传统测试中通过对比程序的输出结果与预期结果是否一致,来判断此次测试中是否发现了错误。但当一个待测程序的输入与输出关系很复杂时,将难以为待测程序构造预期输出。这即是软件测试中的Oracle问题。蜕变测试通过验证多个测试用例及其输出是否满足蜕变关系来判断程序中是否存在错误,从而缓解了测试中的预言问题。蜕变关系是蜕变测试的核心。为了确保蜕变测试的有效性,在蜕变测试中会构造出大量的蜕变关系。若所有的蜕变关系都用于测试将严重影响蜕变测试的效率,因此需要对蜕变关系进行优化,选择少量高效的蜕变关系用于测试。蜕变关系优化的前提是对蜕变关系进行衡量,现有的错误发现率和变异分数主要用来衡量单个蜕变关系的检错效率,忽略了蜕变关系检错之间的差异性。本文主要研究了数值程序蜕变关系的构造方法,蜕变关系的优化及与之相关的蜕变关系差异性度量问题。在蜕变关系构造方面,改进了基于等价类划分的蜕变关系构造方法、提出了基于Oracle的蜕变关系构造方法和基于函数性质的蜕变关系构造方法。实验结果表明该方法在保证蜕变测试有效性的同时可降低蜕变关系构造的复杂度。在蜕变关系优化方面,为了衡量蜕变关系的差异性本文提出了两种蜕变关系衡量标准:一种是基于杰卡德距离的蜕变关系差异性度量;另一种是基于欧式距离的蜕变关系差异性度量。实验结果表明两种方法都可以有效的衡量蜕变关系检错之间的差异性,且基于杰卡德距离的蜕变关系差异性度量比基于欧式距离的蜕变关系差异性度量更为直观。本文基于杰卡德距离的蜕变关系差异性度量标准对蜕变关系进行优化,实验结果表明据此筛选出的蜕变关系可有效的降低检错之间的重复率,同时可使用基于杰卡德距离的蜕变关系差异性度量标准进行蜕变关系的复合。