Randoop隨機測試&自動生成測試用例

什么是Randoop：

Randoop是一個為JAVA單元測試生成測試用例的框架（生成器），它基於Junit格式為編譯后JAVA字節碼（classes）自動生成測試用例.

Randoop通過反饋式的隨機測試來生成測試用例，由於測試數據的隨機性，隨機測試往往很難有較高的覆蓋率。

Randoop地址：http://randoop.github.io/randoop/

使用Randoop准備：

　　下載Randoop的jar包，如randoop-2.1.4.jar

　　這篇文章不把Randoop加入到環境變量中，只是將.jar包放在和待處理類相同的位置（之后詳細說明）。

作為隨機測試，首先看看測試的輸入集：

在Randoop中的測試數據有默認的原始值做為測試的輸入

• byte: -1, 01, 10, 100
• short: -1, 01, 10, 100
• int: -1, 01, 10, 100
• long: -1, 01, 10, 100
• float: -1, 01, 10, 100
• double: -1, 01, 10, 100
• char: '#', ' ', '4', 'a'
• java.lang.String: "", "hi!"

如圖是實際生成的測試用例部分，我們可以看到生成的回歸測試用例中大多數變量的值為隨機的-1，0，1，10，100等

當然，這些值可以重新指定，方法有兩個：

　　1.Command line： 通過命令行的“-literals-file”來指定數據來源的文件

　　2.編程方式：你可以聲明一個類來存儲原始值，使用 @TestValue來注釋

　　

  package example;
  import randoop.*;

  public class TestValueExamples {

    @TestValue
    public static int i = 0;

    @TestValue
    public static boolean b = false;

    @TestValue
    public static byte by = 3;

    @TestValue
    public static char c = 'c';

    @TestValue
    public static long l = 3L;

    @TestValue
    public static float f = (float) 1.3;

    @TestValue
    public static double d = 1.4;

    @TestValue
    public static String s1 = null;

    @TestValue
    public static String s2 = "hi";

    @TestValue
    public static int[] a1 = new int[] { 1, 2, 3 };

  }

　　為了應用這個原始值，需要把這個類加入到待測試的類中，即在“-testclass="加這個類，當然建議把要測試的類寫到.txt文件中然后通過“-classslist=YourFilename.txt"來加入多個待測試類。

說完了測試的輸入，接下來看看Randoop的使用方法：

　　如果不依賴IDE，清楚在命令行中如何編譯，運行java的，只需進入待測試類的文件夾下，並將randoop-2.1.4.jar放在這個目錄下，輸入以下命令，A是待測試類，即可成功

java -ea -classpath .;randoop-2.1.4.jar;A randoop.main.Main gentests --testclass=A --timelimit=60

　　如果不清楚的，以下為詳細步驟：

　　　　1.首先在命令行中進入待測試的類目錄下

　　　　　　項目文件結構

　　　　　　　　

　　　　2.進入Triangle目錄下后，cd bin

　　　　　　bin內容

　　　　　　　　

　　　　　　TriangleClass和testTriangle是包名，若類名為Triangle，則類全名是TriangleClass.Triangle

　　　　3.所以輸入的命令為

java -ea -classpath .;randoop-2.1.4.jar;TriangleClass.Triangle randoop.main.Main gentests --testclass=TriangleClass.Triangle --timelimit=15

結果為

 

Randoop過程分析，進階了解：

　　Randoop創建測試用例，然后將測試用例分為三類：

　　　　1.檢測到你現有代碼錯誤的測試用例

　　　　2.用來檢測未來變更的回歸測試用例

　　　　3.運行時無效和被丟棄的測試用例

　　那么我們就需要知道Randoop能檢測出什么錯誤

　　目前，Randoop檢測如下的協議（Contracts）來判斷程序中是否有錯

　　　　基於Object.equals()的協議

　　　　　　自反性：o.equals(o) == true

　　　　　　對稱性：o1.equals(o2) == o2.equals(o1)

　　　　　　傳遞性：o1.equals(o2) && o2.equals(o3) ⇒ o1.equals(o3)

　　　　　　等於空： o.equals(null) == false

　　　　　　不拋出異常

　　　　基於Object.hashCode()的協議

　　　　　　Equals和hashCode的等價性： If o1.equals(o2)==true, then o1.hashCode() == o2.hashCode()

　　　　　　不拋出異常

　　　　基於Object.clone()的協議

　　　　　　不拋出異常

　　　　基於Object.toString()的協議

　　　　　　不拋出異常

　　　　基於 Comparable.compareTo() and Comparator.compare()的協議

　　　　　　自反性：o.compareTo(o) == 0

 

　　　　　　反-對稱性：sgn(o1.compareTo(o2)) == -sgn(o2.compareTo(o1))

 

　　　　　　傳遞性：o1.compareTo(o2)>0 && o2.compareTo(o3)>0 ⇒ o1.compareTo(o3)>0

 

　　　　　　相等的可替代性：  x.compareTo(y)==0 ⇒ sgn(x.compareTo(z)) == sgn(y.compareTo(z))

 

　　　　　　和Equal的一致性： (x.compareTo(y)==0) == x.equals(y) ）

　　　　　　不拋出異常

　　　　基於checkRep() （用@checkRep注釋的方法）

　　　　　　如果函數的返回類型為boolean行，則必須return True

　　　　　　不拋出異常

　　　　任何異常拋出都是錯誤（可以通過命令行參數修改）

　　知道了Randoop的協議，我們大概知道Randoop可以檢測哪些類型的錯誤，可以推斷出，Randoop適合檢測的是自定義的數據類型類而不是純功能類，所以Randoop能檢測出Java.util的一些錯誤，而對於類似加減乘除的功能類則不是很有效，可以說基本無用。

　　最后不得不提的是，Randoop隨機測試單純使用時間作為標准來停止生成測試類不是很科學。