を削
除し、文リスト２３５を破棄し（ステップ５２４）、波
及効果解析処理を終了する。

【００４７】もし、変数スト２４０が空でなければ、文
リスト２３６が空かどうか調べる（ステップ５２５）。

【００４８】空でなければ、ステップ５１１に戻って、
文リスト２３６中の残りの文についても、波及範囲の検
索を続ける。

【００４９】空であれば、１次の波及効果解析が終了し
たとして、さらに高次の波及効果解析処理の準備をす
る。すなわち、変数リスト２４０の内容を変数リスト２
３４に複写し、変数リスト２４０を破棄して、処理２０
７，２０８のループの先頭に戻る（ステップ５２６）。

【００５０】このようにしてプログラムネットワーク作
成処理で使用する、波及効果解析済みの構文木を生成す
る。

【００５１】次に、サブルーチン置換部１０７の処理を
説明する。

【００５２】本実施形態で対象としているＣＯＢＯＬ言
語の場合、段落という手続きのまとまりが存在するが、
データ項目がグローバルであるなど、Ｃ言語の関数など
に比べて独立性が高くなく、それだけで意味のあるまと
まりとしてしまうのは無理があり、Ｃ言語の関数のよう
にそこだけを取り出してテストの対象とすることは出来
ない。

【００５３】そこで、そのような言語にも対応できるよ
うに、サブルーチン毎にプログラムパス式を取得してお
いて、必要に応じて連結してプログラムとしてのプログ
ラムパス式を生成するようにする。このため、サブルー
チン毎に生成されるプログラムパス式は、特願平８−２
１６３２８号のように文字列形式にした後に、Ｌｉｓｐ
言語で処理するのではなく、置き換えに便利なように図
８（ａ）のようなプログラムパス式の木３０２として取
得する。

【００５４】この式の木３０２は２分木であり、各ノー
ドは、そのノードが何を表すかを示す値（ラベル）と、
左右の子どものノードへのリンクを持つ。図８（ａ）中
で、プログラムパス式の木３０２の葉のノードは、ソー
スファイル中の処理を示しており、そのノードの値は、
それぞれ対象ソースファイル中の対応している処理に付
けられたラベルである。中間節で、ノードのラベルとし
て「＊」(アスタリスク)を持つノードは、連接の制御構
造があることを表し、左の子のノードのラベルに対応す
る処理の後に続いて、右の子のノードのラベルに対応す
る処理が実行されることを表す。また、ノードのラベル
として、「＋」(プラス記号)を持つノードは、選択の制
御構造があることを示し、左の子のノードのラベルが示
す処理か、右の子のノードのラベルが示す処理のどちら
かが実行されることを示す。なお、ループの制御構造に
ついては、繰り返し回数が直接数値としてソースファイ
ル上に与えられている場合は、その回数分、ループの中
身を展開する。そうでない場合は、ユーザによって指定
された回数をループの繰り返しの上限としてループの内
容を展開する。例えば、ユーザによって、最大繰り返し
回数が２回と指定された場合、ループの内容が1回も実
行されない処理と、１回実行される処理と、２回実行さ
れる処理の選択の制御構造として展開する。

【００５５】サブルーチン置換処理は、再帰呼び出しを
無限に展開するのを防ぐための再帰呼び出し管理スタッ
クを持つ。

【００５６】図８および図９に、サブルーチンの置き換
えの様子を示す。図８（ａ）はサブルーチン呼び出しを
含むプログラムパス式の木３０２で、図中のプログラム
パス式３０１に対応するプログラムパス式の木である。
ノード３０３はサブルーチンコールに対応するノードで
ある。図８（ｂ）は、ノード３０３で呼ばれるサブルー
チンのプログラムパス式の木３０４である。図９のプロ
グラムパス式の木３０５は、サブルーチンが置き換えら
れた後のプログラムパス式の木３０２である。

【００５７】図１０は、サブルーチン置換処理のフロー
チャートである。

【００５８】まず、サブルーチンごとに求められたプロ
グラムパス式の木３０２をポストオーダーに検索し、サ
ブルーチン呼び出しのノードを検索する。次に、探索中
のノード３０３のラベル３０６を取得し、ラベルの表す
内容がサブルーチンコールか調べる（ステップ８０１，
８０２）。

【００５９】ラベルの表す内容がサブルーチンコールで
あった場合、まず、再帰呼び出し管理スタックの中身を
調べて、ラベル３０６の登録されている回数を調べる
（ステップ８０３）。ここで、登録回数がユーザの指定
した回数以下であれば、再帰呼び出し管理スタックにラ
ベル３０６をプッシュする（ステップ８０４，８０
５）。

【００６０】次に、ルーチン情報テーブル１２３とルー
チン識別テーブルから、置き換え先のサブルーチンのプ
ログラムパス式の木３０４（図８（ｂ））を特定し、そ
れを複製したプログラムパス式の木Ａ（図示しない）を
用意して、ノード３０３と置き換える（ステップ８０
６）。

【００６１】ルーチン情報テーブル１２３は、各ルーチ
ンのルーチン情報１２５の表であり、ルーチン情報１２
５は、図３に示したようにルーチン名、ルーチンの種
別、定義位置情報、所属ルーチン情報、包含ルーチン情
報、呼び出し先ルーチン情報、呼び出し元ルーチン情報
等の情報を含んでいる。

【００６２】ルーチンの種別は、ＣＯＢＯＬ言語のよう
にルーチンが節、段落という階層構造を持つ場合、ルー
チンが節であるのか、段落であるのかというルーチンの
種別を表す。定義位置情報は、ルーチンが定義されてい
る位置の情報である。所属ルーチン情報は、自ルーチン
が属している、上の階層のルーチンのルーチン情報への
ポインタであり、包含ルーチン情報は、自ルーチンの下
位の階層のルーチンのルーチン情報へのポインタであ
る。呼び出し先ルーチン情報は、自ルーチンが呼び出す
ルーチンのルーチン情報へのポインタであり、呼び出し
元ルーチン情報は、自ルーチンを呼び出すルーチンのル
ーチン情報へのポインタである。

【００６３】ルーチン識別テーブルは、各ルーチン毎
に、そのルーチンのプログラムネットワークの番号と、
ルーチン名を要素に持つテーブルで、サブルーチン呼び
出し命令に記述されているサブルーチン名から対応する
ルーチン単位のプログラムネットワークの識別番号を検
索して、対応するルーチンのプログラムネットワークを
識別する。

【００６４】次に、ノード３０３の代わりに置き換えら
れたプログラムパス式の木Ａ（図示しない）の内部を検
索し、展開を続ける（ステップ８０７）。プログラムパ
ス式の木Ａ（図示しない）のノードをすべて検索、展開
し終えたら、ノード３０３に関する展開は終了したとし
て、処理３１５で、再帰呼び出し管理スタックから要素
を１つポップして、ノード３０３の展開を終了する（ス
テップ８０８）。

【００６５】もし、ノード３０３のラベル３０６の登録
されている回数が、ユーザの指定した回数を超えていれ
ば、ノード３０３に無効なノードであることを示すマー
クを付け、ノード３０３についての処理の終わりとする
（ステップ８０９）。

【００６６】このようにして、図８（ａ），図８
（ｂ），図９のように呼び出し先のサブルーチンに該当
するプログラムパス式の木を、サブルーチン呼び出しを
示すプログラムパス式の木のノードと置き換える。プロ
グラムパス式を文字列の式で得るのではなく、式の木に
することで、置き換えは、単純な２分木のつなぎ替えと
することができる。

【００６７】次に、プログラムパス式展開部１０８の処
理について説明する。

【００６８】サブルーチン置換部１０７によって取得さ
れたプログラムパス式は、式の木の形をしているので、
プログラムパス式展開部１０８では、これを展開し、ル
ーチン内のすべてのプログラムパスを取得してリストに
する。展開は、２分木の探索を基本にして再帰的に行
う。

【００６９】プログラムパス式展開部１０８は、分岐位
置を記憶する分岐スタックと、展開中のプログラムパス
を保持する展開バッファを持つ。分岐スタックには、処
理の分岐のノードの位置を表す分岐位置情報と、進んだ
方向を現す分岐選択情報が保存される。

【００７０】プログラムパス式展開処理のフローチャー
トを図１１〜図１３に示す。展開の方法を図８（ｂ）の
プログラムパス式の木を例にとって説明する。

【００７１】展開は、式の木を左の子のノードを先にし
て先行順で探索することで行う。探索しながら、ノード
のラベルを読み（ステップ９０１）、無効マークのない
葉のノードのラベルを展開バッファに書き込む（ステッ
プ９０５）。もし、探索中のノードのラベルが「＊」
（アスタリスク）である場合には（ステップ９０３）、
処理の連接をあらわすので、そのノードの左の部分木の
後に、右の部分木の展開処理を行う（ステップ９０６，
９０７）。また、探索中のノードに無効マークが設定さ
れていれば、そのノードは無視する（ステップ９０
４）。図８（ｂ）中のノード３３１まで探索したところ
で、選択の制御構造を表すノードに出会う（ステップ９
０２）。ここで、分岐スタックに、ノード３３１の情報
が登録されていないか調べる（ステップ９０８）。しか
し、まだ分岐スタックは空なので、ノード３３１の情報
は未登録である。そこで、次に探索すべきノードを、左
右の子のノードの中から選択し、このノードのラベル
と、選択された向きを分岐スタックに格納する（図１３
のステップ９１３）。分岐のノードでは、最初の探索で
は、左の子のノードの方へ探索を進め、２度目の探索で
は右の子のノードの方へ進むようする。ここでは、ノー
ド３３１からは左のノード、すなわち、ノード３３２の
方に進んで、ノード３３２を根とする部分木の展開処理
を続ける（ステップ９１４）。同様にして、１回目のプ
ログラムパス式の木の探索を終えると、探索経路は、３
２１→３２２→３２３→３２４→３２５→３２６→３２
７→３２８→３２９→３３０→３３１→３３２→３３４
→３３５→３３６となり、分岐スタックには（３３１，
‘Ｌ’）−（３３５，‘Ｌ’）と格納される。展開バッ
ファには、［ｓ／］［ｔ／］［ｕ／］［ｖ／］［ｗ／］
［ｙ／］［ｚ／］というプログラムパスが生成されてい
る。こうして、１つめの展開されたプログラムパスを得
る（図１２のステップ９１５）。

【００７２】さらに、次のプログラムパスを求めるた
め、分岐スタックのトップの要素の分岐選択情報を読み
（ステップ９１６）、まだ進むべき方向が残っているか
調べる（ステップ９１７）。このとき、分岐バッファの
最後に登録された要素は、（３３５，‘Ｌ’）であるの
で、まだ右へ進むことが出来る。そこで、最初のプログ
ラムパスの展開と同様にして、式の木をルートから先行
順で探索する。

【００７３】ノード３３１まで探索したところで、選択
の制御構造を表すノードに出会う（ステップ９０２）。
ここで、分岐スタックに、ノード３３１の情報が登録さ
れていないか調べると、登録されているが、最後に登録
された要素ではないので、前回進んだ向き、すなわち、
左の子の部分木の展開を行う（図１３のステップ９０
８，９０９，９１０）。

【００７４】さらに、探索を続け、ノード３３５まで探
索したところで、選択の制御構造を表すノードに出会う
（ステップ９０２）。ここで、分岐スタックに、ノード
３３５の情報が登録されていないか調べると、ノード３
３５の情報は分岐スタックに登録されていて、最後に登
録された要素であるので、その分岐選択情報を‘Ｒ’に
書き換えて、ノード３３５からは右のノード、すなわち
ノード３３７へ進む（ステップ９０８，９０９，９１
１，９１２）。同様にして、２回目のプログラムパス式
の木の探索を終えると、探索経路は、３２１→３２２→
３２３→３２４→３２５→３２６→３２７→３２８→３
２９→３３０→３３１→３３２→３３４→３３５→３３
７となり、分岐スタックには、（３３１，‘Ｌ’）−
（３３５，‘Ｒ’）と格納されている。展開バッファに
は、プログラムパス［ｓ／］［ｔ／］［ｕ／］［ｖ／］
［ｗ／］［ｙ／］［０．］を得る（図１２のステップ９
１５）。

【００７５】さらに、次のプログラムパスを求めるた
め、分岐スタックの最後に登録された要素の分岐選択情
報を読み（ステップ９１６）、まだ進むべき方向が残っ
ているか調べる（ステップ９１７）。このとき、分岐バ
ッファの最後に登録された要素は、（３３５，‘Ｒ’）
であるが、ノード３３５については、すでに両方とも進
んでしまっている。そこで、この要素をポップ（ステッ
プ９１８）して、分岐スタックから取り除く。次に、分
岐スタックが空か調べる（ステップ９１９）と、まだ空
でないので、最初のプログラムパスの展開と同様にし
て、式の木をルートから先行順で探索する。

【００７６】ノード３３１まで探索したところで、選択
の制御構造を表すノードに出会う（ステップ９０２）。

【００７７】そこで、分岐スタックに、ノード３３１の
情報が登録されていないか調べると、分岐スタックの最
後の登録された要素であるので、その分岐選択情報を
‘Ｒ’に書き換えて、ノード３３１からは右のノード、
すなわちノード３３３へ進む（ステップ９０８，９０
９，９１１，９１２）。同様にして、３回目のプログラ
ムパス式の木の探索を終えると、探索経路は、３２１→
３２２→３２３→３２４→３２５→３２６→３２７→３
２８→３２９→３３０→３３１→３３３→３３４→３３
５→３３６となり、分岐スタックには、（３３１，
‘Ｒ’）−（３３５，‘Ｌ’）と格納される。展開バッ
ファには、プログラムパス［ｓ／］［ｔ／］［ｕ／］
［ｖ／］［ｘ／］［ｙ／］［ｚ／］を得る（ステップ９
１５）。

【００７８】さらに、次のプログラムパスを求めるた
め、分岐スタックのトップの要素の分岐選択情報を読み
（ステップ９１６）、まだ進むべき方向が残っているか
調べる（ステップ９１７）。このとき、分岐バッファの
トップの要素は、（３３５，‘Ｌ’）であるので、まだ
右へ進むことが出来る。そこで、最初のプログラムパス
の展開と同様にして、式の木をルートから先行順で探索
する。

【００７９】ノード３３１まで探索したところで、選択
の制御構造を表すノードに出会う（ステップ９０２）。
ここで、分岐スタックに、ノード３３１の位置が登録さ
れていないか調べると、ノード３３１は分岐スタックに
登録されているが、最後に登録された要素でないので、
前回進んだ向き、すなわち、左へに進む（図１３のステ
ップ９０８，９０９，９１０）。

【００８０】さらに、探索を続け、ノード３３５まで探
索したところで、選択の制御構造を表すノードに出会
う。ここで、分岐スタックに、ノード３３５の位置が登
録されていないか調べる。このとき、ノード３３５は分
岐スタックのスタックトップに登録されているので、そ
の分岐選択情報を‘Ｒ’に書き換えて、ノード３３５か
らは右のノード、すなわちノード３３７へ進む（ステッ
プ９０８，９０９，９１１，９１２）。同様にして、４
回目のプログラムパス式の木の探索を終えると、探索経
路は、３２１→３２２→３２３→３２４→３２５→３２
６→３２７→３２８→３２９→３３０→３３１→３３３
→３３４→３３５→３３７となり、分岐スタックには、
（３３１，‘Ｒ’）−（３３５，‘Ｒ’）と格納され
る。展開バッファには、プログラムパス［ｓ／］［ｔ
／］［ｕ／］［ｖ／］［ｘ／］［ｙ／］［０．］を得る
（ステップ９１５）。

【００８１】次に、分岐スタックのトップの分岐選択情
報を読み（ステップ９１６）、まだ進むべき方向が残っ
ているか調べる（ステップ９１７）と、ノード３３５の
子のノードは両方とも探索されたので、進むべきノード
がないとして、分岐スタックから要素を１つポップして
捨てる（ステップ９１８）。さらに、分岐スタックのト
ップの分岐選択情報をよみ、まだ進むべき方向が残って
いるか調べる。ノード３３１についても、すでに両方の
子のノードをたどっているので、進むべき方向はないと
して、分岐スタック４０１から要素を１つポップして捨
てる（ステップ９１８）。その結果、分岐スタックは空
になっているので、すべての分岐を探索し終えたと判断
して（ステップ９１９）、展開作業を終了する。

【００８２】次に、プログラムパス連結部１０９の処理
について説明する。

【００８３】前記プログラムパス式展開部１０８によっ
て、ルーチンごとのプログラムパス式は展開されて、ル
ーチンごとのプログラムパスリストとして取得されてい
る。

【００８４】プログラムパス式連結処理では、それらの
ルーチンごとのプログラムパスリストを、ジャンプ命令
を考慮しながら連結する。プログラムパス連結処理は、
連結中のプログラムパスを記憶するための連結バッファ
を持つ。連結の手順を以下に示す。

【００８５】図１４に示すように、ルーチンＡ５０１に
はｌ個のプログラムパス５１４があり、ルーチンＢ５０
２にはｍ個のプログラムパス５１４があり、ルーチンＣ
５０４にはｎ個のプログラムパス５１４があるとする。

【００８６】このとき、これらのルーチン間にジャンプ
命令が存在しなければ、ルーチンＡ５０１のパス５０４
→ルーチンＢ５０２のパス５０７→ルーチンＣ５０３の
パス５０９、ルーチンＡ５０１のパス５０４→ルーチン
Ｂ５０２のパス５０７→ルーチンＣ５０３のパス５１
０、という具合にすべての組み合わせを求めて連結され
たプログラムパスを求める。連結途中で、プログラムパ
ス５１４の最後のラベルがプログラムを終了させる命令
であった場合、そのパスの連結作業をそこで終わる。

【００８７】ルーチンＡ５０１のプログラムパスのうち
で、パス５０５のようにプログラムパスの最後のラベル
がジャンプ命令である場合には、まず、その飛び先のル
ーチンのルーチン識別番号をルーチン情報テーブル１２
３、ルーチン識別テーブルを用いて特定する。

【００８８】そのルーチン識別番号５１３が、ルーチン
Ａ５０１の識別番号５１１より大きいならば、前方ジャ
ンプであるので、ルーチンＡ５０１のパス５０５→ルー
チンＣ５０３のパス５０９、ルーチンＡ５０１のパス５
０５→ルーチンＣ５０３のパス５１０という具合に連結
する。

【００８９】もし、図１４の下の図のように、特定され
たルーチン識別番号５２５がルーチンＡ５１７の識別番
号５２７より小さいなら、後方ジャンプと判定し、無限
に連結するのを防ぐために、以下のチェックを入れる。
すなわち、連結バッファの中に含まれる、いま検出した
ジャンプ命令のラベルが幾つあるか数え上げ、ユーザに
よって指定された繰り返しの上限値に達しているか調べ
る。

【００９０】上限値に達していれば、現在連結している
プログラムパスを破棄し、次のプログラムパスの展開に
移る。達していなければ、連結先のルーチンに戻って連
結を続ける。

【００９１】このようにして、すべてのルーチンのプロ
グラムパスを連結し、プログラムとしてのプログラムパ
スリストを得る。

【００９２】次に、プログラムパスドメイン取得部１１
０の説明をする。

【００９３】プログラムドメイン取得処理では、プログ
ラムパス式連結処理で求められたプログラムパスリスト
の１つ１つのプログラムパス６２０それぞれについて、
図１５および図１６のフローチャートにしたがって、以
下の手順によってプログラムドメインを取得する。図１
７に簡単な実行例を示す。

【００９４】まず、式の木のキュー６２１を用意する
（ステップ１１０１）。そして、プログラムパスのラベ
ルをすべて読むまで、以下の処理を繰り返す。

【００９５】まず、プログラムパスのラベルに対応する
処理を構文木１２１（図３）を参照して調べ、処理がデ
ータ転記、演算命令、条件判定式を処理内容かどうかを
判定する（ステップ１１０２，１１０３）。そうであれ
ば、図１７に示すような処理に対応する代入式、条件式
の式の木６２２を作成する（ステップ１１０４）。この
とき、ＣＯＢＯＬ言語の命令のように、直接、代入式の
形で記述されていないものは、言語の文法にしたがって
解析し、単独の、あるいは複数の代入式に変換して式の
木を作成する。また、条件名を使って条件判定式が書か
れている場合も、実際に判定される条件式に変換してか
ら式の木を作成する。否定演算子が条件式中に含まれる
場合は、論理演算子や比較演算子を適当に変換して、否
定演算子を含まない条件式に変換する。また、列挙定数
名が使われていれば、それが示す定数値に変換する。

【００９６】さらに、生成された式の木６２２の中に変
数を使っている個所があるか検索し、変数を検出した場
合、その変数名をデータ項目情報テーブル１２２中の情
報を使って、変数が配置されるデータ領域の先頭からの
オフセットと、その変数が占有する記憶領域の大きさの
２つの数値を用いたシンボル名６２３に変換する（ステ
ップ１１０５）。

【００９７】その後、ステップ１１０４，１１０５で生
成された式の木を式の木のキュー６２１に格納する（ス
テップ１１０６）。

【００９８】なお、データ転記、演算命令、条件判定式
を処理内容として表すラベルでないものは無視する。

【００９９】次に、得られた式の木のキュー６２１か
ら、プログラムパスのドメインを取得する。

【０１００】まず、式の木のキュー６２１から式の木６
２２を一つ取り出す（ステップ１１０７）。取り出した
式の木が代入文であった時に行う処理の手順を以下に示
す。

【０１０１】まず、取り出した代入文の左辺にあるシン
ボル名６２３（図１７）を取得する（ステップ１１０
９）。

【０１０２】次に、式の木のキュー６２１をデキューせ
ずに先読みして、シンボル名６２３が表す変数の占有し
ている記憶領域の全部または一部を最初に更新している
式の木６２４（図１７）を特定する（ステップ１１１
０，１１１１）。この際、式の木６２４の更新されてい
る変数が、シンボル名６２３が表す変数と記憶領域の全
部、あるいは、一部を共有しているかどうかの判定は、
更新されている変数のシンボル名中のオフセット値が、
シンボル名６２３の表す変数の占有する記憶領域に含ま
れるかどうかで判定する。

【０１０３】次に、キューの先頭から式の木６２４まで
の式の木を１つずつ読み、その式の木が表す代入式の右
辺、または条件判定式の中に、シンボル名６２３、また
はシンボル名６２３が表す変数の占有している記憶領域
全体を共有している変数のシンボル名がないか調べ、あ
れば、それを代入文の式の木６２４の右辺で置き換える
（ステップ１１１２）。

【０１０４】もし、式の木６２４が見つからなければ、
処理６１１で、式の木のキュー６２１全体の式の木に対
して、先頭から順に上記の調査、置き換えを行う（ステ
ップ１１１３）。

【０１０５】置き換えを行った後、代入文の式の木６２
２を破棄する（ステップ１１１４）。

【０１０６】次に、取り出した式の木が条件判定式であ
った場合は、ドメインの制約条件として、制約条件リス
ト６２５に加え、式の木のキュー６２１から破棄する
（ステップ１１１５）。

【０１０７】以上のステップ１１０７〜１１１５を式の
木のキュー６２１が空になるまで繰り返したとき、制約
条件リスト６２５中に格納されている制約条件の組が、
注目しているプログラムのドメインの１つを与える。

【０１０８】さらに、制約条件リスト６２５から制約条
件式を１つ読み（図１６のステップ１１１６）、取り出
した制約条件式を評価する（ステップ１１１７，１１１
８）。

【０１０９】すべての制約条件について、評価結果が真
または評価不能であれば、有効なパスとして登録する
（ステップ１１２０）。評価した結果が１つでも、偽で
あった場合は、矛盾した制約条件を持つパスであるとし
て、パスを破棄する（ステップ１１２１）。

【０１１０】以上の処理をプログラムパスリストのプロ
グラムパス１つ１つについて行い、プログラムパスリス
トの１つ１つのプログラムパスそれぞれについてそのパ
スが実行されるための制約条件を求め、プログラムのド
メインを求める。

【０１１１】図１８および図１９は、解析前のソースプ
ログラムの例を示す図であり、図２０は波及効果解析処
理後のソースプログラムの内容を示す図である。また、
図２１〜図２３は、波及効果解析処理後のソースプログ
ラムをある表計算ソフトに読み込ませて表形式にまとめ
た図であり、図２１に矢印で示すようなプログラムパス
が存在することが表されている。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ユーザが指定した変数に関する波及効果解析を行うこと
により、ユーザの関心のあるデータに関連する範囲を特
定することができ、そのデータの関連するプログラムパ
スについて、データと処理の面から解析し、ユーザが指
定した変数の条件に当てはまるテストデータを自動生成
することができる。これにより、デバッグや流用開発時
のプログラム理解の支援およびテストデータの決定を容
易にし、テストにかかる工数を削減できるといった優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のテストデータ自動生成装置の一実施形
態を示す機能構成図である。

【図２】本発明の処理の実行手順のフローチャートであ
る。

【図３】構文解析手段が生成するデータの概略を示す図
である。

【図４】波及効果解析部１０４の構成図である。

【図５】波及効果解析処理のフローチャートである。

【図６】図５の続きを示すフローチャートである。

【図７】波及効果解析手段で生成される制御構造の木の
例である。

【図８】プログラムパス式の木の例である。

【図９】プログラムパス式の木の例である。

【図１０】サブルーチン置換処理のフローチャートであ
る。

【図１１】プログラムパス式展開処理のフローチャート
である。

【図１２】図１１の続きを示すフローチャートである。

【図１３】図１２の続きを示すフローチャートである。

【図１４】プログラムパス連結処理の説明の図である。

【図１５】プログラムパスドメイン取得処理のフローチ
ャートである。

【図１６】図１５の続きを示すフローチャートである。

【図１７】プログラムドメイン取得処理の簡単な例を示
す図である。

【図１８】解析前ソースプログラムの例を示す図であ
る。

【図１９】図１８の続きを示す図である。

【図２０】波及効果解析後のソースプログラムの例を示
す図である。

【図２１】本発明を実施して得られる結果を、ある表計
算ソフトに読み込ませたものの一部を示す図である。

【図２２】図２１の続きを示す図である。

【図２３】図２２の続きを示す図である。

【符号の説明】

１０１…端末、１０２…ソースファイル、１０３…構文
解析部、１０４…波及効果解析部、１０５…プログラム
ネットワーク作成部、１０６…プログラムパス式作成
部、１０７…サブルーチン置換部、１０８…プログラム
パス式展開部、１０９…プログラムパス連結部、１１０
…プログラムドメイン取得部、１１１…テストデータ取
得部、１２１…構文木、１２２…変数情報テーブル、１
２３…ルーチン情報テーブル、１２４…変数情報、１２
５…ルーチン情報、２３０…ユーザによって指定された
波及効果解析の起点となる変数を記憶しておくためのエ
リア、２３１…制御構造の木、２３２…文識別番号、２
３３…分岐識別番号、２３４…変数エリア２３０内の変
数と記憶領域を共有している変数のリスト、２３５…波
及範囲に含まれる文のリスト、２４０…変数リスト２３
４中の変数から影響を受ける変数のリスト、３０１…プ
ログラムパス式、３０２…プログラムパス式の木３０６
…ラベル、６２１…プログラムパスから演算、代入、条
件判定式を取り出して式の木にしたキュー、６２２…式
の木のキュー６２１に含まれる式の木、６２３…データ
名をデータ領域の先頭からのオフセットとサイズで表し
たシンボル名、６２５…あるプログラムパスが実行され
るための入力データが満たすべき条件のリスト。

フロントページの続き (72)発明者 新居 健司 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソースプログラムを解析し、テストデー
   タを自動生成する装置において、 テストデータ生成対象のソースプログラムを解析し、構
   文木を作り、変数の階層構造と大きさと別名、再定義、
   サブルーチンの情報を収集する構文解析処理を行う構文
   解析手段と、 ユーザによって指定された変数の値の影響がソースプロ
   グラム内で波及する範囲を特定し、その部分を取り出す
   ための波及効果解析処理を行う波及効果解析手段と、 前記波及効果解析処理によって得られた解析結果を用
   い、ユーザによって指定された変数について、その変数
   が満たすべき条件を算出する条件算出手段と、 算出された条件に当てはまる変数のテストデータを自動
   生成する手段と、を有することを特徴とするソースプロ
   グラムのテストデータ自動生成装置。
2. 【請求項２】 前記波及効果解析処理によって得られた
   解析結果を用い、ルーチン毎にプログラムネットワーク
   を作成するプログラムネットワーク作成処理を行うプロ
   グラムネットワーク作成手段と、 前記プログラムネットワークからプログラムパス式を生
   成するプログラムパス式生成処理を実行するプログラム
   パス式生成手段と、 サブルーチンコールが検出された場合、それをコール先
   のサブルーチンのプログラムパス式で置き換えるサブル
   ーチン置換処理を実行するサブルーチン置換手段と、 生成されたプログラムパス式を展開するプログラムパス
   式展開処理を実行するプログラムパス式展開手段と、 分割して求められたプログラムパスをプログラムの処理
   の流れにしたがって連結するプログラムパス連結処理を
   実行するプログラムパス連結手段とを備え、 前記条件算出手段は、連結されたプログラムパスからそ
   のプログラムパスが実行されるための変数の条件を算出
   することを特徴とする請求項１記載のプログラムのテス
   トデータ自動生成装置。
3. 【請求項３】 プログラムパスの条件算出時に、変数名
   を、データ領域の先頭からのオフセットと、その変数が
   占有する領域の大きさの２つの数値を使ったシンボル名
   に変換することで、複数の変数が任意の記憶領域を共有
   している場合でも変数が満たすべき条件を算出する手段
   を有することを特徴とする請求項２記載のプログラムの
   テストデータ自動生成装置。