mujava

Posted 2020-09-10

 

一、介绍

1、变异测试

在源代码的基础上进行细节性的改变，进行变异，从而改进程序源代码的一种fault-based的软件测试方法。

所谓变异，是基于良好定义的变异操作（模拟典型应用错误，例如，错误的操作符或者变量名字；或是强制产生有效的测试，例如，使每个表达式都等于0）。

变异测试的目的在于帮助测试者发现有效的测试，评价测试数据集的完备性，定位测试数据的弱点，并对其改善。在产生的变异体代码中选择等价和非等价变异体，根据非等价变异体和源代码的区别，补充测试用例，从而找出源代码中的错误。然而现在在区分等价变异体的过程中大多还是采用人工区分的方法。

变异测试在高性能、高安全要求的软件开发中有很重要的作用。

2、

根据官方网站https://cs.gmu.edu/~offutt/mujava/ 介绍,是一种用来对Java程序产生变体，进行变异测试的一个工具。根据变异算子产生程序的变异体，同时在源程序和变异程序上执行测试用例（利用Junit生成的测试用例），区分出可存活和不可存活的变异体。

二、配置过程

1、    配置Java，并添加环境变量

 

 

 

2、     官网下载的相关jar包和Junit的jar包，

 

 

存放至新建文件夹mujava中，并将jar路径添加到添加到环境变量classpath中。

 

 

 

 

 

3、    新建mujavaHome目录，将mujava.config放至该目录下，并手动创建如下目录结构：

 

 

四个文件夹的用处为：

Classes	待测试源代码编译后的.class文件
Result	待测试源代码变异后产生的代码
Src	待测试的.java源文件
Testset	Junit测试类.java源文件和编译后的.class文件

 

新建GenMutants.cmd和RunTest.cmd用于运行变体产生和运行测试的命令。

 

 

 

 

 

 

最终mujavaHome的目录结构如下：

 

 

三、实验结果

进行两个Java程序的变异测试

1、    产生程序的变体，以Calculator.java为例，有加减乘除4个方法，其中人为设置其中add方法出错：

 

CalculatorTest.java代码如下：

 

 

 

 

 

 

将Calculator.java放在src目录下，javac编译后的

Calculator.class放在classes目录下，CalculatorTest.java和CalculatorTest.class放在testset目录下。

 

双击运行GenMutants.cmd

 

 

 

 

 

 

产生结果：

 

 

 

产生后的变体代码存放目录：

 

 

双击运行RunTest.cmd，在源代码和变体代码上执行测试用例

 

 

 

运行结果：

 

 

 

在mujavaHome目录下的TestResult.txt有更详细的输出结果

 

 

 

同理，第二个java代码Triangle.java也按照相同的步骤进行。

 

TriangleTest.java代码如下：

 

 

 

运行结果如下：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

四、实验结论

实验中进行了对Calculator.java和Triangle.java两个java程序进行变异测试。执行结果汇报如下：

源程序	产生变异程序	可存活变异体	不可存活变异体	Kill 百分比
Calculator .java	共79，AORB—20，AOIU—4，AOIS—32，SDL—4，VDL—8，CDL—1，ODL—10	26	53	67.0%
Triangle .java	共337，AORB—24，AOIU—18，AOIS—132，AODU—1，ROR—63，COR—6，COI—12，LOI—33，SDL—23，VDL—6，ODL—19	105	232	68.0%

每次执行测试后，在mujavaHome目录下会自动生成TestResrult.txt结果，详细记录了源代码和每个变体的测试用例执行结果。

 

对变异算子的类型总结如下：

变异算子	描述
AORB	改变二元运算符
AOIU	改变变量正负号（加负号）
AOIS	插入一元运算符
SDL	语句删除
VDL	删除某个变量
CDL	删除某个运算常数
ODL	删除某个变量或者运算常数
AODU	改变返回值
ROR	改变关系运算符
COR	改变逻辑运算符
COI	改变真值运算符（加非号）
LOI	改变位运算符

 

结论： 是进行变异测试的工具，根据不同变异算子模拟不同的程序典型错误，对源代码进行相应改变，执行测试用例后，找出可存活变异体和不可存活变异体。