《軟件測(cè)試》課件第6章

項(xiàng)目六ViSort()函數(shù)的測(cè)試6.1問題情境6.2問題分析6.3任務(wù)設(shè)計(jì)與實(shí)施6.4知識(shí)總結(jié)6.5應(yīng)用實(shí)踐

有如下一個(gè)程序，請(qǐng)用路徑覆蓋法設(shè)計(jì)一組測(cè)試用例來(lái)測(cè)試該程序。

voidViSort(intiRecordNum，intiType)

1{

2intx=0；

3inty=0；

4while(iRecordNum>0)6.1問題情境

5{

6 If(iType==0)

7 x=y+2；

8else

9 If(iType==1)

10x=y+10；

11else

12x=y+20；

13}

14}

在這個(gè)程序中有兩個(gè)輸入?yún)?shù)iRecordNum和iType，在程序中有一個(gè)while循環(huán)，其中包括一組嵌套if結(jié)構(gòu)。6.2問題分析

步驟1：分析程序結(jié)構(gòu)。

程序中有兩個(gè)輸入?yún)?shù)iRecordNum和iType，在程序中有一個(gè)while循環(huán)，其中包括一組嵌套if結(jié)構(gòu)。

步驟2：設(shè)計(jì)測(cè)試用例(見表6-1)。6.3任務(wù)設(shè)計(jì)與實(shí)施表6-1設(shè)計(jì)測(cè)試用例步驟3：實(shí)施測(cè)試，并書寫測(cè)試報(bào)告。

6.4.1路徑覆蓋測(cè)試法的基礎(chǔ)理論

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、程序變異等。其中運(yùn)用最為廣泛的是基本路徑測(cè)試法。6.4知識(shí)總結(jié)

1．控制流圖

程序控制流圖(可簡(jiǎn)稱控制流圖)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(見圖6-1)：

(1)圖形符號(hào)：圓圈代表一個(gè)節(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。

圖6-1常見結(jié)構(gòu)的控制流圖

(2)程序控制流的邊和節(jié)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(條件表達(dá)式是由一個(gè)或多個(gè)邏輯運(yùn)算符連接的邏輯表達(dá)式(aandb))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。

節(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(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)?？刂屏骶€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。其中，包含條件的節(jié)點(diǎn)被稱為判定節(jié)點(diǎn)(也叫謂詞節(jié)點(diǎn))，由判定節(jié)點(diǎn)發(fā)出的邊必須終止于某一個(gè)節(jié)點(diǎn)，由邊和節(jié)點(diǎn)所限定的范圍被稱為區(qū)域。

2．環(huán)形復(fù)雜度

程序的環(huán)形復(fù)雜度也稱為圈復(fù)雜度，它是度量程序邏輯復(fù)雜度的指標(biāo)。

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，即包含了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。給定一個(gè)控制流圖G，設(shè)其環(huán)形復(fù)雜度為V(G)，下面介紹三種常見的計(jì)算方法來(lái)求解V(G)。

(1)

V(G)

=

A，其中A是控制流圖G中區(qū)域的數(shù)目。當(dāng)在控制流圖中計(jì)算區(qū)域的數(shù)目時(shí)，控制流圖外的區(qū)域也應(yīng)記為一個(gè)區(qū)域。

(2)

V(G)

=

E

-

N

+

2，其中E是控制流圖G中邊的數(shù)量，N是控制流圖中節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。

(3)

V(G)

=

P

+

1，其中P是控制流圖G中判斷節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。

圖6-2某程序控制流圖計(jì)算結(jié)果為：節(jié)點(diǎn)數(shù)量N

=

8，邊的數(shù)量E

=

10，根據(jù)上述公式可得出：

V(G)

=

A

=

4

V(G)

=

E

-

N

+

2

=

10

-

8

+

2

=

4

V(G)

=

P

+

1

=

3

+

1

=

4

計(jì)算出獨(dú)立路徑為

路徑1：1→5；

路徑2：1→2→3→5；

路徑3：1→2→4→6→8→1→5；

路徑4：1→2→4→7→8→1→5。

根據(jù)上述路徑就可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試用例。

3．如何根據(jù)程序流程圖畫出控制流圖

將程序流程圖簡(jiǎn)化成控制流圖時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)在選擇或多分支結(jié)構(gòu)中，分支的匯聚處應(yīng)有一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)。

(2)邊和節(jié)點(diǎn)圈定的范圍叫做區(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，如圖6-3所示。

圖6-3根據(jù)程序流程圖畫出控制流圖

(3)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：

1ifaorb

2x

3else

4y

對(duì)應(yīng)的邏輯如圖6-4所示。

圖6-4控制流圖6.4.2基本路徑測(cè)試方法

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。從廣義的角度講，任何有關(guān)路徑分析的測(cè)試都可以被稱為路徑測(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)雜度高的程序，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。在不能做到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)句覆蓋。

基本路徑測(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)試用例的?；韭窂綔y(cè)試方法包括以下四個(gè)步驟。

圖6-5程序流程圖

1．畫出程序的控制流圖

程序流程圖用來(lái)描述程序控制結(jié)構(gòu)，可將程序流程圖映射為一個(gè)控制流圖(假設(shè)流程圖的菱形判定框中不包含復(fù)合條件)。在控制流圖中，每一個(gè)圓稱為控制流圖的節(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)菱形判定框可被映射為一個(gè)節(jié)點(diǎn)；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)節(jié)點(diǎn)，即使該節(jié)點(diǎn)并不代表任何語(yǔ)句(例如if-else-then結(jié)構(gòu))。例16.1節(jié)中測(cè)試任務(wù)的程序流程圖如圖6-5所示。

畫出與其程序流程圖對(duì)應(yīng)的控制流圖，如圖6-6所示。

圖6-6程序流程圖對(duì)應(yīng)的控制流圖

2．計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度

由圖6-6計(jì)算出環(huán)形復(fù)雜度如下：

V(G)

=

A

=

4

V(G)

=

10

-

8

+

2

=

4

V(G)

=

3

+

1

=

4

3．確定基本路徑集合

根據(jù)上面的計(jì)算方法，可得出四個(gè)獨(dú)立的路徑。

路徑1：4→14；

路徑2：4→6→7→13→4→14；

路徑3：4→6→8→10→13→4→14；

路徑4：4→6→8→11→13→4→14。

根據(jù)上面的獨(dú)立路徑，設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)，使得上面的四條路徑都被執(zhí)行到。

4．準(zhǔn)備測(cè)試用例

根據(jù)判斷節(jié)點(diǎn)給出的條件，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)以保證每一條路徑都可以被測(cè)試到。滿足該基本路徑集的測(cè)試用例如下所示。

路徑1：4→14。

輸入數(shù)據(jù)：iRecordNum

=

0，或者取iRecordNum

<

0的某一個(gè)值。預(yù)期結(jié)果：x

=

0。

路徑2：4→6→7→13→4→14

輸入數(shù)據(jù)：iRecordNum

=

1，iType

=

0。

預(yù)期結(jié)果：x

=

2。

路徑3：4→6→8→10→13→4→14。

輸入數(shù)據(jù)：iRecordNum

=

1，iType

=

1。

預(yù)期結(jié)果：x

=

10。

路徑4：4→6→8→11→13→4→14。

輸入數(shù)據(jù)：iRecordNum

=

1，iType

=

2。

預(yù)期結(jié)果：x

=

20。6.4.3循環(huán)測(cè)試方法

1．循環(huán)測(cè)試

從本質(zhì)上說，循環(huán)測(cè)試的目的就是檢查循環(huán)結(jié)構(gòu)的有效性。通常，循環(huán)可以劃分為簡(jiǎn)單循環(huán)、嵌套循環(huán)、串接循環(huán)和非結(jié)構(gòu)循環(huán)四類。

(1)測(cè)試簡(jiǎn)單循環(huán)。設(shè)其循環(huán)的最大次數(shù)為n，可采用以下測(cè)試集(見圖6-7)：

跳過整個(gè)循環(huán)；

只循環(huán)一次；

只循環(huán)兩次；

循環(huán)m次，其中m

<

n；

分別循環(huán)n

-

1、n和n

+

1次。

圖6-7典型循環(huán)結(jié)構(gòu)

(2)測(cè)試嵌套循環(huán)。如果將簡(jiǎn)單循環(huán)的測(cè)試方法用于嵌套循環(huán)，可能的測(cè)試次數(shù)會(huì)隨嵌套層數(shù)成幾何級(jí)數(shù)增加。此時(shí)可采用以下方法減少測(cè)試次數(shù)：

測(cè)試從最內(nèi)層循環(huán)開始，所有外層循環(huán)次數(shù)設(shè)置為最小值；

對(duì)最內(nèi)層循環(huán)按照簡(jiǎn)單循環(huán)的測(cè)試方法進(jìn)行；

由內(nèi)向外進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的測(cè)試，本層循環(huán)的所有外層循環(huán)仍取最小值，而由本層循環(huán)嵌套的循環(huán)取某些“典型”值；

重復(fù)上一步的過程，直到測(cè)試完所有循環(huán)。

(3)測(cè)試串接循環(huán)。若串接的各個(gè)循環(huán)相互獨(dú)立，則可分別采用簡(jiǎn)單循環(huán)的測(cè)試方法；否則采用嵌套循環(huán)的測(cè)試方法。

(4)對(duì)于非結(jié)構(gòu)循環(huán)這種情況，無(wú)法進(jìn)行測(cè)試，需要按結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的思想將程序結(jié)構(gòu)化后，再進(jìn)行測(cè)試。

2．Z路徑覆蓋下的循環(huán)測(cè)試方法

Z路徑覆蓋是路徑覆蓋的一種變體，它是將程序中的循環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為選擇結(jié)構(gòu)的一種路徑覆蓋。

循環(huán)簡(jiǎn)化的目的是限制循環(huán)的次數(shù)，無(wú)論循環(huán)的形式是怎樣的，也無(wú)論循環(huán)體實(shí)際執(zhí)行的次數(shù)是多少，簡(jiǎn)化后的循環(huán)測(cè)試只考慮執(zhí)行循環(huán)體一次和零次(不執(zhí)行)兩種情況，即考慮執(zhí)行時(shí)進(jìn)入循環(huán)體一次和跳過循環(huán)體這兩種情況，如圖6-8所示。

圖6-8Z路徑覆蓋下的循環(huán)測(cè)試方法6.4.4產(chǎn)生測(cè)試用例的其他方法

在實(shí)踐中，除了前面給出的各種方法外，通常還可以采用以下三種方法來(lái)補(bǔ)充設(shè)計(jì)測(cè)試用例：

(1)通過非路徑分析得到測(cè)試用例。通過這種方法得到的測(cè)試用例基本上是測(cè)試人員憑工作經(jīng)驗(yàn)得到的，甚至是猜測(cè)得到的。

(2)尋找尚未測(cè)試過的路徑并生成相應(yīng)的測(cè)試用例。這種方法需要窮舉被測(cè)程序的所有路徑，并與前面已測(cè)試路徑進(jìn)行對(duì)比。

(3)通過指定特定路徑來(lái)生成相應(yīng)的測(cè)試用例。6.4.5最少測(cè)試用例數(shù)計(jì)算

為實(shí)現(xiàn)測(cè)試的邏輯覆蓋，必須設(shè)計(jì)足夠多的測(cè)試用例，并使用這些測(cè)試用例執(zhí)行被測(cè)程序，實(shí)施測(cè)試。我們關(guān)心的是，對(duì)于某個(gè)具體的程序來(lái)說，至少需要設(shè)計(jì)多少個(gè)測(cè)試用例。這里提供一種估算最少測(cè)試用例數(shù)的方法。

我們知道，結(jié)構(gòu)化程序是由三種基本控制結(jié)構(gòu)組成的：順序型(構(gòu)成串行操作)、選擇型(構(gòu)成分支操作)和重復(fù)型(構(gòu)成循環(huán)操作)。為了把問題化簡(jiǎn)，避免出現(xiàn)測(cè)試用例極多的組合爆炸，應(yīng)把構(gòu)成循環(huán)操作的重復(fù)型結(jié)構(gòu)用選擇結(jié)構(gòu)代替。這樣，任意一個(gè)循環(huán)便改造成進(jìn)入循環(huán)體或不進(jìn)入循環(huán)體的分支操作，如圖6-9所示。

圖6-9用N-S圖表示程序的三種基本控制結(jié)構(gòu)例2圖6-10給出了兩個(gè)順序執(zhí)行的分支結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩個(gè)分支謂詞P1和P2取不同值時(shí)，將分別執(zhí)行a或b及c或d操作。

顯然，要測(cè)試這個(gè)小程序，需要至少提供4個(gè)測(cè)試用例才能做到邏輯覆蓋，使得ac、ad、bc及bd操作均得到檢驗(yàn)。其實(shí)，這里的4是圖中的第1個(gè)分支謂詞引出的兩個(gè)操作及第2個(gè)分支謂詞引出的兩個(gè)操作組合起來(lái)而得到的，即2

×

2

=

4。并且，這里的2是由兩個(gè)并列的操作，即1

+

1

=

2而得到的。

對(duì)于一般的、更為復(fù)雜的問題，估算最少測(cè)試用例個(gè)數(shù)的原則也是同樣的，即：

圖6-10分支結(jié)構(gòu)

(1)如果在N-S圖中存在有并列的層次A1、A2，A1和A2的最少測(cè)試用例個(gè)數(shù)分別為a1、a2，則由A1、A2兩層所組合的N-S圖對(duì)應(yīng)的最少測(cè)試用例數(shù)為a1

×

a2。

(2)如果在N-S圖中不存在有并列的層次，則對(duì)應(yīng)的最少測(cè)試用例數(shù)等于并列的操作的個(gè)數(shù)，即N-S圖中除謂詞之外的操作框的個(gè)數(shù)。

例3如圖6-11、圖6-12所示的兩個(gè)N-S圖，至少需要多少個(gè)測(cè)試用例才能完成邏輯覆蓋？

圖6-11程序N-S圖1

(1)對(duì)于圖6-11，由于圖中并不存在并列的層次，因而最少測(cè)試用例數(shù)等于并列操作的個(gè)數(shù)，即為1

+

1

+

1

=

3。

(2)對(duì)于圖6-12，由于圖中沒有包含并列的層次，因而最少測(cè)試用例數(shù)也是并列的操作的個(gè)數(shù)，即為1

+

1

+

1

+

1

+

1

=

5。

圖6-12程序N-S圖2例4如圖6-13所示的N-S圖，至少需要多少個(gè)測(cè)試用例才能完成邏輯覆蓋？

分析圖6-13：圖中的2345和67是并列的兩層。其中，2345層對(duì)應(yīng)的最少測(cè)試用例

數(shù)為

1

+

1

+

1

+

1

+

1

=

5

67層對(duì)應(yīng)的測(cè)試用例數(shù)為

1

+

1

+

1

=

3

2345和67這兩層組合后對(duì)應(yīng)的測(cè)試用例數(shù)為

5

×

3

=

15

圖6-13程序N-S圖3最后，由于兩層組合后的部分是不滿足謂詞1時(shí)所要做的操作，因此還要加上滿足謂詞1要做的操作，因此整個(gè)程序所需測(cè)試用例數(shù)為15

+

1

=

16。

圖6-14所示程序流程圖描述的功能是：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)和平均值。要求畫出控制流圖，計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度，并對(duì)程序進(jìn)行路徑覆蓋法測(cè)試。6.5應(yīng)用實(shí)踐

圖6-14程序流程圖

(1)導(dǎo)出控制流圖，如圖6-15所示。

(2)計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度V(G)：

V(G)

=6(個(gè)區(qū)域)

V(G)

=

E

-

N

+

2

=

16

-

12

+

2

=

6

V(G)

=

P

+

1

=

5

+

1

=

6

(3)確定基本路徑集合(即獨(dú)立路徑集合)?？纱_定以下6條獨(dú)立路徑：

路徑1：1→2→9→10→12；

路徑2：1→2→9→11→12；

圖6-15控制流圖路徑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：