24、人工智能在软件测试中的应用：从单元测试到系统测试

人工智能在软件测试中的应用：从单元测试到系统测试

在软件开发过程中，测试是确保软件质量的关键环节。单元测试和系统测试是两种重要的测试类型，而人工智能（AI）技术在这两种测试中都展现出了巨大的应用潜力。

1. 单元测试中的AI应用

单元测试是对软件中最小可独立测试的代码段（通常是一个类）进行测试的实践。传统的单元测试创建过程耗时且费力，包含许多重复的手动操作。而AI技术可以在多个方面为单元测试提供自动化支持。

1.1 多样化测试用例生成

为特定的被测类生成多样化的测试用例是提高测试效果的重要手段。研究表明，聚焦于多样性的测试技术在选择少量测试用例时表现出色。然而，应用AI寻找多样化测试套件的关键问题是如何量化多样性。我们可以从多个维度衡量测试用例的差异，如长度、调用的系统方法、提供的输入等。信息论中的通用指标是一种通用的解决方案，无论数据类型、长度或测试用例的具体情况如何，都能使用。例如，基于压缩的指标在量化测试用例多样性方面非常有用，实验显示，由更多样化测试用例组成的测试集具有更好的覆盖率，能发现更多的故障。

不过，这些方法在计算上可能成本较高，需要考虑大量的测试用例和集合才能找到最具多样性的测试用例。后续的研究提出了加速多样性计算的方法，如使用局部敏感哈希来加速计算，以及将所有测试用例的成对距离值作为降维算法的输入，为软件工程师提供工业测试套件的二维可视化“地图”。

下面是一个简单的流程说明：
- 收集所有可能的测试用例。
- 选择合适的多样性量化指标（如基于压缩的指标）。
- 计算每个测试用例之间的差异。
- 根据计算结果选择最具多样性的测试用例集合。