基于UML順序圖的場景測試用例生成方法

1、基于UML順序圖的場景測試用例生成方法 08-05-05 14:32:00 作者：逄瑞娟 李勁華編輯：studa0714摘 要 本文提出了一個基于UML順序圖的場景測試方法，它以UML順序圖為主要測試模型，結(jié)合類圖和狀態(tài)圖生成所有的測試場景，然后找到與每一場景相關(guān)的環(huán)境條件并將它與方法序列、輸入、輸出合理組合作為覆蓋該場景的測試用例。該方法完全基于UML，而且生成的測試用例數(shù)量少，減少了測試工作量。 關(guān)鍵詞 UML順序圖; 場景測試; 測試用例；自動測試0 引言 本文提出了一個基于UML模型圖來測試場景的方法，它以順序圖為主要測試模型，結(jié)合類圖和狀態(tài)圖導出所有的場景，并將與場景相關(guān)的環(huán)境條件與

2、方法序列、輸入、輸出合理組合作為覆蓋該場景的測試用例。我們的工作具有兩方面的優(yōu)點：測試方法完全基于UML模型，以便已經(jīng)使用UML的軟件系統(tǒng)能方便地采用,另一方面生成的測試用例數(shù)量少，減少工作量。1 實例 本文以DHCP2作為一個實例，使用UML的類圖、狀態(tài)圖和順序圖3來說明我們提出的一個場景測試用例生成方法。DHCP是由IETF進行標準化的一個協(xié)議，提供一種動態(tài)指定IP地址和配置參數(shù)的機制。我們選取了DHCP協(xié)議的一個子集，協(xié)議的一般過程如下： 1客戶端廣播一個DHCP_DISCOVER消息。 2每個具有網(wǎng)絡(luò)地址的服務(wù)可能響應(yīng)一個DHCP_ OFFER消息，如果都沒有響應(yīng)，則表示超時失敗。 3

3、如果客戶端接收到一個或多個DHCP_OFFER消息，則選擇其中一個，然后廣播一條DHCP_REQUEST消息給所有的服務(wù)器，并附上選擇參數(shù)及指明哪一個服務(wù)器。 4所有服務(wù)器接收到客戶的廣播信息，只有被選中的服務(wù)器才綁定地址給這個客戶，并發(fā)送確認消息DHCP_ACK，連接成功；如果要求的地址不可得（可能分配給其它用戶），則服務(wù)器發(fā)送一個DHCP_NAK給客戶，連接失敗。 圖1顯示了DHCP協(xié)議的部分類圖。圖1 DHCP的部分類圖 圖2是實例中請求IP的順序圖。圖2 請求IP的順序圖 圖3是DHCP中Server類的狀態(tài)圖。圖3 DHCP-Server狀態(tài)圖2 UML順序圖的一個形式化定義 為了能

4、在測試中找出所有的場景，下面給出順序圖的形式化定義：定義1（順序圖）順序圖SD可以表示為一個六元組：SD=,其中： O=O1, O2, ,Om，是對象的集合。O1, O2, ,Om都是順序圖中的對象。 M guardmessagenameparameter_list,是消息的集合。順序圖中的每一個消息都形如：“衛(wèi)士條件消息名(參數(shù))”。 E=M s, r，是事件集合。事件是指消息的發(fā)送和接收。對于消息msg，發(fā)送事件用表示，接收事件用表示。順序圖中所有發(fā)送消息事件的集合記為S，所有接收消息事件的集合記為R。SR=, SR=E。 是消息集合M上的一個全序關(guān)系，表示順序圖中的消息在縱向時間軸上的先

5、后關(guān)系。 msg是從E到M的一個函數(shù)關(guān)系，msg(e) M表示事件e所對應(yīng)的消息。 Obj是從E到O的一個函數(shù)關(guān)系，obj(e) O表示時間e所對應(yīng)的對象。對象Oi上所有事件的集合記為Ei，Eie | e Eobj(e)= Oi 。在如圖4所示的順序圖中：O=obj1,obj2,obj3; M=m1,m2,m3;E=(m1,s),(m1,r),(m2,s),(m2,r),(m3,s),(m3,r);=m1m2m3.圖4 一個簡單的順序圖 順序圖主要描述了對象間發(fā)送消息的時間順序。我們用符號來表示事件間的先后關(guān)系，它滿足如下三個性質(zhì)： 1對同一消息而言，發(fā)送事件先于接收事件。 2在同一對象的生命

6、線上，若事件e1出現(xiàn)在發(fā)送事件e2的上方，則e1先于e2。 3在同一個對象的生命線上，如果接收事件e1出現(xiàn)在e2的上方，并且它們分別對應(yīng)的發(fā)送事件也位于同一個對象的生命線上，則e1先于e2。 順序關(guān)系是強制順序關(guān)系，那么即使它們在順序圖的時間軸上存在先后關(guān)系，這兩個事件實際發(fā)生的先后順序也是不確定的。例如圖4中，盡管（m1,r）在（m3，r）的上方，但是在系統(tǒng)實際運行中，由于m1, m2, m3都是異步消息，因此（m1,r）并不一定先于（m3,r）發(fā)生，這是由于圖形表示的局限性造成的。 一個簡單順序圖（不包括分支）刻畫了系統(tǒng)運行的一個場景，其運行過程表現(xiàn)為一個事件的序列（e1 , e2, em

7、）,其中事件ei+1 在事件 ei后發(fā)生（1 i m1）。由于事件之間存在強制順序關(guān)系，因此并不是所有事件序列都是順序圖允許的。而且，由于并不是一個全序關(guān)系，所以一個順序圖的場景可能允許多個事件序列?？梢杂靡粋€有向無環(huán)圖（DAG）來表示關(guān)系，對于任意兩個事件 ei，ei E，如果 ei ei，則畫一條從ei 指向ei 的邊，直到所有事件都在這個有向圖上。 通過遍歷所得的DAG圖，可以很容易的得到順序圖中的每一個有效的事件序列。在圖4的例子中，和就是兩個有效的事件序列。 定義2（順序圖的場景）對于順序圖SD=，場景定義為一個消息序列，并且滿足下面兩個條件： （1）所有M中的事件在序列中出現(xiàn)且僅出現(xiàn)一次，也就是說M1,M2,Mm=M且對于所有的i