白盒測(cè)試技術(shù)中測(cè)試用例的設(shè)計(jì)方法研究

　　白盒測(cè)試方法的主要作用有：

　　（1）至少測(cè)試一次程序子模塊的所有獨(dú)立執(zhí)行路徑；

　　（2）針對(duì)所有可能的邏輯判定，至少一次取“真”或“假”兩種情況；（3）在運(yùn)行界限內(nèi)和循環(huán)邊界處執(zhí)行循環(huán)體；

　　（4）測(cè)試程序內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性。在實(shí)際的數(shù)據(jù)測(cè)試中，如果程序具有多種循環(huán)嵌套的情況，不同的執(zhí)行路徑數(shù)目可能是天文數(shù)字，例如一個(gè)有5條路徑的嵌套20次循環(huán)的小程序，包含不同執(zhí)行路徑條數(shù)為520次方，如果每一條路徑測(cè)試1ms，全年無(wú)休時(shí)要測(cè)試完所有路徑需要約3170年的時(shí)間。因此，我們必須采用一些替代辦法，典型的方法是有選擇的執(zhí)行程序中某些最有代表性的通路。白盒測(cè)試的主要技術(shù)有：

　　1根據(jù)程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)測(cè)試用例的技術(shù)—邏輯覆蓋

　　（1）語(yǔ)句覆蓋，選擇足夠多的測(cè)試數(shù)據(jù)以使被測(cè)程序中每條語(yǔ)句都至少執(zhí)行一次。語(yǔ)句覆蓋不考慮對(duì)程序的邏輯覆蓋，它主要關(guān)心表達(dá)式的結(jié)果，卻對(duì)每個(gè)條件取不同值的情況不做測(cè)試。因此，語(yǔ)句覆蓋是比較弱的邏輯覆蓋標(biāo)準(zhǔn)。在圖論中和語(yǔ)句覆蓋對(duì)應(yīng)的是點(diǎn)覆蓋。

　　（2）判定覆蓋，又叫分支覆蓋，它首先滿足語(yǔ)句覆蓋的條件，同時(shí)對(duì)每個(gè)判定的每種可能的結(jié)果都至少執(zhí)行一次，即對(duì)每個(gè)分支都至少執(zhí)行一次每個(gè)判定，判定覆蓋對(duì)程序的邏輯覆蓋程度也不高。在圖論中和判定覆蓋相對(duì)應(yīng)的是邊覆蓋。

　　（3）條件覆蓋，指的是不僅每個(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，條件覆蓋中可能不包含判定覆蓋。

　　（4）判定/條件覆蓋，指選取足夠多的測(cè)試數(shù)據(jù)，使得判定表達(dá)式中的每個(gè)條件都取到各種可能的值，每個(gè)判定表達(dá)式也取到各種可能的結(jié)果。

　　（5）條件組合覆蓋，要求選擇足夠多的測(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。條件組合覆蓋是邏輯覆蓋標(biāo)準(zhǔn)中最強(qiáng)的。

　　（6）路徑覆蓋，指的是選取足夠多的測(cè)試數(shù)據(jù)，使程序的每條可能路徑都至少執(zhí)行一次。測(cè)試用例設(shè)計(jì)舉例1：如下圖1所示程序段流程，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)句覆蓋需要設(shè)計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)有：X=0，Y=3和X=-1，Y=2；實(shí)現(xiàn)條件覆蓋至少采用的測(cè)試數(shù)據(jù)有：X=0，Y=3和X=3，Y=1；實(shí)現(xiàn)判定覆蓋至少應(yīng)用的測(cè)試數(shù)據(jù)有X=0，Y=3，X=1，Y=2和X=-1，Y=2。

　　2測(cè)試程序的控制結(jié)構(gòu)，主要包括條件測(cè)試，循環(huán)測(cè)試和基本路徑測(cè)試。

　　其中基本路徑測(cè)試是由TomMcCabe提出的一種白盒測(cè)試技術(shù)，這種技術(shù)在設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)需要首先計(jì)算程序的環(huán)形復(fù)雜度，并用該復(fù)雜度為指南定義執(zhí)行路徑的基本集合。在實(shí)際測(cè)試中，僅靠基本路徑測(cè)試還不能滿足要求，還需要結(jié)合條件測(cè)試技術(shù)來(lái)檢查程序模塊中包含的邏輯條件，還有循環(huán)測(cè)試來(lái)專門測(cè)試循環(huán)結(jié)構(gòu)的有效性。

　　黑盒測(cè)試技術(shù)中的測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法研究

　　黑盒測(cè)試主要用來(lái)測(cè)試軟件的功能特點(diǎn)，通過(guò)黑盒測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)：（1）是否有遺漏了的功能或者不正確的功能；（2）能否有正確的接收輸入和正確的輸出結(jié)果，這主要針對(duì)接口而言；（3）是否有外部信息訪問(wèn)錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，同時(shí)，軟件運(yùn)行時(shí)能否滿足性能上的要求；（4）軟件在初始化或者退出時(shí)有無(wú)錯(cuò)誤等；使用黑盒測(cè)試同樣不可能將所有可能的輸入條件和輸出條件用于測(cè)試，因?yàn)闇y(cè)試用例的組合是天文數(shù)字。例如一個(gè)程序有兩個(gè)輸入量和一個(gè)輸出量，在32位計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，若X，Y取整數(shù)，按窮舉測(cè)試時(shí)需要232×232=264組，如果一組數(shù)據(jù)需要1ms，全年無(wú)休，需要5億年的時(shí)間。顯然，我們必須設(shè)計(jì)合理的方案來(lái)減少測(cè)試用例的數(shù)量。目前黑盒測(cè)試的主要測(cè)試用例設(shè)計(jì)技術(shù)有：

　　1等價(jià)類劃分

　　等價(jià)類劃分是把程序的.輸入域劃分成若干個(gè)數(shù)據(jù)類，據(jù)此導(dǎo)出測(cè)試用例，因?yàn)閷?duì)于同一類中的數(shù)據(jù)而言其作用是相同的[3]。等價(jià)類劃分可以分為有效等價(jià)類和無(wú)效等價(jià)類。有效等價(jià)類是指符合程序功能要求的數(shù)據(jù)類，該類中包含的都是有意義的數(shù)據(jù)；而無(wú)效等價(jià)類指不能滿足程序正確運(yùn)行或者預(yù)期結(jié)果的數(shù)據(jù)類的集合。我們?cè)谠O(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，要同時(shí)考慮有效等價(jià)類和無(wú)效等價(jià)類的設(shè)計(jì)方案。等價(jià)類的劃分有自己的原則。在具體使用等價(jià)類劃分設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)有兩個(gè)步驟：（1）設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試方案以盡可能多地覆蓋尚未被覆蓋的有效等價(jià)類，重復(fù)這一步驟直到所有有效等價(jià)類都被覆蓋為止；（2）設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試方案，使它覆蓋一個(gè)而且只覆蓋一個(gè)尚未被覆蓋的無(wú)效等價(jià)類，重復(fù)這一步驟直到所有無(wú)效等價(jià)類都被覆蓋為止。

　　2邊界值分析

　　使用邊界值分析方法來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)需要開(kāi)發(fā)者具有一定的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造性，通常根據(jù)劃分的輸入等價(jià)類和輸出等價(jià)類的邊界來(lái)確定邊界值的結(jié)果，即選取剛剛等于、剛剛小于和剛剛大于邊界值的測(cè)試數(shù)據(jù)，而不是選擇等價(jià)類內(nèi)部的數(shù)據(jù)作為測(cè)試用例。

　　3錯(cuò)誤推測(cè)法

　　錯(cuò)誤推測(cè)法主要依靠直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)，需要有一定開(kāi)發(fā)大型軟件工程的經(jīng)驗(yàn)，其基本思想是通過(guò)列舉出程序中可能有的錯(cuò)誤和容易發(fā)生錯(cuò)誤的特殊情況，并根據(jù)這些情況來(lái)選擇測(cè)試方案。

　　小結(jié)

　　測(cè)試用例的設(shè)計(jì)方法并不是獨(dú)立使用的，而是經(jīng)常會(huì)進(jìn)行一些不同設(shè)計(jì)方案的組合，如黑盒測(cè)試中的等價(jià)類劃分和邊界分析方法可以結(jié)合使用，進(jìn)步設(shè)計(jì)更加合理的測(cè)試用例，找出更多的軟件運(yùn)行錯(cuò)誤。

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