Randoop随机测试&自动生成测试用例

什么是Randoop：

Randoop是一个为JAVA单元测试生成测试用例的框架（生成器），它基于Junit格式为编译后JAVA字节码（classes）自动生成测试用例.

Randoop通过反馈式的随机测试来生成测试用例，由于测试数据的随机性，随机测试往往很难有较高的覆盖率。

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

使用Randoop准备：

　　下载Randoop的jar包，如randoop-2.1.4.jar

　　这篇文章不把Randoop加入到环境变量中，只是将.jar包放在和待处理类相同的位置（之后详细说明）。

作为随机测试，首先看看测试的输入集：

在Randoop中的测试数据有默认的原始值做为测试的输入

• 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!"

如图是实际生成的测试用例部分，我们可以看到生成的回归测试用例中大多数变量的值为随机的-1，0，1，10，100等

当然，这些值可以重新指定，方法有两个：

　　1.Command line： 通过命令行的“-literals-file”来指定数据来源的文件

　　2.编程方式：你可以声明一个类来存储原始值，使用 @TestValue来注释

　　

  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 };

  }

　　为了应用这个原始值，需要把这个类加入到待测试的类中，即在“-testclass="加这个类，当然建议把要测试的类写到.txt文件中然后通过“-classslist=YourFilename.txt"来加入多个待测试类。

说完了测试的输入，接下来看看Randoop的使用方法：

　　如果不依赖IDE，清楚在命令行中如何编译，运行java的，只需进入待测试类的文件夹下，并将randoop-2.1.4.jar放在这个目录下，输入以下命令，A是待测试类，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，以下为详细步骤：

　　　　1.首先在命令行中进入待测试的类目录下

　　　　　　项目文件结构

　　　　　　　　

　　　　2.进入Triangle目录下后，cd bin

　　　　　　bin内容

　　　　　　　　

　　　　　　TriangleClass和testTriangle是包名，若类名为Triangle，则类全名是TriangleClass.Triangle

　　　　3.所以输入的命令为

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

结果为

 

Randoop过程分析，进阶了解：

　　Randoop创建测试用例，然后将测试用例分为三类：

　　　　1.检测到你现有代码错误的测试用例

　　　　2.用来检测未来变更的回归测试用例

　　　　3.运行时无效和被丢弃的测试用例

　　那么我们就需要知道Randoop能检测出什么错误

　　目前，Randoop检测如下的协议（Contracts）来判断程序中是否有错

　　　　基于Object.equals()的协议

　　　　　　自反性：o.equals(o) == true

　　　　　　对称性：o1.equals(o2) == o2.equals(o1)

　　　　　　传递性：o1.equals(o2) && o2.equals(o3) ⇒ o1.equals(o3)

　　　　　　等于空： o.equals(null) == false

　　　　　　不抛出异常

　　　　基于Object.hashCode()的协议

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

　　　　　　不抛出异常

　　　　基于Object.clone()的协议

　　　　　　不抛出异常

　　　　基于Object.toString()的协议

　　　　　　不抛出异常

　　　　基于 Comparable.compareTo() and Comparator.compare()的协议

　　　　　　自反性：o.compareTo(o) == 0

 

　　　　　　反-对称性：sgn(o1.compareTo(o2)) == -sgn(o2.compareTo(o1))

 

　　　　　　传递性：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) ）

　　　　　　不抛出异常

　　　　基于checkRep() （用@checkRep注释的方法）

　　　　　　如果函数的返回类型为boolean行，则必须return True

　　　　　　不抛出异常

　　　　任何异常抛出都是错误（可以通过命令行参数修改）

　　知道了Randoop的协议，我们大概知道Randoop可以检测哪些类型的错误，可以推断出，Randoop适合检测的是自定义的数据类型类而不是纯功能类，所以Randoop能检测出Java.util的一些错误，而对于类似加减乘除的功能类则不是很有效，可以说基本无用。

　　最后不得不提的是，Randoop随机测试单纯使用时间作为标准来停止生成测试类不是很科学。