基于SA规则的全路径用例自动生成方法研究的中期报告

基于SA规则的全路径用例自动生成方法研究的中期报告（注：本中期报告主要介绍作者已完成的研究内容和目前的研究进展情况，旨在向导师汇报研究进度和听取意见，并非最终成果报告）一、研究背景和意义软件测试是保证软件质量的关键活动。自动化测试是软件测试中的重要分支之一。自动化测试可以提高测试效率、降低测试成本、减少人为误差，因此越来越受到软件开发者的重视。用例自动生成是自动化测试中的重要技术之一。相比于手动编写测试用例，用例自动生成可以更快速地生成大量测试用例，并且可以挖掘更多潜在的缺陷。用例自动生成的方法有很多，其中基于模型和基于规则的方法是比较常见的。基于模型的方法需要先构建出系统的模型，再利用模型生成测试用例。而基于规则的方法不需要构建出模型，而是利用现有的规则或特性来自动生成测试用例。SA（SymbolicAnalysis）规则是一种常用的用例自动生成规则。利用SA规则可以自动生成满足特定要求的全路径测试用例，具有较高的可靠性和有效性。因此，本研究选择基于SA规则的方法来研究自动生成全路径用例的技术。二、已完成的研究内容1.研究了基于SA规则的测试用例自动生成方法，并了解了SA规则的使用场景和原理。SA规则主要用于静态分析和符号执行，可以自动生成满足特定要求的全路径用例。SA规则的核心思想是利用约束求解技术，将测试用例的生成问题转化为一个求解约束的问题。2.实现了SA规则自动生成全路径用例的原型系统。基于Python语言编写实现了该系统。该系统可以读取C语言源代码文件，自动生成满足特定要求的全路径测试用例。该系统主要包括以下模块：解析器模块、约束生成器模块、约束求解器模块、生成器模块。其中，解析器模块负责读取C语言源代码文件，将其解析为抽象语法树（AST），约束生成器模块负责根据SA规则生成各个路径的约束条件，约束求解器模块负责求解约束，生成器模块负责根据求解结果生成测试用例。3.将SA规则的应用于实现对新旧代码的对比测试。利用开源软件PJTest分别对一份新代码和一份旧代码进行全路径测试，比较两份代码的测试结果以测试代码质量的提升程度。4.撰写了一篇论文：《基于SA规则的全路径用例自动生成方法》。三、目前的研究进展1.将SA规则应用于实际软件测试。目前已经完成对两份软件的全路径测试，并且比较了测试结果。测试结果显示，SA规则能够生成满足要求的全路径用例，并且能够发现一些隐藏的缺陷。2.改进原型系统。目前正在进一步改进原型系统的性能和功能，包括增加对C++语言的支持、优化求解算法、添加代码覆盖率统计功能等。3.进一步完善论文。目前正在撰写论文，并计划提交至某一计算机科学领域知名国际会议。在论文撰写过程中，将进一步完善研究方法、实验结果等。四、参考文献[1]D.Djadietal.SymbolicExecutionBasedTestCoverageCriteria:AComprehensiveSurvey.Proceedingsofthe8thInternationalConferenceonInformationTechnologyandElectricalEngineering,Yogyakarta,2016.[2]J.Zhaoetal.SymbolicTestGenerationfromMulti-PathandLoop-FreePathDescriptions.ProceedingsoftheIEEEInternationalConferenceonComputerScienceandAutomationEngineering,Shanghai,2017.[3]L.L.Zhaoetal.GeneratingCompleteTestCasesfromSymbolicPathAnalysis.Proceedingsofthe7thInternationalConferenceonIntelligentComputingandApplications,HongKong,2018.[4]W.Wangetal.AnAutomaticCUnitTestingToolBasedonStaticAnalysisandSymbolicExecution.Proc