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基于UML顺序图的场景测试用例生成方法1

发布时间:2019-06-20 02:02:38

  引言

  本文提出了一个基于UML模型图来测试场景的方法,它以顺序图为主要测试模型,结合类图和状态图导出所有的场景,并将与场景相关的环境条件与方法序列、输入、输出合理组合作为覆盖该场景的测试用例。我们的工作具有两方面的优点:测试方法完全基于UML模型,以便已经使用UML的软件系统能方便地采用,另一方面生成的测试用例数量少,减少工作量。

  1、实例

  本文以DHCP[2]作为一个实例,使用UML的类图、状态图和顺序图[3]来说明我们提出的一个场景测试用例生成方法。DHCP是由IETF进行标准化的一个协议,提供一种动态指定IP地址和配置参数的机制。我们选取了DHCP协议的一个子集,协议的一般过程如下:

  1.客户端广播一个DHCP_DISCOVER消息。

  2.每个具有络地址的服务可能响应一个DHCP_ OFFER消息,如果都没有响应,则表示超时失败。

  3.如果客户端接收到一个或多个DHCP_OFFER消息,则选择其中一个,然后广播一条DHCP_REQUEST消息给所有的服务器,并附上选择参数及指明哪一个服务器。

  4.所有服务器接收到客户的广播信息,只有被选中的服务器才绑定地址给这个客户,并发送确认消息DHCP_ACK,连接成功;如果要求的地址不可得(可能分配给其它用户),则服务器发送一个DHCP_NAK给客户,连接失败。

  图1显示了DHCP协议的部分类图。

  498)this.style.width=498;">图1:DHCP的部分类图图2是实例中请求IP的顺序图。

  498)this.style.width=498;">图2:请求IP的顺序图图3是DHCP中Server类的状态图。

  498)this.style.width=498;">图3:DHCP-Server状态图2、UML顺序图的一个形式化定义

  为了能在测试中找出所有的场景,下面给出顺序图的形式化定义:

  定义1(顺序图)顺序图SD可以表示为一个六元组:SD=,其中:

  ◆O={O1, O2, …,Om},是对象的集合。O1, O2, …,Om都是顺序图中的对象。

  ◆M guardmessagenameparameter_list,是消息的集合。顺序图中的每一个消息都形如:“[卫士条件]消息名(参数)”。

  ◆E=M {s, r},是事件集合。事件是指消息的发送和接收。对于消息msg,发送事件用表示,接收事件用表示。顺序图中所有发送消息事件的集合记为S,所有接收消息事件的集合记为R。SR=, SR=E。

  ◆→是消息集合M上的一个全序关系,表示顺序图中的消息在纵向时间轴上的先后关系。

  ◆msg是从E到M的一个函数关系,msg(e) M表示事件e所对应的消息。

  ◆Obj是从E到O的一个函数关系,obj(e) O表示时间e所对应的对象。对象Oi上所有事件的集合记为Ei,Ei={e | e Eobj(e)= Oi }。

  在如图4所示的顺序图中:

  O={obj1,obj2,obj3}; M={m1,m2,m3};

  E={(m1,s),(m1,r),(m2,s),(m2,r),(m3,s),(m3,r)};

  →=m1→m2→m3.

  498)this.style.width=498;">图4:一个简单的顺序图顺序图主要描述了对象间发送消息的时间顺序。我们用符号‘’来表示事件间的先后关系,它满足如下三个性质:

  1.对同一消息而言,发送事件先于接收事件。

  2.在同一对象的生命线上,若事件e1出现在发送事件e2的上方,则e1先于e2。

  3.在同一个对象的生命线上,如果接收事件e1出现在e2的上方,并且它们分别对应的发送事件也位于同一个对象的生命线上,则e1先于e2。

  ‘’顺序关系是强制顺序关系,那么即使它们在顺序图的时间轴上存在先后关系,这两个事件实际发生的先后顺序也是不确定的。例如图4中,尽管(m1,r)在(m3,r)的上方,但是在系统实际运行中,由于m1, m2, m3都是异步消息,因此(m1,r)并不一定先于(m3,r)发生,这是由于图形表示的局限性造成的。

  一个简单顺序图(不包括分支)刻画了系统运行的一个场景,其运行过程表现为一个事件的序列(e1 , e2,…, em),其中事件ei+1 在事件 ei后发生(1≤ i ≤m-1)。由于事件之间存在强制顺序关系‘’,因此并不是所有事件序列都是顺序图允许的。而且,由于‘’并不是一个全序关系,所以一个顺序图的场景可能允许多个事件序列。可以用一个有向无环图(DAG)来表示‘’关系,对于任意两个事件 ei,ei∈ E,如果 ei ei,则画一条从ei 指向ei 的边,直到所有事件都在这个有向图上。

  通过遍历所得的DAG图,可以很容易的得到顺序图中的每一个有效的事件序列。在图4的例子中,(m1,s), (m2,s), (m2,r),(m3,s),(m3,r),(m1,r)和(m1,s),(m1,r), (m2,s), (m2,r), (m3,s), (m3,r)就是两个有效的事件序列。

  定义2(顺序图的场景)对于顺序图SD=,场景定义为一个消息序列 M1,M2,…,Mm,并且满足下面两个条件:

  (1)所有M中的事件在序列中出现且仅出现一次,也就是说{M1,M2,…,Mm}=M且对于所有的i j,Mi Mj。

  (2)对于任意两个消息序列Mi,MjM,如果(Mi,s)(Mj,s),那么序列中Mi在Mj的前面。

  根据场景的定义,通过所找到的合法的事件序列就可以确定与该事件序列相应的场景。如图4,就是一个有效的场景。

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