基于QIS的二值覆盖表生成方法技术

本发明专利技术公开了基于QIS的二值覆盖表生成方法，涉及软件或硬件测试技术领域；而本发明专利技术包括以下步骤：SA1、本方法是基于集合学中的Qualitatively Independent Set，SA2、若集合F中的元素为S的子集，且F中的任意两个子集都是2

【技术实现步骤摘要】
基于QIS的二值覆盖表生成方法


[0001]本专利技术涉及软件或硬件测试
，具体为基于QIS的二值覆盖表生成方法。

技术介绍

[0002]现今，有越来越多软件的输入参数的取值都是离散的，参数间的不同离散取值组合影响、控制这软件的行为，软件故障通常由这些参数的取值组合触发，如果希望通过软件测试来保障软件的质量，需要尽可能多地测试这些参数的取值组合，然而，组合的个数随着参数个数和各个参数取值个数的增加而呈指数增长，测试空间将是巨大的，要想穷尽地测试是不现实的，实际中，80％以上的故障是由两个或者三个参数的取值组合触发，因而只需测试部分组合即能达到很好的测试效果。
[0003]组合测试即测试组合的方法，一般事先指定要测试的组合的大小，即测试强度t，然后生成t
‑
way覆盖表，使得任一大小为t的组合至少能出现在覆盖表的某一行，即实现t
‑
way覆盖。t
‑
way覆盖表能测出所有大小为t以及小于t的故障组合，有效性很高，在工业界具有广泛的应用，测试人员总是期望生成尽可能小的覆盖表，但最小覆盖表的生成是一个NP
‑
hard问题。
[0004]现有的覆盖表生成算法大多是基于贪心策略，每次生成一条测试用例，选择测试用例的标准是尽可能覆盖最多的未覆盖的组合，这种一次一行的方法生成的覆盖表通常较大，而Forbes等人提出的IPOG
‑
F算法[1]则采用一次一列的策略，逐次增加列数，在IPOG
‑
F算法中，确定覆盖力度t之后，1)生成t列来覆盖t个参数的所有t
‑
way组合；2)增加一列，增加的列长度与已有的矩阵行数相同，同时增加的列要能覆盖尽可能多的组合；3)如果当前生成的矩阵覆盖了所有需要覆盖的组合，则继续第二步进行水平方向上的拓展，否则，进行垂直方向上的拓展，增加一行测试用例来尽可能覆盖更多的未被覆盖的组合，然后重复第三步，直到生成指定列数的覆盖表。
[0005]IPOG
‑
F算法的一次一列策略能大大减少组合搜索的空间，在时间开销得到显著缩小的同时，生成的大部分覆盖表是已知最小的，但本质上，IPOG
‑
F算法仍需维持一个未覆盖组合表，据此通过贪心算法来生成具有最大组合覆盖数的列或者行，容易陷入局部最优，因此，如何生成一个尽可能小的覆盖表一直是组合测试的重要研究领域，针对上述问题，专利技术人提出基于QIS的二值覆盖表生成方法用于解决上述问题。

技术实现思路

[0006](一)解决的技术问题
[0007]为了解决如何能生成更加小的覆盖表，在实际中保证测试效果的同时能更好地减少测试成本的问题；本专利技术的目的在于提供基于QIS的二值覆盖表生成方法。
[0008](二)技术方案
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：基于QIS的二值覆盖表生成方法，包括以下步骤：
[0010]SA1、本方法是基于集合学中的Qualitatively Independent Set，对于大小为n的集合S，其有两个子集A、B，如果A∩B、皆不为空，则称A、B是2
‑
independent的；
[0011]SA2、若集合F中的元素为S的子集，且F中的任意两个子集都是2
‑
independent的，则称F为2
‑
Qualitatively Independent的，显然，可以根据2
‑
Qualitatively Independent的F构造一个0/1矩阵，大小为n
×
|F|，F中的子集对应各个列，如果F中第i个子集中含有元素j，则矩阵的i列j行取值为0，否则取值为1；
[0012]SA3、当|F|在n固定时达到最大，此0/1矩阵则能在行数一定时覆盖最多的二值参数，也即用最少的行数覆盖|F|个参数的2
‑
way组合，最大的|F|与n的大小关系已有公式给出[2]，但对于一般情况的t
‑
Qualitatively Independent中t>2的情形未有准确的公式和结论，是NP
‑
hard问题。
[0013]SB1、我们首先需要确定S的大小n，即确定覆盖表的行数，然后选择搜索范围，即确定S的哪些子集作为搜索目标，称其为备选子集，它们构成备选集P；
[0014]SB2、接着指定P中若干S的子集作为种子子集，当然也可以不指定种子子集，指定种子后检查这些种子是否满足pseudo
‑
t
‑
Qualitatively Independent的性质，如果不满足则重新指定种子或者不指定种子，满足则继续下一步；
[0015]SB3、接下来确定搜索深度depth，每次从P中选择depth个备选子集，先检查这depth个备选子集是否满足pseudo
‑
t
‑
Qualitatively Independent的性质，如果不满足，则重新选下一组depth个备选子集；如果是，则将这depth个备选子集与种子一起加入空的t
‑
QI集，然后遍历P中的备选子集进行搜索，每次选择一个不在t
‑
QI集中的备选子集，检查其与t
‑
QI集中的任两个子集是否满足pseudo
‑
t
‑
independent关系，如果满足，则将其加入t
‑
QI集，不满足则不添加，然后继续遍历P中剩余的备选子集；
[0016]SB4、直到所有的备选子集都被遍历一遍，则结束此次搜索，然后记录t
‑
QI集的大小和其中的备选子集，这样当P中每depth个备选子集组合都被搜索完后，选择最大的3
‑
QI集来构造3
‑
way二值覆盖表；
[0017]SB5、构造方法同2
‑
Qualitatively Independent情况类似，t
‑
QI集中的每一个备选子集对应每一列，备选子集中含有的数字对应的行赋值0，否则赋值为1，最后加上一行全0和一行全1，从而最终生成有(n+2)行的t
‑
way二值覆盖表。
[0018]本方法涉及的相关名词如下：
[0019]SC1、|F|：即集合F的大小；
[0020]SC2、备选子集：即选择作为搜索目标的S的子集，这些子集构成备选集P，选择S的部分子集作为搜索目标，可以有效减少搜索范围，减少搜索时间；
[0021]SC3、pseudo
‑
t
‑
independent：以t＝3为例，若集合A、B、C∈S，其independent：以t＝3为例，若集合A、B、C∈S，其皆不为空，称A、B、C满足pseudo
‑3‑
independ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于QIS的二值覆盖表生成方法，其特征性在于：包括以下步骤：SA1、本方法是基于集合学中的Qualitatively Independent Set，对于大小为n的集合S，其有两个子集A、B，如果A∩B、皆不为空，则称A、B是2
‑
independent的；SA2、若集合F中的元素为S的子集，且F中的任意两个子集都是2
‑
independent的，则称F为2
‑
Qualitatively Independent的，显然，可以根据2
‑
Qualitatively Independent的F构造一个0/1矩阵，大小为n
×
|F|
，F中的子集对应各个列，如果F中第i个子集中含有元素j，则矩阵的i列j行取值为0，否则取值为1；SA3、当|F|在n固定时达到最大，此0/1矩阵则能在行数一定时覆盖最多的二值参数，也即用最少的行数覆盖|F|个参数的2
‑
way组合，最大的|F|与n的大小关系已有公式给出[2]，但对于一般情况的t
‑
Qualitatively Independent中t＞2的情形未有准确的公式和结论，是NP
‑
hard问题。2.如权利要求1所述的基于QIS的二值覆盖表生成方法，其特征在于，具体操作如下：SB1、我们首先需要确定S的大小n，即确定覆盖表的行数，然后选择搜索范围，即确定S的哪些子集作为搜索目标，称其为备选子集，它们构成备选集P；SB2、接着指定P中若干S的子集作为种子子集，当然也可以不指定种子子集，指定种子后检查这些种子是否满足pseudo
‑
t
‑
Qualitatively Independent的性质，如果不满足则重新指定种子或者不指定种子，满足则继续下一步；SB3、接下来确定搜索深度depth，每次从P中选择depth个备选子集，先检查这depth个备选子集是否满足pseudo
‑
t
‑
Qualitatively Independent的性质，如果不满足，则重新选下一组depth个备选子集；如果是，则将这depth个备选子集与种子一起加入空的t
‑
QI集，然后遍历P中的备选子集进行搜索，每次选择一个不在t
‑
QI集中的备选子集，检查其与t
‑
QI集中的任两个子集是否满足pseudo
‑
t
‑
independent关系，如果满足，则将其加入t
‑
QI集，不满足则不添加，然后继续遍历P中剩余的备选子集；SB4、直到所有的备选子集都被遍历一遍，则结束此次搜索，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：钮鑫涛，周成乘，吴化尧，聂长海，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：