离散粒子群优化在覆盖阵列生成中的应用

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"这篇研究论文探讨了使用离散粒子群优化(Discrete Particle Swarm Optimization, DPSO)技术来解决覆盖阵列生成问题。" 在软件工程领域,软件的行为往往受到多种因素的影响,组合测试(Combinatorial Testing, CT)旨在通过生成少量测试用例来发现这些因素及其交互作用可能导致的缺陷。覆盖阵列生成是CT中的一个核心问题,它是一个离散优化问题,目标是找出最小规模的测试用例集,以确保所有可能的因子组合至少出现一次。这有助于提高测试覆盖率,减少潜在的软件缺陷。 粒子群优化(PSO)是一种基于演化搜索的启发式算法,已被证明在生成具有竞争力规模的覆盖阵列方面非常有效。然而,当前的PSO方法在处理离散搜索空间时,通常直接将粒子的位置四舍五入到整数,这种方法可能无法充分利用PSO的潜力。此外,对于覆盖阵列生成问题,如何有效地设置PSO的参数也缺乏明确的指导原则。 论文中,作者扩展了一种现有的离散PSO方法——集合基PSO(Set-based PSO),将其应用于覆盖阵列生成。为了改进这种方法,他们引入了两种辅助策略:粒子重新初始化和邻域探索。粒子重新初始化策略旨在避免算法陷入局部最优,通过在搜索过程中适时重置粒子的位置来保持种群多样性。邻域探索策略则利用了局部搜索能力,帮助粒子在搜索空间中更有效地移动,寻找更好的解决方案。 实验结果表明,提出的DPSO扩展方法在覆盖阵列生成任务上优于标准的离散PSO和其他比较算法,尤其是在处理大尺寸和高维度的覆盖阵列问题时。此外,论文还提供了关于如何为覆盖阵列生成问题设置PSO参数的见解,这对于实际应用和未来的研究具有重要的参考价值。 这篇论文为软件测试领域的组合测试提供了一个新的优化工具,通过改进的离散粒子群优化算法提高了覆盖阵列的生成效率,有助于更有效地揭露软件中的潜在缺陷。