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使用PITest进行突变测试

liuian 2025-01-13 15:28 42 浏览

1.概述

软件测试是指用于评估软件功能的技术。在本文中，我们将讨论软件测试行业中使用的一些度量标准，例如代码覆盖率和突变测试覆盖率，并重点讲解如何使用PITest库进行突变测试。

为了简单起见，我们将基于基本的回文函数来演示此示例

––回文是一个字符串，该字符串前后顺序读都一样。

2. Maven依赖

如您在Maven依赖项配置中所看到的，我们将使用JUnit运行测试，并使用PITest库将突变体引入我们的代码中，不用担心我们很快就会明白什么是突变体。您始终可以通过以下链接对照Maven中央仓库库查找最新的依赖版本

https://search.maven.org/classic/#search%7Cga%7C1%7Ca%3A%22pitest-parent%22


<dependency>
<groupId>org.pitest</groupId>
<artifactId>pitest-parent</artifactId>
<version>1.1.10</version>
<type>pom</type>
</dependency>

为了启动并运行PITest库，我们还需要在pom.xml配置文件中包含pitest-maven插件：

public boolean isPalindrome(String inputString) {if (inputString.length() == 0) {return true;    } else {char firstChar = inputString.charAt(0);char lastChar = inputString.charAt(inputString.length() - 1);String mid = inputString.substring(1, inputString.length() - 1);return (firstChar == lastChar) && isPalindrome(mid);    }}

3.项目设置

现在我们已经配置了Maven依赖项，让我们看一下这个的回文函数：

<plugin>
<groupId>org.pitest</groupId>
<artifactId>pitest-maven</artifactId>
<version>1.1.10</version>
<configuration>
<targetClasses>
<param>com.baeldung.testing.mutation.*</param>
</targetClasses>
<targetTests>
<param>com.baeldung.mutation.test.*</param>
</targetTests>
</configuration>
</plugin>

现在我们需要做的是一个简单的JUnit用例，以确保我们的实现能够以期望的方式工作：


@Test
public void whenPalindrom_thenAccept() {
    Palindrome palindromeTester = new Palindrome();
    assertTrue(palindromeTester.isPalindrome("noon"));
}

到目前为止，我们已经准备好测试用例，并执行成功。

接下来我们将重点介绍使用PITest生成代码覆盖率和突变覆盖率。

4.代码覆盖率

代码覆盖率已在软件行业中广泛使用，以衡量自动化测试（单元测试）覆盖率。

我们可以使用Eclipse IDE上的Eclemma之类的工具（IDEA有自带工具），根据执行路径来衡量有效的代码覆盖率。

运行TestPalindrome之后，代码覆盖率100％

–sPalindrome是递归方法，很明显无论如何都将覆盖字符串长度为0的情况。

不幸的是，代码覆盖率指标有时会不靠谱，因为100％的代码覆盖率仅意味着所有行都至少执行了一次，但这没有说明测试的准确性或用例的完整性，这就是为什么要做突变测试的原因。

5.突变覆盖率

突变测试是一种测试技术，用于提高测试的充分性并识别代码中的缺陷。核心思想是动态修改代码并导致测试用例执行失败。

Good tests shall fail

代码中的每次更改称为“ 突变体”，它会导致程序的更新版本

如果突变会导致测试失败，这种情况我们认为突变被杀死。如果突变体不能影响测试的行为，则认为该突变体可以幸免。

现在我们使用Maven运行测试，并将目标选项设置为：org.pitest：pitest-maven：mutationCoverage。

我们可以在target / pit-test / YYYYMMDDHHMI目录中查看HTML报告：

100％路径覆盖率：7/7
63％的突变覆盖率：5/8

显然，我们的测试用例遍历了所有路径，行覆盖率为100％。PITest库引入了8个突变体，其中5个被杀死-导致用例失败-但3个得以幸免。

我们可以查看com.baeldung.testing.mutation / Palindrome.java.html报告获取有关创建的突变体的详细信息：

以下是执行突变测试时默认的变异器：

INCREMENTS_MUTATOR
VOID_METHOD_CALL_MUTATOR
RETURN_VALS_MUTATOR
MATH_MUTATOR
NEGATE_CONDITIONALS_MUTATOR
INVERT_NEGS_MUTATOR
CONDITIONALS_BOUNDARY_MUTATOR

有关PITest突变器的详细信息，您可以查看官方文档页面链接。

http://pitest.org/quickstart/mutators/

突变覆盖率得分反映测试用例不全，因为没有测试到非回文和近似回文的场景。

6.提高突变覆盖率

现在我们知道了什么是突变，我们需要通过杀死存活的突变体来提高突变覆盖率。

让我们以第6行上的第一个突变-否定条件为例。当我们即使把代码做如下修改，测试用例仍然通过：

旧：


if (inputString.length() == 0) {
return true;
}

新：


if (inputString.length() != 0) {
return true;
}

这就是突变得以幸存的原因。怎么办呢？我们需要写一条新的测试用例，当突变发生时这条用例就会失败。其他突变体也可以同样用增加用例的方法杀死。


@Test
public void whenNotPalindrom_thanReject() {
    Palindrome palindromeTester = new Palindrome();
    assertFalse(palindromeTester.isPalindrome("box"));
}
@Test
public void whenNearPalindrom_thanReject() {
    Palindrome palindromeTester = new Palindrome();
    assertFalse(palindromeTester.isPalindrome("neon"));
}

再跑一次突变覆盖率检测，确保所有的突变都被杀死。报告结果如下：

100％线路覆盖率：7/7
100％突变覆盖率：8/8

7. PITest测试配置

变异测试有时可能会占用大量资源，因此我们需要进行适当的配置以提高测试效率。我们可以使用targetClasses标记来定义要突变的类的列表，而不是所有类。

定义计划在变异测试期间使用的变异因子也很重要，以便最大程度地减少执行测试所需的计算资源：

<configuration>
    <targetClasses>
        <param>com.baeldung.testing.mutation.*</param>
    </targetClasses>
    <targetTests>
        <param>com.baeldung.mutation.test.*</param>
    </targetTests>
    <mutators>
        <mutator>CONSTRUCTOR_CALLS</mutator>
        <mutator>VOID_METHOD_CALLS</mutator>
        <mutator>RETURN_VALS</mutator>
        <mutator>NON_VOID_METHOD_CALLS</mutator>
    </mutators>
</configuration>

此外，PITest库提供了很多自定义测试策略的选项，例如，您可以使用maxMutationsPerClass选项指定类引入的最大突变数。想了解PITest的更多信息可以查看快速入门指南

http://pitest.org/quickstart/maven/