本發(fā)明涉及一種基于代碼轉(zhuǎn)換的MC/DC覆蓋準(zhǔn)則的軟件測(cè)試數(shù)據(jù)生成方法，屬于計(jì)算機(jī)軟件測(cè)試領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代軟件系統(tǒng)日益復(fù)雜龐大，軟件質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重制約了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。軟件測(cè)試是保證軟件質(zhì)量和可靠性的主要手段，也是軟件工程實(shí)施過(guò)程中必要的步驟之一。測(cè)試數(shù)據(jù)的生成是軟件測(cè)試的重要內(nèi)容，程序在測(cè)試數(shù)據(jù)上執(zhí)行以發(fā)現(xiàn)軟件中存在的錯(cuò)誤缺陷，是軟件測(cè)試領(lǐng)域的基本方法。由于不可能窮舉軟件系統(tǒng)的所有程序路徑，傳統(tǒng)的完全測(cè)試(thoroughtesting)技術(shù)在實(shí)際上往往是不可行的。因此，結(jié)構(gòu)化的測(cè)試技術(shù)逐漸被人們所提出，結(jié)構(gòu)測(cè)試是一種按照程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)和編碼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)的測(cè)試方法。覆蓋率分析技術(shù)就是一種結(jié)構(gòu)化的測(cè)試技術(shù)，目前已經(jīng)成為了一種非常重要的軟件質(zhì)量評(píng)估方法。常用的兩種覆蓋率分析技術(shù)為語(yǔ)句覆蓋和分支覆蓋。目前，測(cè)試人員普遍采用手工方法設(shè)計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)，但是，手工生成測(cè)試數(shù)據(jù)的效率極其低下，并且容易出錯(cuò)。尤其是為某些條件要求苛刻的路徑生成測(cè)試數(shù)據(jù)是很困難的，這使得測(cè)試成本昂貴，很難保證軟件質(zhì)量。測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成技術(shù)能夠自動(dòng)生成對(duì)被測(cè)程序進(jìn)行測(cè)試時(shí)所需的數(shù)據(jù)，這樣不但減輕了測(cè)試人員所必須付出的大量勞動(dòng)，同時(shí)降低了由手工測(cè)試而產(chǎn)生的高額成本，有效地大幅提高了測(cè)試過(guò)程的可信賴程度。對(duì)于包含有復(fù)雜邏輯的安全攸關(guān)軟件來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)化的測(cè)試技術(shù)只是考慮了程序的結(jié)構(gòu)，往往是不夠充分的。因此，許多更加復(fù)雜的邏輯覆蓋準(zhǔn)則被提出，包括條件覆蓋準(zhǔn)則(ConditionCoverage,CC)、判定覆蓋準(zhǔn)則(DecisionCoverage，DC)、條件/判定覆蓋準(zhǔn)則(Condition/DecisionCoverage，C/DC)和多重條件覆蓋準(zhǔn)則(MultipleConditionCoverage，MCC)。然而，在目前的軟件測(cè)試中，對(duì)于一些嵌入了復(fù)雜邏輯語(yǔ)句的程序，CC、DC、C/DC也是不夠充分的，而MCC生成的測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)目會(huì)根據(jù)邏輯條件的數(shù)目呈現(xiàn)指數(shù)型增長(zhǎng)，使得測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)量異常龐大。為了權(quán)衡測(cè)試的精確性與測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)目，J.J.Chilenski和S.P.Miller于1994年提出了修訂的條件/判定覆蓋(ModifiedCondition/DecisionCoverage，MC/DC)準(zhǔn)則，旨在能夠在生成測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)覆蓋到程序中每一個(gè)獨(dú)立的判定條件，MC/DC準(zhǔn)則要求程序中的每個(gè)入口點(diǎn)和出口點(diǎn)至少喚醒一次，每個(gè)條件的所有可能結(jié)果至少出現(xiàn)一次，每個(gè)判定本身的所有結(jié)果也至少出現(xiàn)一次，并且判定中的每一個(gè)條件能夠獨(dú)立地影響判定的結(jié)果，即在其它條件不變的前提下僅改變這個(gè)條件的值就能使判定結(jié)果改變。MC/DC準(zhǔn)則是一種實(shí)用的軟件結(jié)構(gòu)覆蓋率測(cè)試準(zhǔn)則,已被廣泛地應(yīng)用于軟件驗(yàn)證和測(cè)試過(guò)程中。它是在C/DC的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但是它與C/DC存在著許多不同之處，具有更多的優(yōu)點(diǎn)。例如，MC/DC測(cè)試用例的數(shù)量是線性增加的。我們更傾向于使用少量的測(cè)試數(shù)據(jù)滿足覆蓋準(zhǔn)則，MC/DC準(zhǔn)則顯然是首選。另外，最近的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，MC/DC準(zhǔn)則有更好的檢錯(cuò)能力，并且比其他覆蓋準(zhǔn)則更加高效。近幾年來(lái)，動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行(DynamicSymbolicExecution，DSE)方法在測(cè)試數(shù)據(jù)生成方面被廣泛應(yīng)用。MC/DC對(duì)于每一個(gè)判定條件都需要特定的組合值，但并不總是使被測(cè)程序能夠執(zhí)行一個(gè)新的分支。因此，現(xiàn)有的基于DSE的測(cè)試數(shù)據(jù)生成方法不能夠達(dá)到MC/DC覆蓋。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究者提出了一種方法，將待測(cè)程序代碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以優(yōu)化現(xiàn)有的基于語(yǔ)句覆蓋和分支覆蓋的軟件測(cè)試數(shù)據(jù)生成方法，從而達(dá)到MC/DC覆蓋。但是，他們并沒(méi)有給出嚴(yán)格的轉(zhuǎn)換規(guī)則，并且這些方法并不能夠保證當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)集合對(duì)于轉(zhuǎn)換后的程序的分支覆蓋率達(dá)到100％時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)于待測(cè)程序的MC/DC覆蓋率也達(dá)到100％。因此，本發(fā)明提出了一系列代碼轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則，來(lái)彌補(bǔ)先前方法中的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種基于代碼轉(zhuǎn)換的MC/DC覆蓋準(zhǔn)則的軟件測(cè)試數(shù)據(jù)生成方法。該方法通過(guò)制定一系列代碼轉(zhuǎn)換規(guī)則，對(duì)待測(cè)程序的代碼進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的程序作為符號(hào)執(zhí)行工具的輸入程序，使得當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)集合對(duì)于待測(cè)程序的分支覆蓋率達(dá)到100％時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)于待測(cè)程序的MC/DC覆蓋率也能達(dá)到100％。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用的技術(shù)方案概述如下：一種基于代碼轉(zhuǎn)換的MC/DC覆蓋準(zhǔn)則的軟件測(cè)試數(shù)據(jù)生成方法，其輸入為一段待測(cè)程序(軟件)，輸出為滿足MC/DC覆蓋準(zhǔn)則的軟件測(cè)試數(shù)據(jù)集合，其特征在于包括以下步驟：(1)定義待測(cè)程序的語(yǔ)句的類型；(2)定義待測(cè)程序的語(yǔ)句的轉(zhuǎn)換規(guī)則；(3)根據(jù)步驟(1)中定義的語(yǔ)句類型，識(shí)別待測(cè)程序中每條語(yǔ)句的類型；(4)根據(jù)步驟(3)中確定的待測(cè)程序中語(yǔ)句的類型，對(duì)每種類型的語(yǔ)句按照步驟(2)中定義的語(yǔ)句轉(zhuǎn)換規(guī)則進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換；(5)將步驟(4)中得到的代碼轉(zhuǎn)換后的程序作為基于分支覆蓋的軟件測(cè)試數(shù)據(jù)生成工具的輸入，得到測(cè)試數(shù)據(jù)集合。使得當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)集合對(duì)于代碼轉(zhuǎn)換后的程序T(S)的分支覆蓋率達(dá)到100％時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)集合對(duì)于待測(cè)程序S的MC/DC覆蓋率為100％，從而達(dá)到MC/DC覆蓋(ModifiedCondition/DecisionCoverage，MC/DC，修訂的條件/判定覆蓋)。所述步驟(1)，具體包括以下步驟：(1-1)定義待測(cè)程序的語(yǔ)句S的類型，語(yǔ)句S由如下語(yǔ)法規(guī)則構(gòu)成，不包括函數(shù)調(diào)用；語(yǔ)句S為變量聲明Typeid；或賦值表達(dá)式x＝a；或空語(yǔ)句skip；或順序語(yǔ)句S1；S2；或分支語(yǔ)句如果判斷b為真(T)，那么語(yǔ)句S1；或分支語(yǔ)句如果判斷b為真(T)，那么語(yǔ)句S1；否則語(yǔ)句S2。其中，a為算術(shù)表達(dá)式，b為判斷，x為變量。所述步驟(2)，具體包括以下步驟：(2-1)定義待測(cè)程序的語(yǔ)句S的轉(zhuǎn)換規(guī)則如下；其中，S表示待測(cè)程序中的語(yǔ)句，T(S)表示轉(zhuǎn)換后的程序中相應(yīng)的語(yǔ)句。a為算術(shù)表達(dá)式，x為變量。算術(shù)表達(dá)式a1是將算術(shù)表達(dá)式a中的變量x替換為變量x1得到的；算術(shù)表達(dá)式a2是將算術(shù)表達(dá)式a中的變量x替換為變量x2得到的；判斷b1是將判斷b中的變量x替換為變量x1得到的；判斷b2是將判斷b中的變量x替換為變量x2得到的；語(yǔ)句S11、S12表示將語(yǔ)句S1和S2中的變量y替換為變量y1，語(yǔ)句S21、S22表示將語(yǔ)句S1和S2中的變量y替換為變量y2；條件c1i是將條件ci中的變量x替換為變量x1得到的；條件c2i是將條件ci中的變量x替換為變量x2得到的；轉(zhuǎn)換規(guī)則1：S為變量聲明Typeid；T(S)為變量聲明Typeid1；Typeid2；轉(zhuǎn)換規(guī)則2：S為賦值表達(dá)式x＝a；T(S)為賦值表達(dá)式x1＝a1；x2＝a2；轉(zhuǎn)換規(guī)則3：S為空語(yǔ)句skip；T(S)為空語(yǔ)句skip；轉(zhuǎn)換規(guī)則4：S為順序語(yǔ)句S1；S2；T(S)為順序語(yǔ)句T(S1)；T(S2)；轉(zhuǎn)換規(guī)則5：S為分支語(yǔ)句：如果判斷b為真(T)語(yǔ)句S1；T(S)為：語(yǔ)句G(b)；如果判斷b1為真(T)如果判斷b2為真(T)轉(zhuǎn)換語(yǔ)句S1到語(yǔ)句T(S1)；否則語(yǔ)句S11；否則如果判斷b2為真(T)語(yǔ)句S21；其中，語(yǔ)句G(b)為：如果替換判斷b中的條件c11為真(T)獲得的判斷不等于(?。?替換判斷b中的條件c11為假(F)獲得的判斷為真(T)如果條件c11不等于(?。?條件c21邏輯與(AND)條件c12等于(＝＝)條件c22邏輯與(AND)…邏輯與(AND)條件c1n等于(＝＝)條件c2n為真(T)空語(yǔ)句skip；如果替換判斷b中的條件c1n為真(T)獲得的判斷不等于(！＝)替換判斷b中的條件c1n為假(F)獲得的判斷為真(T)如果條件c11等于(＝＝)條件c21邏輯與(AND)…邏輯與(AND)條件c1(n-1)等于(＝＝)條件c2(n-1)邏輯與(AND)條件c1n不等于(?。?條件c2n為真(T)空語(yǔ)句skip；轉(zhuǎn)換規(guī)則6：S為分支語(yǔ)句：如果判斷b為真(T)語(yǔ)句S1；否則語(yǔ)句S2；T(S)為：語(yǔ)句G(b)；如果判斷b1為真(T)如果判斷b2為真(T)轉(zhuǎn)換語(yǔ)句S1到語(yǔ)句T(S1)；否則S11S22；否則如果判斷b2為真(T)S21S12；否則轉(zhuǎn)換語(yǔ)句S2到語(yǔ)句T(S2)；其中，語(yǔ)句G(b)為：如果替換判斷b中的條件c11為真(T)獲得的判斷不等于(?。?替換判斷b中的條件c11為假(F)獲得的判斷為真(T)如果條件c11不等于(?。?條件c21邏輯與(AND)條件c12等于(＝＝)條件c22邏輯與(AND)…邏輯與(AND)條件c1n等于(＝＝)條件c2n為真(T)空語(yǔ)句skip；如果替換判斷b中的條件c1n為真(T)獲得的判斷不等于(！＝)替換判斷b中的條件c1n為假(F)獲得的判斷為真(T)如果條件c11等于(＝＝)條件c21邏輯與(AND)…邏輯與(AND)條件c1(n-1)等于(＝＝)條件c2(n-1)邏輯與(AND)條件c1n不等于(?。?條件c2n為真(T)空語(yǔ)句skip；所述步驟(4)，具體包括以下步驟：(4-1)根據(jù)待測(cè)程序的語(yǔ)句的類型，找到符合轉(zhuǎn)換規(guī)則1和轉(zhuǎn)換規(guī)則2和轉(zhuǎn)換規(guī)則3的所有語(yǔ)句，按照相對(duì)應(yīng)的規(guī)則對(duì)這些語(yǔ)句進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換，即將每條語(yǔ)句復(fù)制一份；(4-2)根據(jù)待測(cè)程序的語(yǔ)句的...