完整路径在本文中被定义为从程序入口到某个待测功能点程序经过的路径,与传统软件测试的路径相比存在约束条件复杂、约束规模较大的特点。面向完整路径的测试用例自动生成技术是软件测试中一个尤为重要的基本问题,在软件测试中有重要作用。目前该技术主要是通过符号执行等路径覆盖技术获取路径上的约束条件,求解约束条件,生成覆盖该路径的测试用例。然而,完整路径上的约束条件的复杂度会随着程序规模的增加而急剧增长,导致该技术存在约束求解难度大、测试用例生成效率低等诸多问题。针对上述问题,本文提出若干相关技术,旨在提高测试用例自动生成效率。本文的研究内容主要包括以下部分:第一部分基于路径约束中约束条件的相关性,研究了路径约束化简技术,降低路径约束的复杂度。在求解路径约束时,路径约束中约束表达式的数量是影响路径约束求解效率的一个重要因素。在测试用例生成过程中,路径约束中的约束条件之间往往不是独立的,因此路径约束中可能存在冗余的约束条件。本文通过相关方法检测并剔除路径约束中冗余的约束条件,减小路径约束的规模。通过设计实验对比化简前后的路径约束的规模和求解时间来验证路径约束化简技术的有效性。实验表明,路径约束化简技术能够剔除路径约束中的冗余约束,提高测试用例生成效率。同时,随着路径约束复杂度的增加,路径约束化简技术呈现出更显著的效果。第二部分是基于约束段相关性的路径约束分段技术和基于约束段复杂度的约束段排序技术,通过对路径约束进行划分和排序,实现“大而化小”,降低约束求解难度。根据实验统计,在求解路径约束时,随着路径约束中约束条件数量的增加,求解时间呈非线性增长的趋势。针对这一现象,本文研究了约束分段技术,对路径约束按照一定策略进行分段,分成多个由规模较小的约束段,迭代求解各个约束段,优化了求解时间随约束条件数量的增长曲线。同时,在迭代求解各个约束段的实验中,作者发现求解约束段的顺序对求解效率有较大影响。因此,论文定义并量化约束段的复杂度,并且设计了基于约束段复杂度的约束段排序策略,以接近最优的顺序迭代求解各个约束段。通过将路径约束分段技术和约束段排序技术引入到功能测试系统(Function Test System,FTS)中对实际工程进行测试,并统计测试用例生成时间,证明该技术对提高路径约束求解和测试用例自动生成效率有着显著效果。作者基于功能测试系统(Function Test System,FTS)开发和实现上述相关技术,验证本文研究内容的可行性,同时重构和优化FTS现有测试用例自动生成框架。实验表明,本文的研究内容具备可行性,能有效提高FTS的测试用例生成效率。