基本路徑測(cè)試

1、白盒測(cè)試的測(cè)試方法有代碼檢查法、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析法、靜態(tài)質(zhì)量度量法、邏輯覆蓋法、基本路徑測(cè)試法、域測(cè)試、符號(hào)測(cè)試、Z路徑覆蓋、程序變異。其中運(yùn)用最為廣泛的是基本路徑測(cè)試法?；韭窂綔y(cè)試法是在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制構(gòu)造的環(huán)路復(fù)雜性，導(dǎo)出基本可執(zhí)行路徑集合，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例的方法。設(shè)計(jì)出的測(cè)試用例要保證在測(cè)試中程序的每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制構(gòu)造的環(huán)路復(fù)雜性，導(dǎo)出基本可執(zhí)行路徑集合，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例。包括以下4個(gè)步驟和一個(gè)工具方法：1. 程序的控制流圖：描述程序控制流的一種圖示方法。2. 程序圈復(fù)雜度：McCabe復(fù)雜性度量。從程序的環(huán)路復(fù)雜性可導(dǎo)出程

2、序基本路徑集合中的獨(dú)立路徑條數(shù)，這是確定程序中每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次所必須的測(cè)試用例數(shù)目的上界。3. 導(dǎo)出測(cè)試用例：根據(jù)圈復(fù)雜度和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用例數(shù)據(jù)輸入和預(yù)期結(jié)果。4. 準(zhǔn)備測(cè)試用例：確保基本路徑集中的每一條路徑的執(zhí)行。工具方法：圖形矩陣：是在基本路徑測(cè)試中起輔助作用的軟件工具，利用它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地確定一個(gè)基本路徑集。程序的控制流圖：描述程序控制流的一種圖示方法。圓圈稱為控制流圖的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，表示一個(gè)或多個(gè)無(wú)分支的語(yǔ)句或源程序語(yǔ)句           流圖只有二種圖形符號(hào)：圖中的每

3、一個(gè)圓稱為流圖的結(jié)點(diǎn)，代表一條或多條語(yǔ)句。流圖中的箭頭稱為邊或連接，代表控制流任何過程設(shè)計(jì)都要被翻譯成控制流圖。如何根據(jù)程序流程圖畫出控制流程圖?在將程序流程圖簡(jiǎn)化成控制流圖時(shí)，應(yīng)注意：n 在選擇或多分支結(jié)構(gòu)中，分支的匯聚處應(yīng)有一個(gè)匯聚結(jié)點(diǎn)。n 邊和結(jié)點(diǎn)圈定的區(qū)域叫做區(qū)域，當(dāng)對(duì)區(qū)域計(jì)數(shù)時(shí)，圖形外的區(qū)域也應(yīng)記為一個(gè)區(qū)域。如下頁(yè)圖所示       n 如果判斷中的條件表達(dá)式是由一個(gè)或多個(gè)邏輯運(yùn)算符 (OR, AND, NAND, NOR) 連接的復(fù)合條件表達(dá)式，則需要改為一系列只有單條件的嵌套的判斷。例如：1 if a or b

4、2 x3 else4 y對(duì)應(yīng)的邏輯為：        獨(dú)立路徑：至少沿一條新的邊移動(dòng)的路徑        基本路徑測(cè)試法的步驟：o 第一步：畫出控制流圖流程圖用來(lái)描述程序控制結(jié)構(gòu)?？蓪⒘鞒虉D映射到一個(gè)相應(yīng)的流圖(假設(shè)流程圖的菱形決定框中不包含復(fù)合條件)。在流圖中，每一個(gè)圓，稱為流圖的結(jié)點(diǎn)，代表一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句。一個(gè)處理方框序列和一個(gè)菱形決測(cè)框可被映射為一個(gè)結(jié)點(diǎn)，流圖中的箭頭，稱為邊或連接，代表控制流，類似于流程圖中的箭頭。一條邊必須終止于一個(gè)結(jié)點(diǎn)，即使該結(jié)點(diǎn)

5、并不代表任何語(yǔ)句(例如：if-else-then結(jié)構(gòu))。由邊和結(jié)點(diǎn)限定的范圍稱為區(qū)域。計(jì)算區(qū)域時(shí)應(yīng)包括圖外部的范圍。          畫出其程序流程圖和對(duì)應(yīng)的控制流圖如下           第二步：計(jì)算圈復(fù)雜度圈復(fù)雜度是一種為程序邏輯復(fù)雜性提供定量測(cè)度的軟件度量，將該度量用于計(jì)算程序的基本的獨(dú)立路徑數(shù)目，為確保所有語(yǔ)句至少執(zhí)行一次的測(cè)試數(shù)量的上界。獨(dú)立路徑必須包含一條在定義之前不曾用到的邊。有以下三種方

6、法計(jì)算圈復(fù)雜度：流圖中區(qū)域的數(shù)量對(duì)應(yīng)于環(huán)型的復(fù)雜性;給定流圖G的圈復(fù)雜度V(G)，定義為V(G)=E-N+2，E是流圖中邊的數(shù)量，N是流圖中結(jié)點(diǎn)的數(shù)量;給定流圖G的圈復(fù)雜度V(G)，定義為V(G)=P+1，P是流圖G中判定結(jié)點(diǎn)的數(shù)量。            第三步：導(dǎo)出測(cè)試用例根據(jù)上面的計(jì)算方法，可得出四個(gè)獨(dú)立的路徑。(一條獨(dú)立路徑是指，和其他的獨(dú)立路徑相比，至少引入一個(gè)新處理語(yǔ)句或一個(gè)新判斷的程序通路。V(G)值正好等于該程序的獨(dú)立路徑的條數(shù)。)ü 路徑1：4-14

7、2; 路徑2：4-6-7-14ü 路徑3：4-6-8-10-13-4-14ü 路徑4：4-6-8-11-13-4-14根據(jù)上面的獨(dú)立路徑，去設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)，使程序分別執(zhí)行到上面四條路徑。o 第四步：準(zhǔn)備測(cè)試用例為了確保基本路徑集中的每一條路徑的執(zhí)行，根據(jù)判斷結(jié)點(diǎn)給出的條件，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)以保證某一條路徑可以被測(cè)試到，滿足上面例子基本路徑集的測(cè)試用例是：          舉例說(shuō)明：例：下例程序流程圖描述了最多輸入50個(gè)值(以1作為輸入結(jié)束標(biāo)志)，計(jì)算其中有效的學(xué)生分?jǐn)?shù)的個(gè)數(shù)、總分?jǐn)?shù)和平均

8、值。           步驟1：導(dǎo)出過程的流圖。           步驟2:確定環(huán)形復(fù)雜性度量V(G)：1)V(G)= 6 (個(gè)區(qū)域)2)V(G)=EN+2=1612+2=6其中E為流圖中的邊數(shù)，N為結(jié)點(diǎn)數(shù);3)V(G)=P+1=5+1=6其中P為謂詞結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。在流圖中，結(jié)點(diǎn)2、3、5、6、9是謂詞結(jié)點(diǎn)。步驟3：確定基本路徑集合(即獨(dú)立路徑集合)。于是可確定6條獨(dú)立的路徑：路徑1：1-2-9

9、-10-12路徑2：1-2-9-11-12路徑3：1-2-3-9-10-12路徑4：1-2-3-4-5-8-2路徑5：1-2-3-4-5-6-8-2路徑6：1-2-3-4-5-6-7-8-2步驟4：為每一條獨(dú)立路徑各設(shè)計(jì)一組測(cè)試用例，以便強(qiáng)迫程序沿著該路徑至少執(zhí)行一次。1)路徑1(1-2-9-10-12)的測(cè)試用例：scorek=有效分?jǐn)?shù)值，當(dāng)k < i ;scorei=1, 2i50;期望結(jié)果：根據(jù)輸入的有效分?jǐn)?shù)算出正確的分?jǐn)?shù)個(gè)數(shù)n1、總分sum和平均分average。2)路徑2(1-2-9-11-12)的測(cè)試用例：score 1 = 1 ;期望的結(jié)果：average = 1 ，其他量

10、保持初值。3)路徑3(1-2-3-9-10-12)的測(cè)試用例：輸入多于50個(gè)有效分?jǐn)?shù)，即試圖處理51個(gè)分?jǐn)?shù)，要求前51個(gè)為有效分?jǐn)?shù);期望結(jié)果：n1=50、且算出正確的總分和平均分。4)路徑4(1-2-3-4-5-8-2)的測(cè)試用例：scorei=有效分?jǐn)?shù)，當(dāng)i<50;scorek<0， k< i ;期望結(jié)果：根據(jù)輸入的有效分?jǐn)?shù)算出正確的分?jǐn)?shù)個(gè)數(shù)n1、總分sum和平均分average。            連接權(quán)為“1”表示存在一個(gè)連接，在圖中如果一行有兩個(gè)或更多的元

11、素“1”，則這行所代表的結(jié)點(diǎn)一定是一個(gè)判定結(jié)點(diǎn)，通過連接矩陣中有兩個(gè)以上(包括兩個(gè))元素為“1”的個(gè)數(shù)，就可以得到確定該圖圈復(fù)雜度的另一種算法。2.3.3 基本路徑測(cè)試法基本路徑測(cè)試法是在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制構(gòu)造的環(huán)路復(fù)雜性，導(dǎo)出基本可執(zhí)行的路徑集合，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例的方法。設(shè)計(jì)出的測(cè)試用例要保證在測(cè)試中程序的每個(gè)執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次?；韭窂綔y(cè)試法的重點(diǎn)內(nèi)容如下：程序的控制流圖：描述程序控制流的一種圖示方法。程序環(huán)形復(fù)雜度：McCabe復(fù)雜性度量。從程序的環(huán)路復(fù)雜性可導(dǎo)出程序基本路徑集合中的獨(dú)立路徑條數(shù)，這是確定程序中每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次所必需的測(cè)試用例數(shù)目的上界。導(dǎo)出測(cè)

12、試用例：根據(jù)圈復(fù)雜度和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用例數(shù)據(jù)輸入和預(yù)期結(jié)果。準(zhǔn)備測(cè)試用例：確保基本路徑集中的每一條路徑的執(zhí)行。程序控制流圖（可簡(jiǎn)稱流圖）是對(duì)程序流程圖進(jìn)行簡(jiǎn)化后得到的，它突出表示程序控制流的結(jié)構(gòu)。程序控制流圖是描述程序控制流的一種方式，其要點(diǎn)如下：1）圖形符號(hào)：圓圈代表一個(gè)結(jié)點(diǎn)，表示一個(gè)或多個(gè)無(wú)分支的語(yǔ)句或源程序語(yǔ)句。2）程序控制流邊和點(diǎn)圈定的部分叫做區(qū)域。當(dāng)對(duì)區(qū)域計(jì)數(shù)時(shí)，圖形外的一個(gè)部分也應(yīng)記為一個(gè)區(qū)域。3）判斷語(yǔ)句中的條件為復(fù)合條件（即條件表達(dá)式由一個(gè)或多個(gè)邏輯運(yùn)算符連接的邏輯表達(dá)式（a and b）)時(shí)，則需要改變復(fù)合條件的判斷為一系列只有單個(gè)條件的嵌套的判斷。結(jié)點(diǎn)由帶標(biāo)號(hào)的圓圈表示，可代

13、表一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句、一個(gè)處理框序列和一個(gè)條件判定框（假設(shè)不包含復(fù)合條件）。控制流線由帶箭頭的弧或線表示，可稱為邊，它代表程序中的控制流。為了滿足路徑覆蓋，必須首先確定具體的路徑以及路徑的個(gè)數(shù)。我們通常采用控制流圖的邊（弧）序列和節(jié)點(diǎn)列表示某一條具體路徑。路徑測(cè)試就是從一個(gè)程序的入口開始，執(zhí)行所經(jīng)歷的各個(gè)語(yǔ)句的完整過程。任何關(guān)于路徑分析的測(cè)試都可以叫做路徑測(cè)試。完成路徑測(cè)試的理想情況是做到路徑覆蓋，但對(duì)于復(fù)雜性高的程序要做到所有路徑覆蓋（測(cè)試所有可執(zhí)行路徑）是不可能的。在不能實(shí)現(xiàn)所有路徑覆蓋的前提下，如果某一程序的每一個(gè)獨(dú)立路徑都被測(cè)試過，那么可以認(rèn)為程序中的每個(gè)語(yǔ)句都已經(jīng)檢驗(yàn)過了，即達(dá)到了語(yǔ)句覆

14、蓋。這種測(cè)試方法就是通常所說(shuō)的基本路徑測(cè)試方法?；韭窂綔y(cè)試方法是在控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制結(jié)構(gòu)的環(huán)形復(fù)雜度，導(dǎo)出執(zhí)行路徑的基本集，再?gòu)脑摶炯O(shè)計(jì)測(cè)試用例?；韭窂綔y(cè)試方法包括以下4個(gè)步驟：1）畫出程序的控制流圖。2）計(jì)算程序的環(huán)形復(fù)雜度，導(dǎo)出程序基本路徑集中的獨(dú)立路徑條數(shù)，這是確定程序中每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次所必需的測(cè)試用例數(shù)目的上界。3）導(dǎo)出基本路徑集，確定程序的獨(dú)立路徑。4）根據(jù)步驟3）中的獨(dú)立路徑，設(shè)計(jì)測(cè)試用例的輸入數(shù)據(jù)和預(yù)期輸出。程序控制流圖如圖2-4所示。 （點(diǎn)擊查看大圖）圖2-4 程序控制流程程序的環(huán)形復(fù)雜度也稱為圈復(fù)雜度，它是一種為程序邏輯復(fù)雜度提供定量尺

15、度的軟件度量。將環(huán)形復(fù)雜度用于基本路徑方法，可以提供程序基本集的獨(dú)立路徑數(shù)量，確保所有語(yǔ)句至少執(zhí)行一次測(cè)試。獨(dú)立路徑是指程序中至少引入了一個(gè)新的處理語(yǔ)句集合或一個(gè)新條件的程序通路，包括一組以前沒有處理的語(yǔ)句或條件的一條路徑。通常環(huán)形復(fù)雜度以圖論為基礎(chǔ)，提供軟件度量?？捎萌缦路椒▉?lái)計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度：1）控制流圖中區(qū)域的數(shù)量對(duì)應(yīng)于環(huán)形復(fù)雜度。2）給定控制流圖G的環(huán)形復(fù)雜度V（G），其定義為：V（G）= E-N+2其中，E是控制流圖中邊的數(shù)量，N是控制流圖中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度如圖2-5所示。 圖2-5 計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度圖計(jì)算結(jié)果為節(jié)點(diǎn)數(shù)量N=8，導(dǎo)出邊的數(shù)量E=10（用、編號(hào)表示），V

16、（G）= E-N+2=10-8+2= 10（條邊）- 8（個(gè)節(jié)點(diǎn)）+ 2 = 4，導(dǎo)出獨(dú)立路徑用路徑1、路徑2、路徑3、路徑4編號(hào)表示。四、基本路徑測(cè)試如果把覆蓋的路徑數(shù)壓縮到一定限度內(nèi)，例如，程序中的循環(huán)體只執(zhí)行零次和一次，就成為基本路徑測(cè)試。它是在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制構(gòu)造的環(huán)路復(fù)雜性，導(dǎo)出基本可執(zhí)行路徑集合，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例的方法。設(shè)計(jì)出的測(cè)試用例要保證在測(cè)試中，程序的每一個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少要執(zhí)行一次。1.程序的控制流圖控制流圖是描述程序控制流的一種圖示方法。基本控制構(gòu)造的圖形符號(hào)如圖10-4-7所示。符號(hào)稱為控制流圖的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，一組順序處理框可以映射為一個(gè)單一的結(jié)點(diǎn)?？刂屏鲌D

17、中的箭頭稱為邊，它表示了控制流的方向，在選擇或多分支結(jié)構(gòu)中分支的匯聚處，即使沒有執(zhí)行語(yǔ)句也應(yīng)該有一個(gè)匯聚結(jié)點(diǎn)。邊和結(jié)點(diǎn)圈定的區(qū)域叫做區(qū)域，當(dāng)對(duì)區(qū)域計(jì)數(shù)時(shí)，圖形外的區(qū)域也應(yīng)記為一個(gè)區(qū)域。圖 10-4-7控制流圖的各種圖形符號(hào)如果判定中的條件表達(dá)式是復(fù)合條件時(shí)，即條件表達(dá)式是由一個(gè)或多個(gè)邏輯運(yùn)算符（OR，AND，NAND，NOR）連接的邏輯表達(dá)式，則需要改復(fù)合條件的判定為一系列只有單個(gè)條件的嵌套的判定。例如對(duì)應(yīng)圖 10-4-8（a）的復(fù)合條件的判定，應(yīng)該畫成如圖 10-4-8（b）所示的控制流圖。條件語(yǔ)句ifaORb中條件a和條件b各有一個(gè)只有單個(gè)條件的判定結(jié)點(diǎn)。2.計(jì)算程序環(huán)路復(fù)雜性進(jìn)行程序的基

18、本路徑測(cè)試時(shí)，程序的環(huán)路復(fù)雜性給出了程序基本路徑集合中的獨(dú)立路徑條數(shù)，這是確保程序中每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次所必需的測(cè)試用例數(shù)目的上界。所謂獨(dú)立路徑，是指包括一組以前沒有處理的語(yǔ)句或條件的一條路徑。如在圖10-4-9（b）所示的控制流圖中，一組獨(dú)立的路徑是path1：1-11path2：1-2-3-4-5-10-1-11path3：1-2-3-6-8-9-10-1-11path4：1-2-3-6-7-9-10-1-11路徑path1，path2，path3，path4組成了圖 10-4-9（b）所示控制流圖的一個(gè)基本路徑集。只要設(shè)計(jì)出的測(cè)試用例能夠確保這些基本路徑的執(zhí)行，就可以使得程序中的每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次，每個(gè)條件的取真和取假分支也能得到測(cè)試?；韭窂郊?/p>