【導(dǎo)讀】許多系統(tǒng)都是非常復(fù)雜和龐大的，而且更新?lián)Q代的速度非常驚人。保證這些系統(tǒng)是高效、安全、可靠的，軟件的回歸測試是非常必要的。測試是一個(gè)成本昂貴的過程。而在回歸測試中回歸測試用例的選擇是最重要的一。例選擇技術(shù)和基于風(fēng)險(xiǎn)的回歸測試選擇技術(shù)。這兩個(gè)技術(shù)是相輔相成的，能很好。2）提出了一個(gè)基于活動(dòng)圖的回歸測試選擇。將需求里的功能特征一一對應(yīng)到活動(dòng)圖上，再通。3）分析和描述了在回歸測試中的風(fēng)險(xiǎn)。4）用一個(gè)股票交易系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)對象，驗(yàn)證了我們提出的方法的有效性，

　　

【正文】 個(gè)預(yù)定，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)消費(fèi)者的賬戶信息找到指定銀行賬號(hào)，用這個(gè)銀行賬號(hào)支付相應(yīng)的訂單的數(shù)額，同時(shí)會(huì)在這個(gè)賬戶上增加獎(jiǎng)勵(lì)的點(diǎn)數(shù)。如果是個(gè)無賬戶的單獨(dú)的訂票，會(huì)隨著訂單出來需要支付的信 息，客戶再去支付。在預(yù)定過程中，系統(tǒng)會(huì)并行處理支付和獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)數(shù)的行為。因此，這是個(gè)同步行為，就是 fork。下面是一個(gè) join。郵件系統(tǒng)是預(yù)定和單獨(dú)訂單后的共同行為，當(dāng)消費(fèi)者填完訂單后都會(huì)到郵件系統(tǒng)。這里就是一個(gè)融合 (Merge)。因?yàn)橄到y(tǒng)必須跟蹤沒一個(gè)訂單，所以消息就被發(fā)送到對象 Log File 中。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 方法 1：基于活動(dòng)圖的回歸測試 22 UML 活動(dòng)圖記錄單個(gè)操作或方法的邏輯、單個(gè)用例或商業(yè)過程的邏輯流程。在很多方面，活動(dòng)圖是結(jié)構(gòu)化開發(fā)中流程圖和數(shù)據(jù)流程圖 (DFD) 的面向?qū)ο蟮韧w。 活動(dòng)圖和測試用例關(guān)系 在基于 需求 規(guī)范說明的測試中，測試用例 是基于需求規(guī)范說明設(shè)計(jì)出來的，而需求規(guī)范說明是需求分析和設(shè)計(jì)階段的成果。作為需求和設(shè)計(jì)文檔的一部分，活動(dòng)圖給開發(fā)人員詳細(xì)的設(shè)計(jì)和實(shí)施信息，同時(shí)給測試人員提供基于規(guī)范說明的測試用例的準(zhǔn)備材料。在我們的研究當(dāng)中，我們主要關(guān)注的是活動(dòng)圖和測試用例之間的關(guān)系，而且我們利用這種關(guān)系到回歸測試選擇中。 一個(gè)圖可以通過兩個(gè)簡單的結(jié)構(gòu)來表現(xiàn)對象間的關(guān)系：節(jié)點(diǎn)和邊界。節(jié)點(diǎn)通過邊界連接其他節(jié)點(diǎn)。一個(gè)圖的節(jié)點(diǎn)和邊界表達(dá)一種關(guān)系，這是另外一種簡單但有力的數(shù)學(xué)概念?；顒?dòng)圖可以看成這么一種圖，它可以表達(dá)許多東西，尤其是控制流關(guān)系，因此 也為設(shè)計(jì)測試提供豐富的信息。在我們的研究中，活動(dòng)圖的元素可以分成節(jié)點(diǎn)和 邊界 兩類。 1. 節(jié)點(diǎn) (Nodes)：在活動(dòng)圖中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)用一個(gè)圓角 矩形 表示。一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能連接到其他圖形元素也可能是單獨(dú)的。 在活動(dòng)圖中的標(biāo)記：起點(diǎn)和終點(diǎn)，活動(dòng)，決策點(diǎn)，同步條，對象，信號(hào)發(fā)送，信號(hào)接收。 2. 邊界 (Edges)：在節(jié)點(diǎn)間的抽象的連接。 在活動(dòng)圖中的標(biāo)記：轉(zhuǎn)移和消息 當(dāng)要準(zhǔn)備基于 需求 規(guī)范說明的測試用例時(shí)，我們要么基于活動(dòng)圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，要么基于需求的文檔。在這章中，我們假定我們的測試用例都是基于活動(dòng)圖來設(shè)計(jì)的。 每個(gè)測試用例設(shè)計(jì)出來都是 有一定得測試目的。一個(gè)測試目的可能與控制流，數(shù)據(jù)流相關(guān)。基于活動(dòng)圖設(shè)計(jì)測試用例，我們就可以通過圖中特定的活動(dòng)浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 方法 1：基于活動(dòng)圖的回歸測試 23 或路徑來表示一定得功能。圖形化工具的使用，我們可以很直觀地了解整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。在一個(gè)圖中，我們可以看到很多路徑，每個(gè)測試目的對應(yīng)一條路徑?；谔囟康牡臏y試用例可能會(huì)覆蓋到同一條路徑，但是可能會(huì)產(chǎn)生不同的測試數(shù)據(jù)。 在設(shè)計(jì)測試用例時(shí)，我們總是應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)測試策略，定義合適的測試覆蓋標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)測試覆蓋標(biāo)準(zhǔn)是軟件測試完整性的衡量標(biāo)準(zhǔn)。 Binder 總結(jié)了對應(yīng)每一個(gè) UML 圖的測試策略，提供了完整的供 參考的 UML 圖和測試設(shè)計(jì)步驟 [7]。我們在本文中不討論基于活動(dòng)圖的測試用例設(shè)計(jì)過程。 簡化復(fù)雜的活動(dòng)圖 在一個(gè)程序流程中，有時(shí)會(huì)有很多并行的行為，會(huì)導(dǎo)致路徑太多，所以我們引入同步行為的概念，來簡化復(fù)雜的活動(dòng)圖，以便于以后的測試用例選擇。 同步行為是存在于同步配對之間的行為，同步配對是指一個(gè) fork，一個(gè) Join。圖 32 中的虛線框表示的是圖 31 中系統(tǒng)中的同步行為。為了識(shí)別這些路徑，我們在圖中標(biāo)識(shí)了所有節(jié)點(diǎn)。邊界可以用下面的表示方法： Edge = (S, D) S 表示這個(gè) Edge 來自哪個(gè)節(jié)點(diǎn)， D 表示 這個(gè)節(jié)點(diǎn)的目的地。 對于同步行為，一旦系統(tǒng)到達(dá)同步 fork 的時(shí)候，所有在 fork 和它對應(yīng)的 join之間的行為都在同步進(jìn)行，直到下一個(gè)出來的行為被激發(fā)。這些同步線程執(zhí)行是由在執(zhí)行的系統(tǒng)控制。所以在執(zhí)行虛線盒里面的測試用例總是執(zhí)行盒內(nèi)所有的行為，不受測試人員的控制。測試人員通常采用“ /”表示同步行為。例如在這個(gè)例子中，我們使用 a， bc / d, e 來表示這個(gè)過程的路徑。因?yàn)樵谔摼€框中的部分是不受控制的，所以最好的一個(gè)方法是將整個(gè)虛線框中的部分當(dāng)成一個(gè)節(jié)點(diǎn) (node)。我們將這種框叫做同步框 (Synchronization Box)。 圖 33 是一個(gè)活動(dòng)圖，這個(gè)活動(dòng)圖描述的是一個(gè)外匯系統(tǒng)里的一個(gè)查詢報(bào)價(jià)浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 方法 1：基于活動(dòng)圖的回歸測試 24 功能塊。我們用它來進(jìn)行基于活動(dòng)圖的測試用例設(shè)計(jì)，回歸分析和測試。這是個(gè)在線外匯交易系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)幫助用戶去進(jìn)行加拿大元和美元之間的交換。這個(gè)活動(dòng)圖描述的是這個(gè)交換系統(tǒng)從多個(gè)銀行取得當(dāng)前匯率的值。先發(fā)請求，圖中我們可以看到同步發(fā)了 3 個(gè)請求到 3 個(gè)銀行。我們將這幾個(gè)請求定義為 3 個(gè)節(jié)點(diǎn)(node)： d1 , d2 , d3 。 圖 同步行為 當(dāng)我們使用同步框 d 去表示當(dāng)前的 3 個(gè)同步線程 (d1 , d2 , d3)。 那么活動(dòng)圖33 就簡化成了圖 34。 基于活動(dòng)圖設(shè)計(jì)測試用例 在我們的例子中，我們基于圖 34 設(shè)計(jì)了 5 個(gè)測試用例，都列在表 32 中。在測試集中，每個(gè)測試用例都對應(yīng)一個(gè)從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑，都測試一個(gè)特定的系統(tǒng)功能。這個(gè)測試集覆蓋了圖中所有的 node 和 edge，滿足了我們基于規(guī)范說明的測試覆蓋標(biāo)準(zhǔn)，我們稱之為節(jié)點(diǎn)和邊界覆蓋標(biāo)準(zhǔn)。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 方法 1：基于活動(dòng)圖的回歸測試 25 建立基于活動(dòng)圖的需求可追溯性 我們已經(jīng)詳細(xì)討論了在回歸分析和測試中需求的可 追溯性 的所處的角色，上節(jié)還詳細(xì)描述了活動(dòng)圖。在本節(jié)中，我們提供了基于活動(dòng)圖，獲取需求可 追溯性的方法。 圖 一個(gè)取得匯率報(bào)價(jià)的模塊的活動(dòng)圖 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 方法 1：基于活動(dòng)圖的回歸測試 26 圖 簡化后的活動(dòng)圖 表 從圖 34 得來的滿足節(jié)點(diǎn)和邊界覆蓋標(biāo)準(zhǔn)的測試集 Test Case Path t1 a, b, c, d, e, f, g, h, i t2 a, b, c, d, e, j, k, e, f, g, h, i t3 a, b, c, d, e, j, k, e, j, f, g, h, i t4 a, b, c, d, e, j, k, e, j, e, k, e, f, g, h, i t5 a, b, c, l, m 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 方法 1：基于活動(dòng)圖的回歸測試 27 需求測試，設(shè)計(jì)測試和活動(dòng)圖 在開發(fā)的不同階段，我們可以用不同的標(biāo)識(shí)來表示系統(tǒng)的不同階段。在我們的方法中，我們使用活動(dòng)圖來表示理想的系統(tǒng)行為。 需求測試 需求分析的目的是準(zhǔn)確地，清楚地定義要解決的問題。因此，需求測試的目標(biāo)是驗(yàn)證每個(gè)分析階段的結(jié)果。測試需求包括下面 3 個(gè)方面的基本問題 [27]： 1. 正確性：需求必須清楚地表達(dá)客戶的真實(shí)意愿。分析需求必須確保 不會(huì)有歧義的單詞出現(xiàn)在需求文檔。需求的正確性是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本前提。 2. 完整性：需求必須滿足客戶的所有希望的需求，當(dāng)然不能超出條件許可范圍。 3. 一致性 ：一個(gè)很普遍的情況是在需求中會(huì)出現(xiàn)很多先后沖突的需求，或者是冗余的需求。這些不一致的需求和冗余的需求在需求測試階段必須就被抓出來，并被消除，避免后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的問題。 需求測試最主要的可接受的標(biāo)準(zhǔn)是用戶滿意度。但是，需求必須符合項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間和預(yù)算的要求。一旦客戶同意這個(gè)需求，就到了設(shè)計(jì)階段。 設(shè)計(jì)測試 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員要嘗試找出解決在需求階段提出的問題。他們的目標(biāo)是使用一系列的工具和語言產(chǎn)生一個(gè)完整的系統(tǒng)規(guī)范說明。設(shè)計(jì)階段是需求分析階段的后續(xù)階段，將需求的要求完整地轉(zhuǎn)換成一個(gè)完整的計(jì)劃，以進(jìn)行后 續(xù)的實(shí)施階段?；谠O(shè)計(jì)階段的成果，有 5 個(gè)主要的目標(biāo)需要測試 [27]： 1. 一致性：非一致性的設(shè)計(jì)是后續(xù)階段主要的錯(cuò)誤來源，會(huì)成為軟件維護(hù)階段的噩夢。因此，測試設(shè)計(jì)的第一個(gè)目標(biāo)是消除非一致性。 2. 完整性：一個(gè)好的設(shè)計(jì)的重要特征是提供一個(gè)完整的解決方案解決所有問題。在設(shè)計(jì)測試階段，測試人員必須保證設(shè)計(jì)不僅符合需求的功能性，還要符合需求的性能要求。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 方法 1：基于活動(dòng)圖的回歸測試 28 3. 適用性：對于一個(gè)項(xiàng)目來說，時(shí)間和預(yù)算總是有限的。一個(gè)好的設(shè)計(jì)必須可以在有限的時(shí)間和預(yù)算中實(shí)施。 4. 正確性：設(shè)計(jì)中必須解決這個(gè)問題。就是說輸入和輸出結(jié)果是正確的。 5. 可跟蹤性：我 們必須說明可跟蹤性是保證軟件質(zhì)量的重要性。設(shè)計(jì)的可跟蹤性同樣是一個(gè)項(xiàng)目的可跟蹤性中的重要組成部分。為了測試可跟蹤性，測試人員必須找到設(shè)計(jì)階段的前后關(guān)聯(lián)。 設(shè)計(jì)一個(gè)面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)在系統(tǒng)發(fā)布前都不會(huì)完結(jié)。在進(jìn)行下一個(gè)階段之前，必須達(dá)到下面兩個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)： 1. 開發(fā)團(tuán)隊(duì)必須有足夠的信心根據(jù)設(shè)計(jì)的架構(gòu)將系統(tǒng)開發(fā)出來，同時(shí)要充分考慮到存在的風(fēng)險(xiǎn)。 2. 測試團(tuán)隊(duì)必須有足夠的信心設(shè)計(jì)的測試集是完整的，一致的和正確的。 1) 完整性：測試集覆蓋了系統(tǒng)所有的需求要求。 2) 一致性：對于同一個(gè)需求點(diǎn)，不會(huì)有兩個(gè)互相沖突的測試用例。 3) 正確性： 正確的輸入會(huì)有正確的輸出。 活動(dòng)圖是項(xiàng)目實(shí)施和測試用例設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。活動(dòng)圖是需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的成果的一部分。我們假設(shè)無論是需求測試還是設(shè)計(jì)測試都完成得很好，通過了所有的可接受的標(biāo)準(zhǔn)。但是，安全起見，我們規(guī)定了如下的假設(shè)： 假設(shè)：我們假設(shè)活動(dòng)圖已經(jīng)被 基線測試 檢測過了。這些活動(dòng)圖已經(jīng)正確地，完全地，一致地，可行地表現(xiàn)了系統(tǒng)的規(guī)范說明。甚至，它們也是可跟蹤的?；顒?dòng)圖的各個(gè)元素可以一一映射到項(xiàng)目需求的每個(gè)特征。 跟蹤測試用例到活動(dòng)圖元素 在需求和測試用例之間建立聯(lián)系的目的是抓住需求特征和測試用例之間的關(guān)系。換句 話說，就是我們必須設(shè)計(jì)測試用例用來測試需求的每個(gè)點(diǎn)。在我們的活動(dòng)圖假定中，我們假設(shè)活動(dòng)圖的每個(gè)元素都一一映射到每個(gè)需求特征。如果我浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 方法 1：基于活動(dòng)圖的回歸測試 29 們找到一個(gè)方法可以去跟蹤測試用例到活動(dòng)圖各個(gè)元素的關(guān)系，那么我們就可以建立需求特征和測試用例之間的聯(lián)系。 (看圖 35)。 圖 35：建立需求特征和測試用例之間的可追溯性的聯(lián)系 當(dāng)我們設(shè)計(jì)測試用例時(shí)，我們列出了對應(yīng)每個(gè)測試用例的路徑。一個(gè)路徑就是相關(guān)聯(lián)的一系列活動(dòng)圖元素。因此，我們說測試用例是用來測試相關(guān)的一系列活動(dòng)圖元素的。在我們的方法中，我們建立了可跟蹤性模型來發(fā)現(xiàn)測試用例 和活動(dòng)圖元素之間的關(guān)系。 我們已經(jīng)列出了表 32 中每個(gè)測試用例對應(yīng)圖 35 中的路徑。對于每個(gè)測試用例，我們可以識(shí)別出所有的 node 和 edge。這可以看表 33： 表 33：測試用例和活動(dòng)圖元素 Test Case Node Covered Edges Covered t1 a, b, c, d, e, f, g, h, i (a, b), (b, c), (c, d), (d, e), (e, f), (f, g), (g, h), (h, i) t2 a, b, c, d, e, j, k, e, f, g, h, i (a, b), (b, c), (c, d), (d, e), (e, j), (j, k), (k, e), (e, f), (f, g), (g, h), (h, i) t3 a, b, c, d, e, j, k, e, j, f, g, h, i (a, b), (b, c), (c, d), (d, e), (e, j), (j, k), (k, e), (j, f), (f, g), (g, h), (h, i) t4 a, b, c, d, e, j, k, e, j, f, g, h, i (a, b), (b, c), (c, d), (d, e), (e, j), (j, k), (k, e), (j, f), (f, g), (g, h), (h, i) t5 a, b, c, l, m (a, b), (b, c), (c, l), (l, m) 通過將表 33 中的信息重新排列，我們建立了一個(gè)測試用例可 追溯性 模型，浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 3 章 方法 1：基于活動(dòng)圖的回歸測試 30 用來顯示和檢查測試用例和活動(dòng)圖元素之間的聯(lián)系。在這個(gè)模型中，測試用例作為因變數(shù)。對于每個(gè) node 和 edge，我們列出了相對應(yīng)的測試用例。例如 ，對于node j ，測試用例 t2， t3， t4 相對應(yīng)。 表 34：對應(yīng)測試用例的活動(dòng)圖的可 追溯性 Node Test Case Edge Test Case a t1, t2, t3, t4, t5 (a, b) t1, t2, t3, t4, t5 b t1, t2, t3, t4, t5 (b, c) t1, t2, t3, t4, t5 c t1, t2, t3, t4, t5 (c, d) t1, t2, t3, t4 d t1, t2, t3, t4 (c, l) t5 e t1, t2, t3, t4 (d, e) t1, t2, t3, t4 f t1, t2, t3, t4 (e, f) t1, t2 g t1, t2, t3, t4 (e, j) t2, t3, t4 h t1, t2, t3, t4 (f, g)