LCSAJ测试介绍

LCSAJ测试是一种用于软件代码覆盖率测试的技术，它通过把程序的控制流图转换为语句级别的形式来进行代码覆盖率测试，它既能够检测语句覆盖率，也能检测条件、分支和循环覆盖率。下面是详细的介绍：

背景

随着计算机软件规模的不断扩大，软件安全和性能问题越来越引起人们的关注。而对于软件开发者而言，如何保证软件的质量和健壮性也是非常重要的。在这个过程中，软件测试就成为了必不可少的一个环节。而测试覆盖率是软件测试的一个很重要的指标，它反映了测试中对软件功能正确性覆盖的程度。因此，如何提高测试覆盖率，就成为了软件测试中一个重要而又艰巨的任务。

算法描述

LCSAJ测试的思想是把程序的控制流图转换成语句级别的形式，然后通过执行测试用例来检测程序的各种覆盖率。它的具体做法是把程序中的所有语句都转化成“标号+代码”形式，同时引入了条件语句和分支语句等控制结构。这样，就可以把程序的控制流图抽象成一个一维的整数序列。

然后，LCSAJ测试算法就基于Longest Common Subsequence（最长公共子序列）算法来检测程序的语句覆盖率、条件覆盖率、分支覆盖率和循环覆盖率等各种覆盖率。具体地说，LCSAJ测试算法是按照如下步骤进行的：

1. 把程序中的所有语句转换成标号+代码的形式，并标号。
2. 根据控制结构把程序的控制流图抽象成一个一维的整数序列。
3. 对两个不同的测试用例各执行一次程序，并将两次执行结果转换成标号的序列。
4. 分别求出两个标号序列的最长公共子序列（LCS）。
5. 基于LCS算法，对每个测试用例计算出不同类型的覆盖率。其中，语句覆盖率是指被LCS覆盖的语句的比例；条件覆盖率是指if语句中真假分支被检测到的比例；分支覆盖率是指被LCS覆盖的分支语句的比例；循环覆盖率是指被LCS覆盖的循环语句的比例。

代码示例

下面是使用Python实现LCSAJ测试算法的代码示例：

def find_lcs(seq_a, seq_b):
    """
    返回seq_a和seq_b的最长公共子序列
    """
    lengths = [[0 for j in range(len(seq_b)+1)] for i in range(len(seq_a)+1)]
    for i, x in enumerate(seq_a):
        for j, y in enumerate(seq_b):
            if x == y:
                lengths[i+1][j+1] = lengths[i][j] + 1
            else:
                lengths[i+1][j+1] = max(lengths[i][j+1], lengths[i+1][j])
    result = []
    x, y = len(seq_a), len(seq_b)
    while x != 0 and y != 0:
        if lengths[x][y] == lengths[x-1][y]:
            x -= 1
        elif lengths[x][y] == lengths[x][y-1]:
            y -= 1
        else:
            assert seq_a[x-1] == seq_b[y-1]
            result.append(seq_a[x-1])
            x -= 1
            y -= 1
    result.reverse()
    return result

def lcsaj_test(test_cases):
    """
    执行LCSAJ测试，并返回各种覆盖率
    """
    code_snippets = ['1. if x > 0:\n        y = 1\n    else:\n        y = -1\n',
                     '2. while x > y:\n        x -=1\n',
                     '3. for i in range(10):\n        print(i)\n',
                     '4. def add(a, b):\n        return a+b\n']
    code_nums = range(1, len(code_snippets)+1)
    seq_a = []
    for num in code_nums:
        seq_a.append(num)
        for line in code_snippets[num-1].split('\n'):
            seq_a.append(line)
    result = []
    for test_case in test_cases:
        exec(test_case)
        seq_b = []
        for num in code_nums:
            seq_b.append(num)
            for line in code_snippets[num-1].split('\n'):
                seq_b.append(line)
        lcs = find_lcs(seq_a, seq_b)
        stmt_coverage = len(lcs) / len(code_snippets) #语句覆盖率
        if_coverage = 0 #条件覆盖率
        branch_coverage = 0 #分支覆盖率
        loop_coverage = 0 #循环覆盖率
        for i in range(len(lcs)):
            if lcs[i].startswith('1. if'):
                if_coverage += 1
            elif lcs[i].startswith('2. while') or lcs[i].startswith('3. for'):
                loop_coverage += 1
            elif lcs[i].startswith('') or lcs[i].startswith('4. def'):
                pass
            else:
                branch_coverage += 1
        if if_coverage < 2:
            if_coverage = 0
        else:
            if_coverage = (if_coverage-1) / (len(code_snippets)-2)
        branch_coverage = branch_coverage / len(code_snippets)
        loop_coverage = loop_coverage / 2
        result.append([stmt_coverage, if_coverage, branch_coverage, loop_coverage])
    return result

总结

LCSAJ测试是一种简单而又有效的代码覆盖率测试技术。它可以检测到语句覆盖率、条件覆盖率、分支覆盖率和循环覆盖率等各种覆盖率，对于提高软件测试的覆盖率和质量有很大的帮助。