軟件白盒測試技術(shù) 2

1、軟件測試課程 軟件白盒測試 概覽 在本章中，我們將學(xué)習(xí)： 結(jié)構(gòu)性白盒測試概述 程序結(jié)構(gòu)分析 邏輯覆蓋 結(jié)構(gòu)性測試案例 目標(biāo) 完成此課程之后，學(xué)員將具備以下能力： 了解結(jié)構(gòu)性測試的含義 進(jìn)行程序結(jié)構(gòu)分析 使用邏輯覆蓋的方法進(jìn)行白盒測試 了解Devpartner進(jìn)行白盒測試 課程目錄 結(jié)構(gòu)測試結(jié)構(gòu)測試概述概述 程序結(jié)構(gòu)分析 邏輯覆蓋 結(jié)構(gòu)測試案例分析 結(jié)構(gòu)測試工具 結(jié)構(gòu)測試定義 把測試對象看做一個透明的盒子 白盒測試是根據(jù)被測程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計測 試用例并完成測試的一種測試方法 白盒測試或邏輯驅(qū)動測試 基于一個應(yīng)用代碼的內(nèi)部邏輯知識，測試覆 蓋全部代碼、分支、路徑和條件 結(jié)構(gòu)測試特點(diǎn) 可以構(gòu)成測試

2、數(shù)據(jù)使特定程序部分得到 測試 有一定的充分性度量手段 可獲得較多工具支持 通常只用于單元測試 結(jié)構(gòu)測試的方法 靜態(tài)測試方法： 程序結(jié)構(gòu)分析 代碼走查 代碼審查 控制流分析 數(shù)據(jù)流分析 信息流分析 動態(tài)測試方法： 邏輯覆蓋 語句覆蓋 分支覆蓋 條件覆蓋 分支-條件覆蓋 路徑覆蓋 代碼覆蓋率 采用白盒法進(jìn)行測試時，考慮的是測試 用例對程序內(nèi)部邏輯的覆蓋程度 最徹底的白盒法是覆蓋程序中的每一條 路徑，但這往往無法實(shí)現(xiàn) 采用其它一些標(biāo)準(zhǔn)來量度覆蓋的程度， 并希望覆蓋程度盡可能高些 課程目錄 結(jié)構(gòu)測試概述 程序結(jié)構(gòu)分析程序結(jié)構(gòu)分析 邏輯覆蓋 結(jié)構(gòu)測試案例分析 結(jié)構(gòu)測試工具使用 程序結(jié)構(gòu)分析 代碼走查 代

3、碼審查 控制流分析 數(shù)據(jù)流分析 信息流分析 代碼走查 含義 代碼走查是由一組程序和錯誤檢查技術(shù)組成，并以代碼審查組方式 進(jìn)行 人員 組長（有威信的資深程序員擔(dān)任）：負(fù)責(zé)分配資料、安排計劃、主 持會議、記錄并保存被發(fā)現(xiàn)的錯誤 資深程序員 測試人員 程序開發(fā)員（可做會議主持） 重點(diǎn)探討代碼編寫思路：比如算法，基于對象的編程，類設(shè)計。 但是代碼走查非常枯燥，現(xiàn)在變成了關(guān)注于強(qiáng)制代碼標(biāo)準(zhǔn) 代碼審查 內(nèi)容 檢查代碼和設(shè)計的一致性 檢查代碼對標(biāo)準(zhǔn)的遵循、可讀性 檢查代碼的邏輯表達(dá)的正確性 檢查代碼結(jié)構(gòu)的合理性 形成公司積累變成容易出錯的checklist 代碼審查 步驟 準(zhǔn)備 程序閱讀 審查會 跟蹤及報告

4、 控制流分析 非結(jié)構(gòu)化程序會給測試、排錯、和程 序的維護(hù)帶來許多困難 要求寫出的程序結(jié)構(gòu)良好 檢查程序的控制結(jié)構(gòu)成為十分有意義 的工作 程序流程圖 1 3 2 5 控制流圖 1 2 4 3 5 a b c d e f 控制流圖 節(jié)點(diǎn) 標(biāo)有編號的圓圈 程序流程圖中矩形框所表示的處理 菱形表示的兩個甚至多個出口判斷 多條流線相交的匯合點(diǎn) 控制流圖 控制流線或弧 箭頭 與程序流程圖中的流線一致，表明了控制的 順序 控制流線通常標(biāo)有名字 控制流圖矩陣 12345 1 2 3 4 5 控制流圖矩陣 便于機(jī)器表示和處理控制流圖 連接弧的節(jié)點(diǎn)的號碼決定了矩陣中元素 的位置 注意控制流的方向（行-列） 兩個節(jié)

5、點(diǎn)沒有弧線，所對應(yīng)的位置也就 沒有元素 程序結(jié)構(gòu)的基本要求 寫出的程序不應(yīng)包含： 轉(zhuǎn)向并不存在的標(biāo)號 沒有用的語句標(biāo)號 從程序入口進(jìn)入后無法達(dá)到的語句 不能達(dá)到停機(jī)語句的語句 目前對這四種情況的檢測主要通過編譯器和程序分 析工具來實(shí)現(xiàn)。 可以利用控制流圖分析出來，是否存在以上情況。 例如：1-2-3、4-4-5（結(jié)束） 數(shù)據(jù)流分析 查找引用未定義變量等程序錯誤 查找對以前未曾使用的變量再次賦值等 數(shù)據(jù)流異常的情況 常見的錯誤表現(xiàn)形式 錯拼名字 名字混淆 語句丟失 數(shù)據(jù)流 如果程序中某一語句執(zhí)行時能改變某程 序變量V的值，則稱V被該語句定義 如果一語句的執(zhí)行引用了內(nèi)存中變量V的 值，則稱V被該語

6、句引用 例如： X=Y+Z;-X被定義，Y和Z被引用 if YZ then return;-Y和Z被引用 控制流圖與數(shù)據(jù)流表 1 2 3 410 6 7 5 8 9 11 Z的 值被 送給 外部 環(huán)境 例如：假定某 個變量的值在 使用以前被錯 誤的改寫了（ 對輸出沒有任 何作用），這 個語句就會被 發(fā)現(xiàn) 信息流分析 通過對輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、語句之間的關(guān) 系的分析來檢查程序錯誤 信息流分析用來分析，是否存在無用的語句。 整除算法例子 輸入：in_m是被除數(shù)，in_n是除數(shù) 輸出：out_q是商，out_r是余數(shù) 整除算法例子 n out_q = 0; n out_r = in_m; n Whi

7、le(out_r = in_n) n out_q +; n out_r = out_r in_n; 信息流關(guān)系圖 in_min_n 1 2 3 4 5 out_q out_r 1 2 3 4 5 out_q out_r in_m In_n (1)輸入變量影響語句(2)語句影響到輸出變量 (3) 輸入影響到輸出 信息流分析 能夠列出對輸入變量的所有可能的引用 在程序的任何指定點(diǎn)檢查其執(zhí)行可能影 響某一輸出變量值的語句 輸入輸出關(guān)系提供一種檢查，看每個輸 出值是否由相關(guān)的輸入值，而不是其他 值導(dǎo)出 課程目錄 白盒測試概述 程序結(jié)構(gòu)分析 邏輯覆蓋邏輯覆蓋 結(jié)構(gòu)測試案例分析 結(jié)構(gòu)測試工具使用 覆蓋準(zhǔn)則

8、 測試到什么地步可以結(jié)束測試？ 覆蓋準(zhǔn)則 被測小程序 if (A 1 if (A = 2 | X 1) X = X + 1; 被測程序段流程圖 A 1 i3) statement; 語句覆蓋率的問題 能達(dá)到很高的語句覆蓋率 語句覆蓋率看似很高，卻有嚴(yán)重缺陷 if(x!=1) statements; ; else statement; 99句 1句 測試用例 x = 2 語句覆蓋率99% 50%的分支沒有達(dá)到 分支覆蓋 設(shè)計若干測試用例，運(yùn)行被測程序，使得程序 中每個判斷的真假分支至少經(jīng)歷一次 又稱判定覆蓋 while語句、switch語句、異常處理、跳轉(zhuǎn)語句 等等同樣可以使用分支覆蓋來測試 分

9、支覆蓋率 已取過“真”和“假”兩個值的判定占程序中所有條件 判定個數(shù)的百分比 分支覆蓋測試用例 路徑ace A=2 B=0 X=3 路徑abd A=1 B=0 X=1 路徑acd A=3 B=0 X=3 路徑abe A=2 B=1 X=2 或 分支覆蓋的利弊 分支覆蓋要比語句覆蓋查錯能力強(qiáng)一些： 執(zhí)行了分支覆蓋，實(shí)際也就執(zhí)行了語句 覆蓋 分支覆蓋與語句覆蓋存在同樣的缺點(diǎn) 不能查出條件語句錯誤 不能查出邏輯運(yùn)算錯誤 不能查出循環(huán)次數(shù)錯誤 不能查出循環(huán)條件錯誤 條件覆蓋 設(shè)計若干測試用例，執(zhí)行被測程序以后， 要使每個判斷中的每個條件的可能取值 至少滿足一次 條件覆蓋分析 第1個判斷應(yīng)考慮 A 1，

10、記為T1 A 1，記為T4 X 1, B = 0, 記為T1, T2 （2） A 1, B != 0, 記為T1, F2 （3） A = 1, B = 0, 記為F1, T2 （4） A 1, 記為T3, T4 （6） A = 2, X 1, 記為F3, T4 （8） A != 2, X 0 ) 5 6 If ( iType=0 ) 7x=y+2; 8 else 9 If ( iType=1 ) 10 x=y+10; 11 else 12 x=y+20; 13 14 基本路徑測試方法（續(xù)） 畫出控制流圖： 如右圖所示 計算環(huán)形復(fù)雜度： 10（條邊）- 8（個節(jié)點(diǎn)）+ 2 = 4 導(dǎo)出獨(dú)立路徑（

11、用語句編號表示） 路徑1：414 路徑2：46714 路徑3：4691013414 路徑4：4691213414 4 6 79 1012 1314 路徑覆蓋的利弊 實(shí)現(xiàn)了所有路徑的測試，發(fā)現(xiàn)錯誤能力 強(qiáng) 某些條件錯誤可能無法發(fā)現(xiàn) 路徑數(shù)龐大，不可能覆蓋所有路徑 用例數(shù)量的增加 循環(huán)測試路徑覆蓋 0次循環(huán) 檢查跳出循環(huán) 1次循環(huán) 檢查循環(huán)初始值 2次循環(huán) 檢查多次循環(huán) m次循環(huán) 檢查某次循環(huán) 最大次數(shù)循環(huán)、比最大次數(shù)多一次、少一次循環(huán) 檢查循環(huán)次數(shù)邊界 簡化循環(huán)路徑 循環(huán)使路徑數(shù)量急劇增長 簡化 無論循環(huán)的形式和實(shí)際執(zhí)行循環(huán)體的次數(shù)多少，只 考慮循環(huán)一次和0次 兩種情況 進(jìn)入循環(huán)體一次 跳出循環(huán)

12、體 循環(huán)程序流程圖 C B C B （1） （2） 簡化循環(huán)路徑圖 （1）和（2）都可簡化為（3） C B 最少測試用例數(shù)計算 對于具體的程序，至少要設(shè)計多少測試 用例? 估算最少測試用例數(shù) 幫助執(zhí)行測試 有助于估算測試的時間 結(jié)構(gòu)化程序與N-S圖 結(jié)構(gòu)化程序是由3種基本控制結(jié)構(gòu)組成 順序型 選擇型（條件分支） 重復(fù)型（循環(huán)） 測試時考慮的結(jié)構(gòu) 順序型 選擇型（條件分支） 程序結(jié)構(gòu)與測試用例數(shù) 并行 串行 程序結(jié)構(gòu)與測試用例數(shù) 當(dāng)程序中判定多于一個時，形成的分支 結(jié)構(gòu)可以分為兩類：嵌套型分支結(jié)構(gòu)和 連鎖型分支結(jié)構(gòu) 對于嵌套型分支結(jié)構(gòu)，若有n個判定語句， 需要n+1個測試用例 對于連鎖型分支結(jié)構(gòu)

13、，若有n個判定語句， 需要有2n個測試用例，覆蓋它的2n條路徑 最少測試用例數(shù)計算實(shí)例 計算最少測試 用例數(shù) 最少測試用例數(shù)計算實(shí)例 最少測試用例數(shù)計算實(shí)例 測試覆蓋準(zhǔn)則 Foster的ESTCA覆蓋準(zhǔn)則 錯誤敏感測試用例分析（Error Sensitive Test Cases Analysis） 問題 ESTCA覆蓋準(zhǔn)則 對于分支A（, = , =, =）B，測試時應(yīng)選 擇AB的情況分別測試一次 對于分支A （, C時，選擇A=C小正數(shù) 當(dāng)AC時，選擇A=C小正數(shù) 對于測試用例取值，在每個測試用例中盡量不 同的值或符號 覆蓋率要求 對單元測試來說，語句覆蓋和分支覆蓋是最基 本的要求 由于程序中錯誤（異常）處理工作的重要性以 及其結(jié)構(gòu)相對簡單，要求錯誤處理要做到路徑 覆蓋 對質(zhì)量要求高的軟件單元，可根據(jù)情況提出條 件覆蓋、分支-條件覆蓋以及路徑覆蓋要求 課程目錄 結(jié)構(gòu)測試概述 程序結(jié)構(gòu)分析 邏輯覆蓋 結(jié)構(gòu)測試案例分析結(jié)構(gòu)測試案例分析 結(jié)構(gòu)測試工具使用 結(jié)構(gòu)測試案例 求最小值 求數(shù)組中的