ЛР №4 Мутационный критерий (класс IV).

Постулируется, что профессиональные программисты пишут сразу почти правильные программы, отличающиеся от правильных мелкими ошибками или описками типа — перестановка местами максимальных значений индексов в описании массивов, ошибки в знаках арифметических операций, занижение или завышение границы цикла на 1 и т.п. Предлагается подход, позволяющий на основе мелких ошибок оценить общее число ошибок, оставшихся в программе.

Подход базируется на следующих понятиях:

Мутации — мелкие ошибки в программе.

Мутанты — программы, отличающиеся друг от друга мутациями.

Метод мутационного тестирования — в разрабатываемую программу P вносят мутации, т.е. искусственно создают программы-мутанты P1, P2... Затем программа P и ее мутанты тестируются на одном и том же наборе тестов (X,Y).

Если на наборе (X,Y) подтверждается правильность программы P и, кроме того, выявляются все внесенные в программы-мутанты ошибки, то набор тестов (X,Y) соответствует мутационному критерию, а тестируемая программа объявляется правильной.

Если некоторые мутанты не выявили всех мутаций, то надо расширять набор тестов (X,Y) и продолжать тестирование.

Пример применения мутационного критерия

Тестируемая программа P приведена на пример 3.2. Для нее создается две программы-мутанта P1 и P2.

В P1 изменено начальное значение переменной z с 1 на 2 (пример 3.3).

В P2 изменено начальное значение переменной i с 1 на 0 и граничное значение индекса цикла с n на n-1 (пример 3.4).

При запуске тестов (X,Y) = {(x=2,n=3,y=8),(x=999,n=1,y=999), (x=0,n=100,y=0 } выявляются все ошибки в программах-мутантах и ошибка в основной программе, где в условии цикла вместо n стоит n-1:

// Метод вычисляет неотрицательную
// степень n числа x
static public double PowerNonNeg(
double x, int n)
{
double z=1;
if (n>0)
{
for (int i=1;n-1>=i;i++)
{
z = z*x;
}
}
else Console.WriteLine(
"Ошибка ! Степень числа n должна быть больше 0.");
return z;
}

Пример 3.2. Основная программа P

double PowerNonNeg(double x, int n)
{
double z=1;
int i;
if (n>0)
{
for (i=1;n-1>=i;i++)
{
z = z*x;
}
}
else printf(
"Ошибка ! Степень числа n должна быть больше 0.\n");
return z;
}

Пример 3.2.1. Основная программа P

Измененное начальное значение переменной z в мутанте Р1 помечено светлым тоном:

// Метод вычисляет неотрицательную
// степень n числа x
static public double PowerMutant1(
double x, int n)
{
double z=2;
if (n>0)
{
for (int i=1;n>=i;i++)
{
z = z*x;
}
}
else Console.WriteLine(
"Ошибка ! Степень числа n должна быть больше 0.");
return z;
}

Пример 3.3. Программа мутант P1. (html, txt)

double PowerMutant1(double x, int n)
{
double z=2;
int i;
if (n>0)
{
for (i=1;n>=i;i++)
{
z = z*x;
}
}
else printf(
"Ошибка ! Степень числа n должна быть больше 0.\n");
return z;
}

Пример 3.3.1. Программа мутант P1.

Измененное начальное значение переменной i и границы цикла в мутанте P2 помечено светлым тоном:

// Метод вычисляет неотрицательную
// степень n числа x
static public double PowerMutant2(
double x, int n)
{
double z=1;
if (n>0)
{
for (int i=0;n-1>=i;i++)
{
z = z*x;
}
}
else Console.WriteLine(
"Ошибка ! Степень числа n должна быть больше 0");
return z;
}

Пример 3.4. Программа-мутант P2. (html, txt)

double PowerMutant2(double x, int n)
{
double z=1;
int i;
if (n>0)
{
for (i=0;n-1>=i;i++)
{
z = z*x;
}
}
else printf(
"Ошибка! Степень числа n должна быть больше 0.\n");
return z;
}

Пример 3.4.1. Программа-мутант P2.

CC-BY-CA Цыганенко В.Н., 15.10.2012