变异测试

在细节方面改进程序源代码的软件测试方法

变异测试（Mutation Testing）（有时也叫做“变异分析”）是一种在细节方面改进程序源代码的软件测试方法。这些所谓的变异，是基于良好定义的变异操作，这些操作或者是模拟典型应用错误（例如：使用错误的操作符或者变量名字），或者是强制产生有效地测试（例如使得每个表达式都等于0）。目的是帮助测试者发现有效地测试，或者定位测试数据的弱点，或者是在执行中很少（或从不）使用的代码的弱点。

基本信息

首次在1970s提出，变异测试最初是为了定位揭示测试单元的弱点。这个理论是：如果一个变异被引入，同时出现的行为（通常是输出）不受影响的情况下，那么这说明了：变异代码从没有被执行过（产生了过剩代码）或者测试单元无法定位错误。为了使之适用于所有情况，必须引入大量的变异，导致这个程序的极大量的副本被编译和执行。变异测试的花费问题，阻碍了它作为一种软件测试方法的实际应用。

变异测试最初被一个学生Dick Lipton提出，被DeMillo，Lipton和Sayward首次发现和公之于众。Lipton and Sayward.，是第一个变异测试工具，是由Timothy Budd于1980在耶鲁大学的博士工作（名为变异分析）中实现的。

近来，随着电脑能力的发展，变异测试也在电脑科学论坛中重新复兴起来。而且，已经有一些定义方法，可以把变异测试应用在OOP和非过程化语言中，如XML,SMV以及有限状态机。

变异测试的前景

变异测试，通过选择一些变异操作，并对于每一个可执行代码段依次把它们应用在源代码中。对程序使用变异操作的结果叫做一个突变异种。如果测试单元可以察觉到错误（即：一个测试失败了），那么就说该突变异种被杀害了。

例如，考虑项目的C++代码片段：

条件变异操作可以用“||”来替换“&&”，产生下面的突变：

为了使测试杀死这个突变，需要满足一下条件：

（1）测试输入数据必须对突变和原始创新引起不同的程序状态。例如：一个测试a=1, b=0可以达到这个目的。

（2）‘c’的值应该传播到程序输出并被测试检查。

弱的突变测试（弱的突变覆盖）只要求满足第一个条件。强的突变测试要求满足两个条件。强突变更有效，因此它保证测试单元可以真实的捕捉错误。弱突变近似于代码覆盖方法。它只需较少的计算能力来保证测试单元满足弱突变测试。

一些变异操作

一些突变操作已经被发现了，例如：算术和逻辑的突变操作，并行工程，复杂对象如容器……