基本路徑測試概要

1、白盒測試的測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、基本路徑測試法、域測試、符號(hào)測試、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試法。基本路徑測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)測試用例的方法。設(shè)計(jì)出的測試用例要保證在測試中程序的每個(gè)可執(zhí)行語句至少執(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)出程序

2、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)行語句至少執(zhí)行一次所必須的測試用例數(shù)目的上界。3.導(dǎo)出測試用例：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)備測試用例：確?；韭窂郊械拿恳粭l路徑的執(zhí)行。工具方法：圖形矩陣：是在基本路徑測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)無分支的語句或源程序語句即I I序結(jié)構(gòu)1F1F選擇結(jié)將WhileWhile循環(huán)結(jié)構(gòu)，CASECASE多分支結(jié)構(gòu)，UntilUntil編環(huán)一流圖只有二種圖形符號(hào)：圖中的每一個(gè)圓稱為流圖的結(jié)點(diǎn)，代

3、表一條或多條語句。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)OAYOn邊和結(jié)點(diǎn)圈定的區(qū)域叫做區(qū)域，當(dāng)對區(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)算符式，則需要改為一系列只有單條件的嵌套的判斷。例如：1 ifaorb2x3else4y對應(yīng)的邏輯為：判斷結(jié)點(diǎn)獨(dú)立路徑：至少沿一條新的邊移動(dòng)的路徑(OR,AND,NAND,NOR)連接的復(fù)合條件表達(dá)路徑LLil.路徑21-273-4-5-10-1

4、-1K路徑3：1二2個(gè)飛-8fTOTTL路徑*l-2-3-6-7-9-10-l-lL對以上路徑的遍歷， 就是至少一次地執(zhí)行了程序中的所有語句。 .基本路徑測試法的步驟：o第一步：畫出控制流圖流程圖用來描述程序控制結(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)語句。一個(gè)處理方框序列和一個(gè)菱形決測框可被映射為一個(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)并不代表任何語句（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

5、圖外部的范圍。例I I有下面的C C函數(shù)，用基本金測試法進(jìn)行撕注ypjdS.ypjdS.，呢mt.mt.J即皿dNygdNyg。！MeMe卜2，磔乂=口產(chǎn)3.3.9 9戶口產(chǎn)4.4.whiwhi山曲設(shè)如北她3L3L。卜5.5.M M6.6.或口二二llll f f喔卜7.7.( (x=y+2;x=y+2;brgak;brgak;卜9.9.elseelse10.10.if(l=if(l=皿11.11.x=y+10 x=y+1012.12.elseelse13.13.jc-y+SO;jc-y+SO;14.14.”15.15.按畫出其程序流程圖和對應(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

6、程序邏輯復(fù)雜性提供定量測度的軟件度量，將該度量用于計(jì)算程序的基本的獨(dú)立路徑數(shù)目，為確保所有語句至少執(zhí)行一次的測試數(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。有以下三種方法計(jì)算圈復(fù)雜度：流圖中區(qū)域的數(shù)量對應(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。對應(yīng)上面圖中的固更果員計(jì)莫如下：流圖串標(biāo)四個(gè)區(qū)域，V(G)=V(G)=1 1。條邊用鰭點(diǎn)+2=4;-2=4;-色)=勢判定結(jié)點(diǎn)+1=4+1=4一第三步：導(dǎo)出測試用例根據(jù)上面的計(jì)算方法，可得

7、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)新處理語句或一個(gè)新判斷的程序通路。V(G)值正好等于該程序的彳立路徑的條數(shù)。)U路徑1:4-14程序度愛網(wǎng)U路徑2:4-6-7-14U路徑3:4-6-8-10-13-4-14U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。第四步：準(zhǔn)備測試用例為了確?；韭窂郊械拿恳粭l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試到，滿足上面例子基本路徑集的測試用例是：舉例說明：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），

8、計(jì)算其中有效的學(xué)生分?jǐn)?shù)的個(gè)數(shù)、總分?jǐn)?shù)和平均值。路役L4-14*L4-14*輸入數(shù)據(jù)：糜更颯照=0,=0,超取iRecardNurri0&1iRecardNurri0&1某一個(gè)值J J頸期結(jié)果：X=X=。路徑2:72:7- -14.14.箱入數(shù)據(jù)1 1iCecordNjrin=liCecordNi.TeLLa aZ.Z.啦*二口產(chǎn)&蟻=。身4.4.whileORwhileOR足 014014物,圖0)0)1 1.W氏if(0=if(0=嗔也眼 A7,x=y7,x=y+ +2;2;break;break;s,s,else*else*I Iif(l=if(l=上0404x-y+10 x-y+10；

9、11.11.e e惶牛,12.12.x-y+20 x-y+20；* *1 113.13.A A1工】村02=0，CTFfinn2+t逅回步驟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=16V2+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1:1-2-9-10-12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

10、: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)的測試用例：scorek=有效分?jǐn)?shù)值，當(dāng)ki;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average2)路徑2(1-2-9-11-12)的測試用例：score1=-1;期望的結(jié)果：average=1,其他量保持初值。3)路徑3(1-2-3-9-10-12)的測試用例：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：

11、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)的測試用例：scorei=有效分?jǐn)?shù)，當(dāng)i50;scorek0,ki;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“俵示存在一個(gè)連接，在圖中如果一行有兩個(gè)或更多的元素“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。2.3.32.3.3 基本路徑測試法基本路徑測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)測試用例的方法。設(shè)計(jì)出的測試用

12、例要保證在測試中程序的每個(gè)執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次。基本路徑測試法的重點(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：McCabeMcCabe 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)行語句至少執(zhí)行一次所必需的測試用例數(shù)目的上界。導(dǎo)出測試用例：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)備測試用例：確?；韭窂郊械拿恳粭l路徑的執(zhí)行。程序控制流圖（可簡稱流圖）是對程序流程圖進(jìn)行簡化后得到的，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 1）圖形符號(hào)：圓圈代表一個(gè)結(jié)點(diǎn)，表示一個(gè)

13、或多個(gè)無分支的語句或源程序語句。2 2）程序控制流邊和點(diǎn)圈定的部分叫做區(qū)域。當(dāng)對區(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 3）判斷語句中的條件為復(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（aandbaandb）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，可代表一個(gè)或多個(gè)語句、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4 4810111314810111314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（?。┬蛄泻凸?jié)點(diǎn)列

14、表示某一條具體路徑。路徑測試就是從一個(gè)程序的入口開始，執(zhí)行所經(jīng)歷的各個(gè)語句的完整過程。任何關(guān)于路徑分析的測試都可以叫做路徑測試。完成路徑測試的理想情況是做到路徑覆蓋，但對于復(fù)雜性高的程序要做到所有路徑覆蓋（測試所有可執(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)立路徑都被測試過，那么可以認(rèn)為程序中的每個(gè)語句都已經(jīng)檢驗(yàn)過了，即達(dá)到了語句覆蓋。這種測試方法就是通常所說的基本路徑測試方法?；韭窂綔y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，再從該基本集設(shè)計(jì)測試用例?；韭窂綔y試方法包括以下 4 4 個(gè)步驟：1 1）畫出程序的控制流圖

15、。2 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)行語句至少執(zhí)行一次所必需的測試用例數(shù)目的上界。3 3）導(dǎo)出基本路徑集，確定程序的獨(dú)立路徑。4 4）根據(jù)步驟 3 3）中的獨(dú)立路徑，設(shè)計(jì)測試用例的輸入數(shù)據(jù)和預(yù)期輸出。程序控制流圖如圖 2-42-4 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，確保所有語句至少執(zhí)行一次測試。獨(dú)立路徑是指程序中至少引入了一個(gè)新的處理語句集合或一個(gè)新條件的程序通路，包括一組以前沒有處理的語句

16、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▉碛?jì)算環(huán)形復(fù)雜度：1 1）控制流圖中區(qū)域的數(shù)量對應(yīng)于環(huán)形復(fù)雜度。2 2）給定控制流圖 G G 的環(huán)形復(fù)雜度 V V（G G）, ,其定義為：V V(G)(G)= =E-N+2E-N+2Idle循環(huán)結(jié)構(gòu)IF選擇結(jié)其中，E E 是控制流圖中邊的數(shù)量，N 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 2-52-5 所示。計(jì)算結(jié)果為節(jié)點(diǎn)數(shù)量 N=8N=8, ,導(dǎo)出邊的數(shù)量 E=10E=10（用、編號(hào)表示），V V（G G）= =E-N+2=10-8+2=E-N+2=10-8+2=1010（條邊）-8-8（個(gè)節(jié)點(diǎn)）+2=4,+2=

17、4,導(dǎo)出獨(dú)立路徑用路徑 1 1、路徑 2 2、路徑 3 3、路徑 4 4 編號(hào)表示。四、基本路徑測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)測試用例的方法。設(shè)計(jì)出的測試用例要保證在測試中，程序的每一個(gè)可執(zhí)行語句至少要執(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?；究刂茦?gòu)造的圖形符號(hào)如圖10-4-7所示。符號(hào)C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)。控制流圖中的箭頭稱為邊，它表示了控制流的方向，在選擇或多分

18、支結(jié)構(gòu)中分支的匯聚處，即使沒有執(zhí)行語句也應(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。I.七:3#J】F造鼻靖樹嗝HLE重回結(jié)構(gòu)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。例如對應(yīng)圖10-4-8(a)的復(fù)合條件的判定， 應(yīng)該畫成如圖和條件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)行程序的基本路徑測試時(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)行語句至少執(zhí)行一次所必需的測試用例數(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句或條件的一條路徑。如在圖10-4-9(b)所示的控制流圖中