第11講軟件測(cè)試技術(shù)-白盒測(cè)試

一單元測(cè)試

單元測(cè)試集中檢測(cè)軟件設(shè)計(jì)的最小單元——模塊。通常，單元測(cè)試和編碼屬于軟件過(guò)程的同一個(gè)階段。在編寫(xiě)出源程序代碼并通過(guò)了編譯程序的語(yǔ)法檢查之后，就可以用詳細(xì)設(shè)計(jì)描述作指南，對(duì)重要的執(zhí)行通路進(jìn)行測(cè)試，以便發(fā)現(xiàn)模塊內(nèi)部的錯(cuò)誤?？梢詰?yīng)用人工測(cè)試和計(jì)算機(jī)測(cè)試這樣兩種不同類(lèi)型的測(cè)試方法，完成單元測(cè)試工作。這兩種測(cè)試方法各有所長(zhǎng)，互相補(bǔ)充。通常，單元測(cè)試主要使用白盒測(cè)試技術(shù)，而且對(duì)多個(gè)模塊的測(cè)試可以并行地進(jìn)行。

單元測(cè)試重點(diǎn)1.模塊接口

首先應(yīng)該對(duì)通過(guò)模塊接口的數(shù)據(jù)流進(jìn)行測(cè)試，如果數(shù)據(jù)不能正確地進(jìn)出，所有其他測(cè)試都是不切實(shí)際的。在對(duì)模塊接口進(jìn)行測(cè)試時(shí)主要檢查下述幾個(gè)方面：參數(shù)的數(shù)目、次序、屬性或單位與變?cè)欠褚恢?；是否修改了只作輸入用的變?cè)?；全局變量的定義和用法在各個(gè)模塊中是否一致。單元測(cè)試重點(diǎn)2.局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

應(yīng)該仔細(xì)設(shè)計(jì)測(cè)試方案，以便發(fā)現(xiàn)局部數(shù)據(jù)說(shuō)明、初始化、默認(rèn)值等方面的錯(cuò)誤。

3.重要的執(zhí)行通路由于通常不可能進(jìn)行窮盡測(cè)試，因此，在單元測(cè)試期間選擇最有代表性、最可能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的執(zhí)行通路進(jìn)行測(cè)試就是十分關(guān)鍵的。應(yīng)該設(shè)計(jì)測(cè)試方案用來(lái)發(fā)現(xiàn)由于錯(cuò)誤的計(jì)算、不正確的比較或不適當(dāng)?shù)目刂屏鞫斐傻腻e(cuò)誤。單元測(cè)試重點(diǎn)4.出錯(cuò)處理通路好的設(shè)計(jì)應(yīng)該能預(yù)見(jiàn)出現(xiàn)錯(cuò)誤的條件，并且設(shè)置適當(dāng)?shù)奶幚礤e(cuò)誤的通路，以便在真的出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的出錯(cuò)處理通路或干凈地結(jié)束處理。不僅應(yīng)該在程序中包含出錯(cuò)處理通路，而且應(yīng)該認(rèn)真測(cè)試這種通路。當(dāng)評(píng)價(jià)出錯(cuò)處理通路時(shí)，應(yīng)該著重測(cè)試下述一些可能發(fā)生的錯(cuò)誤：(1)對(duì)錯(cuò)誤的描述是難以理解的；(2)記下的錯(cuò)誤與實(shí)際遇到的錯(cuò)誤不同；(3)在對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行處理之前，錯(cuò)誤條件已經(jīng)引起系統(tǒng)干預(yù)；(4)對(duì)錯(cuò)誤的處理不正確；(5)描述錯(cuò)誤的信息不足以幫助確定造成錯(cuò)誤的位置。代碼審查人工測(cè)試源程序可以先由編寫(xiě)者本人非正式地進(jìn)行，然后由審查小組正式進(jìn)行。后者稱(chēng)為代碼審查，它是一種非常有效的程序驗(yàn)證技術(shù)，對(duì)于典型的程序來(lái)說(shuō)，可以查出30%～70%

的邏輯設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和編碼錯(cuò)誤。代碼審查審查小組最好由下述4人組成：(1)組長(zhǎng)，應(yīng)該是一個(gè)很有能力的程序員，而且沒(méi)有直接參與這項(xiàng)工程；(2)程序的設(shè)計(jì)者；(3)程序的編寫(xiě)者；(4)程序的測(cè)試者。(5)其他人員代碼審查審查之前，小組成員應(yīng)該先研究設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，力求理解這個(gè)設(shè)計(jì)。為了幫助理解，可以先由設(shè)計(jì)者扼要地介紹他的設(shè)計(jì)。在審查會(huì)上由程序的編寫(xiě)者解釋他是怎樣用程序代碼實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)的，通常是逐個(gè)語(yǔ)句地講述程序的邏輯，小組其他成員仔細(xì)傾聽(tīng)他的講解，并力圖發(fā)現(xiàn)其中的錯(cuò)誤。審查會(huì)上進(jìn)行的另外一項(xiàng)工作，是對(duì)照類(lèi)似于上一小節(jié)中介紹的程序設(shè)計(jì)常見(jiàn)錯(cuò)誤清單，分析審查這個(gè)程序。當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)由組長(zhǎng)記錄下，審查會(huì)繼續(xù)進(jìn)行(審查小組的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而不是改正錯(cuò)誤)。運(yùn)行測(cè)試模塊并不是一個(gè)獨(dú)立的程序，因此必須為每個(gè)單元測(cè)試開(kāi)發(fā)”驅(qū)動(dòng)模塊”和(或)“樁模塊”(存根模塊)。通常驅(qū)動(dòng)程序也就是一個(gè)“主程序”，它接收測(cè)試數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)傳送給被測(cè)試的模塊，并且印出有關(guān)的結(jié)果。存根程序代替被測(cè)試的模塊所調(diào)用的模塊。因此存根程序也可以稱(chēng)為“虛擬子程序”。它使用被它代替的模塊的接口，可能做最少量的數(shù)據(jù)操作，印出對(duì)入口的檢驗(yàn)或操作結(jié)果，并且把控制歸還給調(diào)用它的模。Ⅱ.TESTDRIVER(*測(cè)試正文編輯模塊用的驅(qū)動(dòng)程序*)說(shuō)明長(zhǎng)度為2500個(gè)字符的一個(gè)緩沖區(qū)；把CFUNCT置為希望測(cè)試的狀態(tài)；輸入字符串；調(diào)用正文編輯模塊停止或再次初啟；ENDTESTDRIVERⅠ.TESTSTUB(*測(cè)試正文編輯模塊用的存根程序*)初始化；輸出信息“進(jìn)入了正文編輯程序”；輸出“輸入的控制信息是”CFUNCT；輸出緩沖區(qū)中的字符串；IFCFUNCT=CHANGETHEN把緩沖區(qū)中第二個(gè)字改為***ELSE在緩沖區(qū)的尾部加???ENDIF；輸出緩沖區(qū)中的新字符串；ENDTESTSTUB二集成測(cè)試

集成測(cè)試是測(cè)試和組裝軟件的系統(tǒng)化技術(shù).例如，數(shù)據(jù)穿過(guò)接口時(shí)可能丟失；一個(gè)模塊對(duì)另一個(gè)模塊可能由于疏忽而造成有害影響；把子功能組合起來(lái)可能不產(chǎn)生預(yù)期的主功能；個(gè)別看來(lái)是可以接受的誤差可能積累到不能接受的程度；全程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能有問(wèn)題等等。不幸的是，可能發(fā)生的接口問(wèn)題多得不勝枚舉。

集成測(cè)試由模塊組裝成程序時(shí)有兩種方法。一種方法是先分別測(cè)試每個(gè)模塊，再把所有模塊按設(shè)計(jì)要求放在一起結(jié)合成所要的程序，這種方法稱(chēng)為非漸增式測(cè)試方法；另一種方法是把下一個(gè)要測(cè)試的模塊同已經(jīng)測(cè)試好的那些模塊結(jié)合起來(lái)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試完以后再把下一個(gè)應(yīng)該測(cè)試的模塊結(jié)合進(jìn)來(lái)測(cè)試。這種每次增加一個(gè)模塊的方法稱(chēng)為漸增式測(cè)試，集成測(cè)試非漸增式測(cè)試一下子把所有模塊放在一起，并把龐大的程序作為一個(gè)整體來(lái)測(cè)試，測(cè)試者面對(duì)的情況十分復(fù)雜。測(cè)試時(shí)會(huì)遇到許許多多的錯(cuò)誤，改正錯(cuò)誤更是極端困難，因?yàn)樵邶嫶蟮某绦蛑邢胍\斷定位一個(gè)錯(cuò)誤是非常困難的。而且一旦改正一個(gè)錯(cuò)誤之后，馬上又會(huì)遇到新的錯(cuò)誤，這個(gè)過(guò)程將繼續(xù)下去，看起來(lái)好像永遠(yuǎn)也沒(méi)有盡頭。漸增式測(cè)試與“一步到位”的非漸增式測(cè)試相反，它把程序劃分成小段來(lái)構(gòu)造和測(cè)試，在這個(gè)過(guò)程中比較容易定位和改正錯(cuò)誤；對(duì)接口可以進(jìn)行更徹底的測(cè)試；可以使用系統(tǒng)化的測(cè)試方法。因此，目前在進(jìn)行集成測(cè)試時(shí)普遍采用漸增式測(cè)試方法。漸增方式集成測(cè)試自頂向下集成自底向上集成回歸測(cè)試

任何成功的測(cè)試都會(huì)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且錯(cuò)誤必須被改正。每當(dāng)改正軟件錯(cuò)誤的時(shí)候，軟件配置的某些成分（程序、文檔或數(shù)據(jù)）也被修改了。回歸測(cè)試就是用于保證由于調(diào)試或其他原因引起的變化，不會(huì)導(dǎo)致非預(yù)期的軟件行為或額外錯(cuò)誤的測(cè)試活動(dòng)?；貧w測(cè)試可以通過(guò)重新執(zhí)行全部測(cè)試用例的一個(gè)子集進(jìn)行回歸測(cè)試用例集

回歸測(cè)試集（已執(zhí)行過(guò)的測(cè)試用例的子集）包括下述3類(lèi)不同的測(cè)試用例：（1）檢測(cè)軟件全部功能的代表性測(cè)試用例；（2）專(zhuān)門(mén)針對(duì)可能受修改影響的軟件功能的附加測(cè)試；（3）針對(duì)被修改過(guò)的軟件成分的測(cè)試。在集成測(cè)試過(guò)程中，回歸測(cè)試用例的數(shù)量可能變得非常大。因此，應(yīng)該把回歸測(cè)試集設(shè)計(jì)成只包括可以檢測(cè)程序每個(gè)主要功能中的一類(lèi)或多類(lèi)錯(cuò)誤的那樣一些測(cè)試用例。一旦修改了軟件之后就重新執(zhí)行檢測(cè)程序每個(gè)功能的全部測(cè)試用例，是低效而且不切實(shí)際的。三確認(rèn)測(cè)試

確認(rèn)測(cè)試也稱(chēng)為驗(yàn)收測(cè)試，它的目標(biāo)是驗(yàn)證軟件的有效性。確認(rèn)（validation）和驗(yàn)證（verification）通常，驗(yàn)證指的是保證軟件正確地實(shí)現(xiàn)了某個(gè)特定要求的一系列活動(dòng)，而確認(rèn)指的是為了保證軟件確實(shí)滿(mǎn)足了用戶(hù)需求而進(jìn)行的一系列活動(dòng)。確認(rèn)測(cè)試的范圍確認(rèn)測(cè)試必須有用戶(hù)積極參與，或者以用戶(hù)為主進(jìn)行。用戶(hù)應(yīng)該參與設(shè)計(jì)測(cè)試方案，使用用戶(hù)界面輸入測(cè)試數(shù)據(jù)并且分析評(píng)價(jià)測(cè)試的輸出結(jié)果。為了使得用戶(hù)能夠積極主動(dòng)地參與確認(rèn)測(cè)試，特別是為了使用戶(hù)能有效地使用這個(gè)系統(tǒng)，通常在驗(yàn)收之前由開(kāi)發(fā)單位對(duì)用戶(hù)進(jìn)行培訓(xùn)。確認(rèn)測(cè)試通常使用黑盒測(cè)試法。應(yīng)該仔細(xì)設(shè)計(jì)測(cè)試計(jì)劃和測(cè)試過(guò)程，測(cè)試計(jì)劃包括要進(jìn)行的測(cè)試的種類(lèi)及進(jìn)度安排，測(cè)試過(guò)程規(guī)定了用來(lái)檢測(cè)軟件是否與需求一致的測(cè)試方案。通過(guò)測(cè)試和調(diào)試要保證軟件能滿(mǎn)足所有功能要求，能達(dá)到每個(gè)性能要求，文檔資料是準(zhǔn)確而完整的，此外，還應(yīng)該保證軟件能滿(mǎn)足其他預(yù)定的要求（例如，安全性、可移植性、兼容性和可維護(hù)性等）。確認(rèn)測(cè)試確認(rèn)測(cè)試有下述兩種可能的結(jié)果：（1）功能和性能與用戶(hù)要求一致，軟件是可以接受的；（2）功能和性能與用戶(hù)要求有差距。在這個(gè)階段發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題往往和需求分析階段的差錯(cuò)有關(guān)，涉及的面通常比較廣，因此解決起來(lái)也比較困難。為了制定解決確認(rèn)測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的軟件缺陷或錯(cuò)誤的策略，通常需要和用戶(hù)充分協(xié)商。軟件配置復(fù)查確認(rèn)測(cè)試的一個(gè)重要內(nèi)容是復(fù)查軟件配置。復(fù)查的目的是保證軟件配置的所有成分都齊全，質(zhì)量符合要求，文檔與程序完全一致，具有完成軟件維護(hù)所必需的細(xì)節(jié)，而且已經(jīng)編好目錄。除了按合同規(guī)定的內(nèi)容和要求，由人工審查軟件配置之外，在確認(rèn)測(cè)試過(guò)程中還應(yīng)該嚴(yán)格遵循用戶(hù)指南及其他操作程序，以便檢驗(yàn)這些使用手冊(cè)的完整性和正確性。必須仔細(xì)記錄發(fā)現(xiàn)的遺漏或錯(cuò)誤，并且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充和改正。Alpha和Beta測(cè)試

如果一個(gè)軟件是為許多客戶(hù)開(kāi)發(fā)的（例如，向大眾公開(kāi)出售的盒裝軟件產(chǎn)品），那么，讓每個(gè)客戶(hù)都進(jìn)行正式的驗(yàn)收測(cè)試是不現(xiàn)實(shí)的。在這種情況下，絕大多數(shù)軟件開(kāi)發(fā)商都使用被稱(chēng)為Alpha測(cè)試和Beta測(cè)試的過(guò)程，來(lái)發(fā)現(xiàn)那些看起來(lái)只有最終用戶(hù)才能發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。Alpha測(cè)試由用戶(hù)在開(kāi)發(fā)者的場(chǎng)所進(jìn)行，并且在開(kāi)發(fā)者對(duì)用戶(hù)的“指導(dǎo)”下進(jìn)行測(cè)試。開(kāi)發(fā)者負(fù)責(zé)記錄發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤和使用中遇到的問(wèn)題?？傊珹lpha測(cè)試是在受控的環(huán)境中進(jìn)行的。Beta測(cè)試由軟件的最終用戶(hù)們?cè)谝粋€(gè)或多個(gè)客戶(hù)場(chǎng)所進(jìn)行。與Alpha測(cè)試不同，開(kāi)發(fā)者通常不在Beta測(cè)試的現(xiàn)場(chǎng)，因此，Beta測(cè)試是軟件在開(kāi)發(fā)者不能控制的環(huán)境中的“真實(shí)”應(yīng)用。用戶(hù)記錄在Beta測(cè)試過(guò)程中遇到的一切問(wèn)題（真實(shí)的或想像的），并且定期把這些問(wèn)題報(bào)告給開(kāi)發(fā)者。接收到在Beta測(cè)試期間報(bào)告的問(wèn)題之后，開(kāi)發(fā)者對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行必要的修改，并準(zhǔn)備向全體客戶(hù)發(fā)布最終的軟件產(chǎn)品4白盒測(cè)試測(cè)試方案包括具體的測(cè)試目的（例如，預(yù)定要測(cè)試的具體功能），應(yīng)該輸入的測(cè)試數(shù)據(jù)和預(yù)期的結(jié)果(測(cè)試用例)。不同的測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤的能力差別很大，為了提高測(cè)試效率降低測(cè)試成本，應(yīng)該選用高效的測(cè)試數(shù)據(jù)。4邏輯覆蓋

1.語(yǔ)句覆蓋

為了暴露程序中的錯(cuò)誤,至少每個(gè)語(yǔ)句應(yīng)該執(zhí)行一次。為了使每個(gè)語(yǔ)句都執(zhí)行一次，程序的執(zhí)行路徑應(yīng)該是sacbed,為此只需要輸入下面的測(cè)試數(shù)據(jù)：A=2，B=0，X=4如果一個(gè)測(cè)試用例達(dá)不到全覆蓋要求,可設(shè)計(jì)多個(gè),合起來(lái)覆蓋(1,0,0)和(2,-1,4)4邏輯覆蓋

2.判定覆蓋

判定覆蓋又叫分支覆蓋,它的含義是，不僅每個(gè)語(yǔ)句必須至少執(zhí)行一次，而且每個(gè)判定的每種可能的結(jié)果都應(yīng)該至少執(zhí)行一次，也就是每個(gè)判定的每個(gè)分支都至少執(zhí)行一次。判定覆蓋比語(yǔ)句覆蓋強(qiáng)，但是對(duì)程序邏輯的覆蓋程度仍然不高，例如，上面的測(cè)試數(shù)據(jù)只覆蓋了程序全部路徑的一半。4邏輯覆蓋

3.條件覆蓋

條件覆蓋的含義是,不僅每個(gè)語(yǔ)句至少執(zhí)行一次，而且使判定表達(dá)式中的每個(gè)條件都取到各種可能的結(jié)果。條件覆蓋通常比判定覆蓋強(qiáng)，因?yàn)樗古卸ū磉_(dá)式中每個(gè)條件都取到了兩個(gè)不同的結(jié)果，判定覆蓋卻只關(guān)心整個(gè)判定表達(dá)式的值。條件覆蓋不一定包含判定覆蓋4邏輯覆蓋

5.條件組合覆蓋

條件組合覆蓋是更強(qiáng)的邏輯覆蓋標(biāo)準(zhǔn),它要求選取足夠多的測(cè)試數(shù)據(jù)，使得每個(gè)判定表達(dá)式中條件的各種可能組合都至少出現(xiàn)一次。條件組合覆蓋是前述幾種覆蓋標(biāo)準(zhǔn)中最強(qiáng)的。但是，滿(mǎn)足條件組合覆蓋標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試數(shù)據(jù)并不一定能使程序中的每條路徑都執(zhí)行到。4邏輯覆蓋

8.路徑覆蓋路徑覆蓋的含義是，選取足夠多測(cè)試數(shù)據(jù)，使程序的每條可能路徑都至少執(zhí)行一次(如果程序圖中有環(huán)，則要求每個(gè)環(huán)至少經(jīng)過(guò)一次)。5控制結(jié)構(gòu)測(cè)試1.基本路徑測(cè)試

PROCEDUREaverage;/*這個(gè)過(guò)程計(jì)算不超過(guò)100個(gè)在規(guī)定值域內(nèi)的有效數(shù)字的平均值；同時(shí)計(jì)算有效數(shù)字的總和及個(gè)數(shù)。*/INTERFACERETURNSaverage,total.input,total.valid;INTERFACEACCEPTSvalue,minimum,maximum;TYPEvalue［1…100］ISSCALARARRAY;TYPEaverage,total.input,total.valid;minimum,maximum,sumISSCALAR;TYPEiISINTEGER;1:i=1;total.input=total.valid=0;sum=0;2:DOWHILEvalue［i］<>-9993:ANDtotal.input<1004:incrementtotal.inputby1;5:IFvalue［i］>=minimum6:ANDvalue［i］<=maximum7：THENincrementtotal.validby1;sum=sum+value［i］;8:ENDIFincrementiby1;9:ENDDO10:IFtotal.valid>011:THENaverage=sum/total.valid;12:ELSEaverage=-999;13:ENDIFENDaverage5控制結(jié)構(gòu)測(cè)試6條獨(dú)立路徑:(每個(gè)路徑,必須引入新結(jié)點(diǎn))1-2-10-12-131-2-10-11-131-2-3-10-11-131-2-3-4-5-8-9-2..1-2-3-4-5-6-8-9-2..1-2-3-4-5-6-7-6-9-2.