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돌연변이 테스트 란 무엇인가 : 예제가있는 튜토리얼

what is mutation testing

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오

이 튜토리얼은 Mutation Testing이 무엇인지, 어떻게 수행하는지, 그리고 Mutation Testing 유형을 예제와 함께 설명합니다.

돌연변이 테스트 란 무엇입니까?

돌연변이 테스트는 소프트웨어 프로그램의 변형이 테스트 데이터 세트에 적용되는 결함 기반 테스트 기술입니다. 이는 편차를 분리 할 때 테스트 세트의 효율성을 결정하기 위해 수행됩니다.

좀 복잡하게 들리지 않나요?

돌연변이 테스트 란?

학습 내용 :

돌연변이 테스트

MT (Mutation Testing)는 학교 프로젝트로 처음 제안 된 70 년대로 거슬러 올라갑니다. 자원 집약적이기 때문에 작성되었습니다. 그러나 인간이 계속해서 더 진보 된 컴퓨터를 개발함에 따라 서서히 복귀하여 현재 가장 인기있는 테스트 기술 중 하나가되었습니다.

돌연변이 테스트 정의

MT는 다음과 같이 알려져 있습니다. 오류 기반 테스트, 프로그램 변형, 오류 기반 테스트, 또는 돌연변이 분석 .

이름에서 알 수 있듯이 돌연변이 테스트는 변경 또는 돌연변이를 기반으로하는 소프트웨어 테스트 유형입니다. 정의 된 테스트 케이스가 코드에서 오류를 감지 할 수 있는지 확인하기 위해 소스 코드에 미세한 변경이 도입됩니다.

이상적인 경우는 어떤 테스트 케이스도 통과하지 않는 것입니다. 테스트에 통과하면 코드에 오류가 있음을 의미합니다. 우리는 돌연변이 (우리 코드의 수정 된 버전)가 살았다 고 말합니다. 테스트가 실패하면 코드에 오류가없고 돌연변이가 죽었습니다. 우리의 목표는 모든 돌연변이를 죽이는 것입니다.

돌연변이 테스트는 또한보다 효과적인 테스트 케이스를 작성하기위한 입찰로 정의 된 테스트 케이스 또는 테스트 스위트의 품질을 테스트하는 데 도움이됩니다. 우리가 죽일 수있는 돌연변이가 많을수록 테스트의 품질이 높아집니다.

돌연변이 테스트 개념

돌연변이 테스트에 대해 더 논의하기 전에 우리가 접하게 될 몇 가지 개념을 살펴 보겠습니다.

# 1) 돌연변이 : 단순히 소스 코드의 변형 된 버전입니다. 미세한 변화를 담고있는 코드입니다. 테스트 데이터가 돌연변이를 통해 실행될 때 이상적으로는 원래 소스 코드와 다른 결과를 제공해야합니다. 돌연변이는 또한 돌연변이 프로그램 .

다양한 유형의 돌연변이가 있습니다. 다음과 같습니다.

  • 생존 한 돌연변이 : 앞서 언급했듯이 이들은 소스 코드의 원본 및 변형 된 변형을 통해 테스트 데이터를 실행 한 후에도 여전히 살아있는 돌연변이입니다. 이것들은 죽여야합니다. 그들은 또한 살아있는 돌연변이로 알려져 있습니다.
  • 죽인 돌연변이 : 이들은 돌연변이 테스트 후 죽는 돌연변이입니다. 원본 코드와 변경된 버전의 소스 코드에서 다른 결과를 얻을 때 이러한 결과를 얻습니다.
  • 동등한 돌연변이 : 이들은 살아있는 뮤턴트와 밀접한 관련이 있습니다. 테스트 데이터를 통해 실행 한 후에도 '살아있다'는 점입니다. 다른 것과 다른 점은 구문이 다를 수 있지만 원본 소스 코드와 동일한 의미를 가지고 있다는 것입니다.

# 2) 돌연변이 / 변이 연산자 : 이것이 돌연변이를 가능하게하는 것입니다. 그들은 '운전석'에 있습니다. 그들은 기본적으로 돌연변이 버전을 갖도록 소스 코드를 변경하거나 변경하는 종류를 정의합니다. 그들은 결함 또는 돌연변이 규칙 .

# 3) 돌연변이 점수 : 이것은 돌연변이 수에 따른 점수입니다.

아래 공식을 사용하여 계산됩니다.

돌연변이 점수

참고로 돌연변이 점수를 계산할 때 동등한 돌연변이는 고려되지 않습니다. 돌연변이 점수는 다음과 같이 알려져 있습니다. 돌연변이 적절성 . 우리의 목표는 높은 돌연변이 점수를 달성하는 것입니다.

돌연변이 테스트 방법

1 단계: Jasmine 단위 테스트를 작성해 보겠습니다.

테스트 스위트 (Jasmine)

describe('User', function() { it('should compare the two numbers from user input', function(){ expect(20).toBeGreaterThan(5); }) });

테스트 스위트 (Jasmine)

2 단계: 원래 코드를 작성하십시오.

원본 코드 (자바 스크립트)

const user_info = () => { mother_age = parseInt(prompt('Enter mother's age')) daughter_age = parseInt(prompt('Enter daughter's age')) if (mother_age > daughter_age) { alert(`Daughter's age is ${daughter_age}. Mother's age is ${mother_age}. Welcome to the Mother-Daughter program`) } else { alert(`Daughter's age: ${daughter_age}, is more than mother's age: ${mother_age}. Please enter correct ages`) } } user_info();

Original code (mother_age></p> <p><span style= 3 단계 : 그런 다음 원래 코드를 통해 테스트를 실행하여 처음부터 테스트에 실패하지 않았는지 확인합니다. 실제로 실패가없는 테스트를 작성했음을 알리는 출력이 있어야합니다.

예를 들면 :

제로 오류 출력

0.019 초에 완료 1 개 사양, 0 개 실패, 시드 31435로 무작위 배정

원래 코드의 결과 :

Daughter's age is 5. Mother's age is 20. Welcome to the Mother-Daughter program

4 단계 : 돌연변이를 소개합니다. 이 경우 우리는 보다 큰 연산자 (mother_age> daughter_age)를 보다 작음 연산자 (mother_age

돌연변이 코드 (자바 스크립트)

const user_info = () =>{ mother_age = parseInt(prompt('Enter mother's age')) daughter_age = parseInt(prompt('Enter daughter's age')) if (mother_age

연산자보다 작음

5 단계 : 그런 다음 돌연변이 코드를 통해 테스트를 실행합니다.

테스트 결과는 다음과 같습니다.

돌연변이 테스트 결과

0.017 초 1 개 사양, 0 개 실패, 시드 89555로 무작위 화됨

돌연변이 코드의 결과 :

Daughter's age: 5, is more than mother's age: 20. Please enter correct ages

6 단계 : 원래 버전과 돌연변이 버전의 결과를 비교합니다. 이 경우 동일한 테스트 스위트를 사용하더라도 서로 다릅니다. 따라서 우리는 돌연변이를 죽였습니다. 따라서 테스트 스위트는 사용하기에 좋습니다.

돌연변이 테스트 유형

몇 가지 유형의 돌연변이가 있습니다. 아래에 설명되어 있습니다.

# 1) 가치 변이

여기서는 일반적으로 +/- 1만큼 매개 변수 및 / 또는 상수 값을 변경하여 돌연변이를 소개합니다.

예 : 원본 코드 (자바 스크립트)

let arr = (2,3,4,5) for(let i=0; i

StatementMutation

위의 코드가 짝수를 곱하려는 경우 나는<4 , 값 변형은 초기화를 다음으로 변경하는 것을 의미합니다. 내가 = 1하자 .

예 : 돌연변이 코드 (자바 스크립트)

let arr = (2,3,4,5) for(let i=1; i

MutantValuemutation

# 2) 문 변형

여기서는 코드 블록에서 문을 삭제하거나 복제합니다. 코드 블록에서 명령문을 재정렬 할 수도 있습니다.

예를 들어 if-else 블록에서 else 부분 또는 전체 if-else 블록을 삭제할 수 있습니다.

예 : 원본 코드 (자바 스크립트)

let arr = (2,3,4,5) for(let i=0; i

StatementMutation

예 : 돌연변이 코드 (자바 스크립트)

let arr = (2,3,4,5) for(let i=0; i

MutantStatementMutation

# 3) 결정 돌연변이

여기서 목표는 결정을 내리는 코드입니다. 예를 들면 가치 비교. 우리는 바꿀 수 있습니다 > ~< 모녀 프로그램 예 에서처럼.

전환 할 수있는 다른 연산자는 다음과 같습니다.

원래 연산자돌연변이 연산자
1 <=> =
두 > ===
삼 =====
4 과또는
5 ||&&

Mutation Testing (MT)의 장점은 다음과 같습니다.

  • MT는 코드 로직의 많은 부분을 다룹니다.
  • 우리는 코드의 특정 부분을 테스트합니다. 경로 , 가지 , 또는 명세서 .
  • MT를 사용하면 우회하기 쉬운 오류도 포착 할 수 있습니다.
  • 테스트 스위트의 품질을 평가하고 그에 따라 조정하는 데 도움이됩니다.

돌연변이 테스트 (MT)의 단점은 다음과 같습니다.

  • 일반적으로 모든 코드 블록에 대해 생성되는 수많은 돌연변이가 있으므로 리소스 집약적입니다.
  • 일부는 유효하지 않기 때문에 생존 한 돌연변이를 반격해야합니다.

돌연변이 테스트 도구

도구는 돌연변이 생성 과정을 가속화하는 데 유용합니다. 다음은 MT에서 사용할 수있는 몇 가지 도구입니다. Stryker, Jumble, PIT 및 Insure ++.

돌연변이 테스트에 대해 더 알아보기

예를 통해 배우자:

새로운 사용자가 등록 할 수있는 병원 사이트가 있다고 가정 해 보겠습니다. 환자의 생년월일 또는 나이를 읽습니다. 14보다 크면 일반 의사를 주 의사로 지정합니다. 이를 위해 사용 가능한 의사를 찾는 '일반 의사'기능을 호출합니다.

이제 다른 기능이있을 수 있습니다. 아마도 13 세 미만의 환자는 소아과 의사에게 배정 될 수 있습니다. 그러나 우리는 14 세 이상 사건 만 받아 들일 것입니다.

코드는 다음과 같습니다.

1) 읽기 연령
두) 만 14 세 이상인 경우
삼) 의사 = 일반의 ()
4) 종료

위의 코드 줄은 프로그래밍 언어에 국한되지 않으며 실행되지 않습니다. 그것은 단지 가상입니다.

테스터로서 내 데이터 세트가 14, 15, 0, 13이면 임의의 숫자입니다.

목표는 4 개 값 (14, 15, 0, 3)의 데이터 세트가이 코드의 모든 가능한 문제를 식별하는 데 적합한 지 확인하는 것입니다.

또한 읽기 => 테스트 케이스를 실행하기 전에 테스트 데이터를 디자인하기위한 팁

Mutation Testing은이를 어떻게 달성합니까?

가장 먼저, 프로그램의 변형 인 돌연변이를 만듭니다. 돌연변이는 일탈로 작성된 프로그램 일뿐입니다. 자체 시드 오류가 포함되어 있습니다.

예 :

  • 산술 연산자 대체
  • 논리적 커넥터 교체
  • 문 제거
  • 관계형 연산자 대체
  • 절대 값 삽입 등

이러한 대체품은 '변이 연산자.'

예를 보여 드리겠습니다.

돌연변이 # 1 : 관계 연산자바꿔 놓음

1) 읽기 연령
2) 나이가 들면<’
3) 의사 = 일반의 ()
4) 경우 종료

돌연변이 # 2 :

1) 읽기 연령
2) 나이 = 14 인 경우 '=로> 변경'
3) 의사 = 일반의 ()
4) 경우 종료

돌연변이 # 3 :

1) 읽기 연령
2) 나이> = 14 인 경우 '> =로> 바꾸기'
3) 의사 = 일반의 ()
4) 경우 종료

돌연변이 # 4 :

1) 읽기 연령
2) 나이가 들면<=’
3) 의사 = 일반의 ()
4) 경우 종료

돌연변이 # 5 : 진술 제거

1) 읽기 연령
2) 나이 = 14 인 경우
3)‘의사 지정 문 삭제’
4) 경우 종료

돌연변이 # 6 : 절대 값 삽입

1) 읽기 연령
2) 만 14 세 이상인 경우
3) 의사 = Mr.X (절대 값 삽입-X가 소아과 의사라고 가정 해 봅시다)
4) 경우 종료

돌연변이 # 7 : 잘못된 구문

1) 읽기 연령
2) age %% 14 인 경우 (잘못된 구문)
3) 의사 = 일반의 ()
4) 경우 종료

Mutant # 8 : 원래 테스트와 동일한 작업을 수행합니다.

1) 읽기 연령
2) 만 14 세 이상 14 세 이상 '만 14 세 이상'인 경우
3) 의사 = 일반의 ()
4) 경우 종료

일단 모든 돌연변이가 생성됩니다. 그들은 테스트 데이터 세트의 적용을받습니다. 우리의 세트는 14, 15, 0, 13입니다. 데이터 세트가 찾을 돌연변이는 무엇입니까?

아래 표에서 알아보십시오.

(확대 된 이미지를 보려면 이미지를 클릭하십시오)

돌연변이 테스트

보시다시피 데이터 값 14는 돌연변이 2, 3 및 4에 대해 실행될 때 실패를 찾습니다. 또는 14는 돌연변이 2, 3 및 4를 죽입니다. 그러나 1, 6 및 8에 대해서는 효과가 없습니다.

데이터 세트가 모든 돌연변이를 죽이면 효과적입니다. 그렇지 않으면 더 많거나 더 나은 테스트 데이터를 포함하십시오. 데이터 세트의 각 값이 모든 돌연변이를 죽일 필요는 없습니다. 하지만 함께라면 모두 죽여야합니다.예를 들면 :14는 2, 3, 4를 죽입니다. 15는 1, 2, 4를 죽입니다.

5, 7, 8은 어떻습니까?

돌연변이 # 5 – 제공 한 데이터 값에 관계없이 실패하는 프로그램 인스턴스입니다. 유효한 값과 유효하지 않은 값 모두에 대해 프로그래밍을 수행하지 않기 때문입니다.

돌연변이 # 7 - 컴파일 오류가됩니다. 또는 스크립팅 언어의 경우 실행을 방해하는 오류입니다.

돌연변이 # 8 - 메인 프로그램과 동일합니다.

보시다시피 위의 돌연변이는 전혀 유용하지 않습니다.

따라서 피해야 할 돌연변이는 다음과 같습니다.

  • 구문 상 부정확 한 / 'Still-Born'돌연변이. : 문법적으로 올바른 돌연변이 만 필요합니다.예:돌연변이 7
  • 동등한 돌연변이 : 원래 프로그램과 똑같은 일을하는 것.예:돌연변이 8.
  • 사소한 돌연변이 : 모든 데이터 세트에 의해 죽일 수 있습니다.예:돌연변이 5

참고 사항

  • 작은 프로그램의 경우에도 돌연변이의 수는 많을 수 있습니다. 유한 한 숫자이지만 여전히 매우 큽니다. 이로 인해 일반적으로 돌연변이의 하위 집합이 사용됩니다. 돌연변이를 무작위로 선택하는 것이 일반적입니다.
  • 위에 나열된 돌연변이 연산자는 완전한 목록이 아닙니다. 다른 많은 변형이있을 수 있습니다. 이해하기 쉽도록 개념을 지나치게 단순화했습니다.
  • 변형 연산자는 프로그래밍 언어, 디자인 및 응용 프로그램 사양에 따라 다릅니다.
  • 테스트가 끝날 때 일부 돌연변이가 살아있는 경우. 이는 유효하지 않은 돌연변이 (예 : 5, 7, 8)이거나 데이터 세트가 부적절 함을 의미합니다. 나중의 경우 돌아가서 변경하십시오.
  • Mutation Test는 구조적, 화이트 박스 및 단위 테스트 방법입니다. 결함 주입 또는 결함 시딩을 사용하여 돌연변이를 생성합니다.
  • 단위가 많다 테스트 프레임 워크 자동 돌연변이 테스트를 지원하는 도구. 그들 중 일부는 다음과 같습니다.
    • JUnit의 광대.
    • Python 용 Pester
    • Eclipse 용 MuClipse 등

이렇게 많은 노력이 필요하다면 대량의 코드 샘플을 테스트해야 할 때 어떤 일이 일어날 것이라고 생각하십니까?

돌연변이 테스트는 다음 두 가지에 의존합니다.

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  • 유능한 프로그래머 가정 : 프로그래머가 작은 코드를 작성하고 테스트 할 수있는 능력이 있다면 더 큰 프로그램도 작성하는 데 능숙 할 것입니다.
  • 결합 효과 가정 : 2 개의 유닛이 결합되어 프로그램을 구성하고 각각이 그 자체로 좋다면 그 조합도 좋을 것입니다.

그래서, 가장 작은 코드 단위에 초점을 맞추고 돌연변이 테스트를 더 큰 프로그램으로 확장하는 프로그래머의 기술을 믿습니다.

결론

이 튜토리얼에서는 예제를 통해이 테스트를 수행하기위한 Mutation 테스트 정의, 유형 및 단계를 자세히 다뤘습니다. 이 흥미로운 테스트 기법 인 Mutation Testing을 읽고 배우 셨기를 바랍니다.

저자 정보 : 이 기사는 STH 팀원 Swati S가 작성했습니다.

아래에 귀하의 의견, 질문 및 생각을 공유하십시오.

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