测试用例生成技术的专利技术综述

测试用例生成技术的专利技术综述

贾超

国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心天津300000

摘要：测试用例（TestCase）是为某个特殊目标而编制的一组测试输入、执行条件以及预期结果，以便测试某个程序路径或核实是否满足某个特定需求，随着信息时代的发展，以及软件产品的增长，测试用例生成领域逐渐成为热门研究领域。本文分析了测试用例生成领域的专利文献，对申请量和申请人分布情况进行了分析。

1、概述

1.1测试用例是软件测试的核心

软件测试的重要性是毋庸置疑的。但如何以最少的人力、资源投入，在最短的时间内完成测试，发现软件系统的缺陷，保证软件的优良品质，则是软件公司探索和追求的目标。每个软件产品或软件开发项目都需要有一套优秀的测试方案和测试方法。

影响软件测试的因素很多，例如软件本身的复杂程度、开发人员（包括分析、设计、编程和测试的人员）的素质、测试方法和技术的运用等等。因为有些因素是客观存在的，无法避免。如何保障软件测试质量的稳定？有了测试用例，无论是谁来测试，参照测试用例实施，都能保障测试的质量。可以把人为因素的影响减少到最小。即便最初的测试用例考虑不周全，随着测试的进行和软件版本更新，也将日趋完善。

因此测试用例的设计和编制是软件测试活动中最重要的。测试用例是测试工作的指导，是软件测试的必须遵守的准则。更是软件测试质量稳定的根本保障。

2、专利分析

2.1检索范围

本文对相关内容的国内外专利进行了检索，即在中国专利文摘数据库（CNABS）和世界专利文摘库（SIPOABS）中，对测试用例生成领域相关且已经收录并公开的专利文献进行了检索，筛选从1975年1月1日至2016年12月31日的国内外专利申请，得到以下结果。

2.2专利申请年度分布情况

经过检索发现，全球范围内关于测试用例生成的专利申请共计2203项，其中向中国专利局提交的国内申请为894项。国外从1975年开始出现测试用例生成相关的专利申请，到1994年以前，世界范围内测试用例生成的专利申请处于起步阶段，专利申请量处于较低水平，从1995年开始，测试用例生成技术开始发展，到了21世纪，进入了高速发展时期，全球范围申请量开始大幅增加，仅在2008-2009年存在小幅回落，2010年后迅速攀升，在2012-2013年又有小幅回落，在2015-2016年专利申请数量下降，这是由于部分申请尚未公开，其整体申请量呈上升趋势。

测试用例生成技术的发展在国内和国外并不同步，中国1998年才出现相关的专利申请，以PCT申请为主，之后从1999-2002年均没有相关专利的申请，可以看出，在中国，测试用例生成技术起步较晚，直到2003年专利申请量都处于较低水平，从2004年开始，中国的相关技术的专利申请逐渐提高，测试用例生成技术开始在国内崭露头角，其代表就是华为和中兴。从2005年开始，国内的专利申请量开始大幅提升，国内测试用例生成专利申请量在该领域全球范围内的专利申请量中所占的比重逐渐提高。

对该种现象出现的原因进行分析：上述申请量演变趋势与早期西方发达国家技术较先进，而中国经济在步入二十一世纪以来互联网及软件行业发展迅速、科技行业逐渐发展繁荣的大背景是分不开的；另外，该领域国内外申请量的此消彼长还可能是因为生成测试用例当前可采用的技术手段较少，除了针对算法改进以外以及手动改自动，以及增大测试用例的覆盖面外，其他方面的改进切入点不多，国外的研究已经趋于成熟完善，或其研究致力于使测试更加自动化。中国的申请量逐年增多一方面反映出随着社会的发展，每年软件产品的爆炸式增长，对软件产品的测试离不开完善的测试用例，测试用例生成技术在国内正处于研究的热门阶段，另一方面反映出该领域的研究在国内日益受到重视，专利布局日趋严密和完善。

2.3专利申请地域分布状况

专利申请的地域分布可以反映出各个国家/地区的本领域的专利技术实力和市场应用情况。

从申请的地域分布看，测试用例生成技术领域的全球专利申请的国别/地区分布呈现相对集中的趋势，排名前两位的申请国家/地区共占据了专利申请总量的78%，中国为该领域最大的申请来源国，占全部申请量的41%，美国其次，占全部申请量的37%；此外，日本、国际局、韩国的申请量紧随其后，分别为6%、5%、4%，是测试用例生成技术研究的活跃地区，这与上述国家/地区聚集了全球主要的互联网、软件相关企业是分不开的。我国在其中所占比重较大，反映出了随着互联网、软件技术的广泛普及和发展，我国对于软件测试中的测试用例生成相关技术的重视。

2.4专利申请人分布状况分析

排名前十九位的申请人分别来自美国、日本、中国、韩国和德国，这与全球申请总量中各国申请人分布基本一致，美国和中国和日本的企业占据了申请量的前三位，其中申请量第一的为IBM公司，该公司是全球最大额信息技术和业务解决方案公司，其为多平台应用提供自动化测试解决方案，包括回归测试、集成测试、性能测试和可扩展测试，然而进行测试时离不开测试用例；另外，富士通、日立、东芝等日本企业，由于都涉软件产品及软件测试行业，因而在测试用例生成方面也都有较突出的申请量和贡献；来自中国的通信行业的巨头中兴、华为，以及互联网巨头腾讯、阿里巴巴也为此提出了数量可观的专利申请，可以想象上述公司也都涉及软件产品及系统的开发，因此，其必然在测试用例生成方面也都有相应的贡献。

全球范围内主要申请人前二十位中还有中国申请人南京大学、北京邮电大学以及北京航空航天大学，并拥有较大申请量，随着国内互联网软件技术的兴起，国内申请人在互联网软件的研究也逐渐深入，伴随着的，相应的测试用例生成方法的研究也不断进步，申请人不仅仅在于企业，国内的高校在该领域也做出了较大的贡献，南京大学从2008年开始提交测试用例相关的专利申请，主要研究重点在于生成测试用例方面的改进。

国内申请量排名前十位的申请人以企业为主，占据64%，走在了测试用例生成领域的前列；随着互联网、信息安全、版权保护等技术的发展，其也成为了高校科研的热门研究领域，以南京大学、北京邮电大学以及北京航空航天大学为首，高校的研究以算法改进为主，表明测试用例生成不仅仅停留在实际商业应用上，在算法改进的科研方面也存在较高的价值，发明专利申请占比97.2%，实用新型专利申请占比2.8%，没有外观设计专利申请，这是因为测试用例生成领域主要为方法的改进，且申请人主要为高校、公司，技术门槛较高，从而导致申请主要为发明专利申请。

3、发展前景预测与总结

测试用例生成技术为当前国内热门研究领域，由于软件产品测试的需要，测试用例生成技术仍然是当前主要研究方向并具有巨大发展潜力。在今后的发展中，预计测试用例生成技术会本着自动化、提高覆盖面、节省人力、提高针对性的方向继续优化，使相应的软件产品更加安全稳定。

在分析整理测试用例生成领域申请情况、梳理测试用例生成领域的发展概况并明晰发展趋势后，有助于在以后的审查过程中快速理解申请的技术方案和发明构思，提高检索效率，做到高效准确审查。