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程序切片技术在软件测试中的应用
文/张锋
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摘要:程序切片是一种应用在软件测试中的分析和理解技术，该技
术通过对程序中的不同切片进行识别，达到缩小软件测试范围的
目的，从而有效的提高测试效率。同时，程序切片技术应用在程序
存在的基础上，两者具有依赖关系，能够提高测试的准确性。本
文介绍了程序切片的分类，阐述了在软件测试中的作用。
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【关键词】程序切片 软件测试 数据信息 系统
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在软件的生存期内，软件测试是一个重要的阶段，通过测试，能够保证软件的运行质
量。在测试工作中，存在一个问题，即大规模测试之后，如果修改了其中的某一个软件，就
会影响到整个程序的运行。这种情况下，就必须对程序重新进行一次测试。程序切片技术的
应用，刚好解决了这一问题。
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1 程序切片的分类
1.1 可执行切片和不可执行切片可执行切片满足下面两个条件之一：第
一，程序切片和切片准则是一一对应的关系，用 <n，V> 来表示（V 表示的是定义在 n 下的
变量集合，n 指的是程序中的点）。第二，想要得到程序 P 中的切片 A，可以在 P 中删除多
条语句。这样做，其前提是保证 P 和 A 都在<n，V> 的行为规范中。
不可执行切片的定义是：给定一个程序P，切片准则是 <n，V>，在此情况下，程序切片
是由程序 P 中所有的 n 点对变量 V 的影响语句和控制谓词构成的 。
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1.2 静态切片和动态切片所谓静态切片，指的是切片工作是在程
序没有运行的状态下进行的。这种技术的特点在于，不会对程序的输入进行任何假设，而是
根据静态信息来对程序进行分析。所以，静态切片中有与兴趣点处变量相关的语句，应该考
虑到所有的可能执行的路径。动态切片的准则是（n，V，I 0 ），其中，
n 和 V 的定义没变，I 0 是程序的特定输入。对程序 P 的动态切片进行计算，就要对 P 在特定
输入 I 0 的情况下，所有影响 V 在 n 点值的集合进行计算。计算动态程序切片，主要分析 I 0
产生的数据信息。和静态切片最大的不同之处在于，程序是在运行之中进行，优点是能够确
定数组中的元素和指针变量。
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1.3 前向切片和后向切片
前向切片，切片是由程序中所有受到变量在 n 点值的组成。后向切片则与此相反，切
片是由程序中所有影响在 n 点值的组成。前向切片能够知道修改点对语句和谓词的影响，后
向切片能够确定出错误的语句和谓词，因此两者在程序测试中有很大的作用。
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2 程序切片在软件测试中的作用
2.1 测试数据的自动生成在软件测试中加入程序切片技术，测试
的工作重点就会变成程序中与指定路径的兴趣点有关联的那些语句，由于缩小了搜索范围，
所以提高了测试数据的生成效率。该数据生成系统由三部分组成，分别是预处理器、程序切片生成器、数据测试生成器。
预处理器的主要功能作用是初步处理程序，主要包括以下任务：标记语句、记录变量
的定义、分析数据信息、明确语句关系等。而生成器的主要作用，是通过与初始输入进行结
合，以程序指定的执行路径为根据，计算兴趣点上的切片。数据测试生成器的主要作用，则
是对比程序的执行路径和指定路径，从切片集合中选择出兴趣点处的切片，按照规则调整程
序的输入，从而在新的程序上执行切片，直到兴趣点满足路径的要求。
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2.2 在错误定位中的作用
对软件进行测试的过程中，错误定位不仅复杂而且耗时。使用可执行动态切片和数据
的依赖关系，能够对错误进行高效、准确的定位。在成功切片中，代码出现的次数越频繁，
其正确率就越高。然后采取精炼法和扩展法来扩大可疑代码的范围。
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2.3 在回归测试中的应用
软件测试工作的本质是发现错误的程序，然后进行修改。软件维护工作中，由于增加或
改变了部分的软件功能，那么它的源程序也需要修改。众所周知，修改任何程序，都有可能
产生新的错误，因此进行回归测试具有重要的意义。传统测试方法要对整个程序进行测试，
效率低，耗费的时间多、财力大。采用切片技术，既经济又方便。
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（1）当程序中的某个输出变量出现错误时，采用分解切片技术，能够使变量计算成为
一个整体模块，好处是对于需要修改的语句和变量，维修人员能够进行直观的判断。
（2）在回归测试中，充分了解新、旧版本的不同，了解切片和依赖的不同，将其标记
为影响节点，能够明确修改会影响到的语句。
（3）通过对前向切片和后向切片的计算，测试两者的交集，能够缩小测试的范围，从而
减小工作量。
（4）测试覆盖分析在测试中，一个重要
的问题是测试结束的标准，即测试应该进行的程度。解决这个问题，就需要用到覆盖准则。
使用切片技术对源程序进行精简，不论输入什么内容，输出能够保持一致。
覆盖测试的具体步骤是：将大系统分解为许多子系统，对于程序中不感兴趣的部分，
采用切片技术将其过滤掉。然后通过覆盖测试每个子系统，将覆盖情况进行合成。该算法的
理论依据在于，第一，对子系统中的测试分析进行由低到高的排列，分别是语句覆盖、分支
覆盖、路径覆盖，高等级的覆盖情况是低层覆盖情况和级差的结合。第二，要考虑数据的覆
盖程度，对于比较重要的变量，在进行重点测试之前，应该赋予比较高的权值。
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3 结语
在软件测试的工作中加入程序切片技术，能够自动生成测试数据，其优点在于降低错误
的定位率，从而回归到测试工作本身。就目前而言，静态切片主要应用在程序切片技术中，
动态切片则使用在程序的调试和测试中。未来的发展方向是在软件测试工作中更好的利用程
序切片技术，使其更加快速、准确。
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作者单位辽 宁 石 化 职 业 技 术 学 院 辽 宁 省 锦 州 市121001
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