复杂软件测试数据进化生成理论及应用

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1、博士学位论文复杂软件测试数据进化生成理论及应用TheoryofEvolutionaryGenerationofTestDataforComplexSoftwareandApplications作者：姚香娟导师：巩敦卫教授中国矿业大学二○一一年四月学位论文使用授权声明本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理：作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位论文的部分使用权，即：①学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可

2、以使用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；②为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号TP18学校代码10290UDC004.5004.8密级公开中国矿业大学博士学位论文复杂软件测试数据进化生成理论及应用TheoryofEvolutionaryGenerationofTestDataforCo

3、mplexSoftwareandApplications作者姚香娟导师巩敦卫申请学位工学博士培养单位信息与电气工程学院学科专业控制理论与控制工程研究方向基于搜索的软件工程答辩委员会主席邹云评阅人二○一一年四月论文审阅认定书研究生姚香娟在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢毕业在即，心中感慨万千。回首四年的求学

4、之路，感觉收获的不仅仅是知识，更多的是老师、同学和亲友们对我的关爱、帮助和支持。首先，要感谢我的恩师巩敦卫教授。“春蚕、蜡烛、园丁”，把一切人世间最美好、最崇高的称谓用在您的身上，都不足以表达我内心对您的称赞。老师，您对真理的追求是那样的孜孜不倦，不断激励着我要奋发图强，好早日走进科学的圣殿；老师，您的治学态度是那样的严谨，不允许有一点的马虎，不放过一个微小的错误；老师，您是那样的辛苦，不论平时还是节假日，都全身心地投入工作，也许您也已经身心疲惫，但仍然是那样的专心致志、诲人不倦；老师，您的眼界是那样的开阔，对任何难

5、题都能高屋建瓴、把握全局，即使是最严厉的批评，也能激励我改正错误，不断向前；同时，您对学生又是那样的关爱，不断向我们伸出援助之手，帮我们度过难关。老师，感谢您，感谢您为我们付出的一切辛苦，学生将永记心间。其次，感谢中国矿业大学信电学院全体老师的辛勤培养和教诲，感谢马小平院长、李明副院长、郭西进教授、孙伟教授、郭一楠教授、王雪松教授等众多老师对我读博期间学习和工作的大力支持和帮助。也许是一句关心的询问，都让我感到无比的欣慰；也许是一句鼓励的话语，都能使我获得走出困境中的勇气。感谢中国矿业大学理学院，感谢周圣武教授、宋晓

6、秋教授、江龙教授、刘文斌教授、程林凤副教授、章美月副教授和计算机学院的姜淑娟教授的帮助。正是因为你们的支持和鼓励，才使我能够处理好学习和工作的关系，取得现在的成绩。感谢实验室的孙晓燕和张勇老师，张岩、孙靖、吴川、田甜、罗永金、耿娜以及任丽娜等博士和硕士研究生。多年来，你们不断给予我无私的帮助和关心，使我在无比温馨的环境中完成了博士期间的研究工作。感谢我的家人，特别是我的父母、公婆和我的爱人姚瑞鹏先生对我的理解和支持，正是他们在精神上不断的鼓励和生活上无微不至的关心，才使我能够顺利完成博士学位论文。最后，真心感谢在百忙

7、之中审阅本论文的各位专家和教授！作者谨识摘要软件测试是保证软件质量的重要手段。已有统计结果表明，软件测试占开发成本的50％以上，包括：说明测试需求、准备测试数据、执行被测软件，以及评价与分析测试结果等十分耗时、枯燥也是非常困难并容易出错的诸多环节。如果将这些环节自动化，无疑将会缩短软件的开发周期，提高软件质量，从而增强其市场竞争力。而进行软件自动测试的核心，是采用有针对性的理论和方法，生成有效的测试数据，以满足既定的测试充分性准则。已有研究结果表明，对于复杂软件的测试数据生成问题，传统的随机法和基于形式分析的方法往往

8、难以奏效。近年来，虽然也有许多学者采用模拟退火算法、遗传算法，以及禁忌搜索算法等智能优化方法解决该问题，但由于考虑问题的片面性，得到的结果往往难以用于实际的复杂软件测试中。本文分别针对路径覆盖、语句覆盖和变异测试问题，研究复杂软件测试数据进化生成理论及应用。首先，针对路径覆盖问题，提出基于条件语句相关性的不可行路径自动检测理论与方法：先给出基于