軟件工程與開發(fā)技術(shù)（西電第二版）第14章面向?qū)ο鬁y試基礎(chǔ)

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1、第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 第14章 面向?qū)ο鬁y試基礎(chǔ) 14.1 面向?qū)ο蟮膯卧獪y試 14.2 面向?qū)ο蟮募蓽y試 14.3 面向?qū)ο蟮拇_認測試與系統(tǒng)測試 14.4 設(shè)計測試用例 14.5小結(jié) 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 14.1 面向?qū)ο蟮膯卧獪y試在面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)中，“封裝”導(dǎo)致了類和對象的定義特點，這意味著類和類的實例(對象)包裝了屬性(數(shù)據(jù))和處理這些數(shù)據(jù)的操作(也稱為方法或服務(wù))。軟件的核心是“對象”，不像傳統(tǒng)軟件開發(fā)中的“單元”(或者說單元的概念改變了)。也就是說，封裝起來的類和對象是最小的可測試單元。一個類可以包含一組不同的操作，而一個特定的操作

2、也可能定義在一組不同的類中。因此，面向?qū)ο蟮能浖卧獪y試與傳統(tǒng)測試方法不一樣，它的含義發(fā)生了很大變化。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 面向?qū)ο筌浖膯卧獪y試不是獨立地測試單個操作，而是把所有操作都看成類的一部分，全面地測試類和對象所封裝的屬性和操縱這些屬性的操作整體。具體地說，在面向?qū)ο蟮膯卧獪y試中不僅要發(fā)現(xiàn)類的所有操作中存在的問題，還要考查一個類與其他的類協(xié)同工作時可能出現(xiàn)的錯誤。現(xiàn)以實例說明：在一個類層次中，操作A在超類中定義并被一組子類繼承，每個子類都可使用操作A，但是A要調(diào)用子類中定義的操作并處理子類的私有屬性。由于在不同的子類中使用操作A的環(huán)境有所不同，因此有必要在每個

3、子類的語境中測試操作A。這就是說，當(dāng)測試面向?qū)ο筌浖r，傳統(tǒng)的單元測試方法是不完備的，我們不能再獨立地對操作A進行測 試。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 14.2 面向?qū)ο蟮募蓽y試 1基于線程的測試(Thread_based Testing)基于線程的測試把響應(yīng)系統(tǒng)的一個輸入或一個事件所需要的一組類集成起來進行測試。應(yīng)當(dāng)分別集成并測試每個線程，同時為了避免產(chǎn)生副作用再進行回歸測試。該測試需要基于系統(tǒng)的動態(tài)模型。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 2基于使用的測試(Use_based Testing)基于使用的測試首先測試幾乎不使用服務(wù)器類的那些類(稱為獨立類)；接著測

4、試使用獨立類的最下層的類(稱為依賴類)；然后，對根據(jù)依賴類的使用關(guān)系，從下到上一個層次一個層次地持續(xù)進行測試，直至把整個軟件系統(tǒng)測試完為止。除了上述兩種測試方法，還有一種集群測試法，是面向?qū)ο筌浖蓽y試的一個步驟。為了檢查一群相互協(xié)作的類，用精心設(shè)計的測試用例，力圖發(fā)現(xiàn)協(xié)作錯誤，即集群測試。通過研究對象模型可以確定協(xié)作類。為減少測試工作的工作量，在進行集成測試時，可參考類關(guān)系圖或?qū)嶓w關(guān)系圖，確定不需要被重復(fù)測試的部分，從而優(yōu)化測 試用例，使測試能夠達到一定的標(biāo)準(zhǔn)。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 14.3 面向?qū)ο蟮拇_認測試與系統(tǒng)測試通過對軟件的單元測試和集成測試，僅能確認軟件開

5、發(fā)的功能是正確的，不能確認在實際運行時，它是否滿足用戶要求，是否大量存在與實際使用條件下的各種應(yīng)用相矛盾的錯誤。為此在完成上述測試活動后，還必須經(jīng)過規(guī)范的確認測試和系統(tǒng)測試。面向?qū)ο筌浖拇_認測試或系統(tǒng)測試與傳統(tǒng)的確認測試一樣，通過設(shè)計測試用例，主要檢查用戶界面和用戶可識別的輸出，不再考慮類之間相互連接的細節(jié)。測試人員應(yīng)該認真研究動態(tài)模型和描述系統(tǒng)行為的腳本，為系統(tǒng)的輸入信息 設(shè)計出錯處理的通路，模擬錯誤的數(shù)據(jù)和軟件界面可能發(fā)生的錯誤，設(shè)計出合理的測試用例。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 14.4 設(shè)計測試用例14.4.1 測試用例概述類似于用例(Use Case)的定義，測試用

6、例(Test Case)是為實現(xiàn)某個特殊目標(biāo)(驗證或者找錯)而執(zhí)行系統(tǒng)的過程。它包括精心設(shè)計的一組測試輸入、執(zhí)行條件以及預(yù)期結(jié)果，以便測試某個程序功能或者路徑是否滿足特定需求。測試用例包括對特定的軟件產(chǎn)品進行測試的任務(wù)描述，體現(xiàn)測試方案、方法、技術(shù)和策略，其內(nèi)容包括測試目標(biāo)、測試環(huán)境、輸入數(shù)據(jù)、測試步驟、預(yù)期結(jié)果、測試腳本等， 并形成文檔。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 測試用例是針對軟件產(chǎn)品的功能、業(yè)務(wù)規(guī)則和業(yè)務(wù)處理所設(shè)計的測試方案。對軟件的每個特定功能或運行操作路徑的測試構(gòu)成了一個個測試用例。不同類別的軟件，測試用例的策略、方法和側(cè)重點都是不同的。例如，企業(yè)信息管理類軟件，其

7、需求不確定或者變化較為頻繁，通常的策略是把測試數(shù)據(jù)和測試腳本從測試用例中劃分出來，以供重用。目前，面向?qū)ο筌浖臏y試用例的設(shè)計方法還處于研究、發(fā)展階段。1993年，Berard提出了指導(dǎo)面向?qū)ο蟮能浖y試用例設(shè)計的方法，要點如下： 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) (1) 每一個測試用例都要有一個唯一的標(biāo)識，并與被測試的一個或幾個類相關(guān)聯(lián)起來。(2) 每個測試用例都要陳述測試目的。(3) 對每個測試用例要有相應(yīng)的測試步驟，包括被測對象的特定狀態(tài)、所使用的消息和操作、可能產(chǎn)生的錯誤及測試需要的外部環(huán)境。(4) 與傳統(tǒng)軟件測試(測試用例的設(shè)計由軟件的輸入處理輸出或單個模塊的算法細節(jié)驅(qū)動)

8、不同，面向?qū)ο鬁y試關(guān)注于設(shè)計適當(dāng)?shù)牟僮餍蛄幸詸z查類的狀態(tài)。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 測試用例分為基于黑盒的測試用例和基于白盒的測試用例。前者也叫做基于系統(tǒng)外部需求的測試用例，主要根據(jù)需求分析階段的用例規(guī)格描述和其他需求進行設(shè)計，只觀察系統(tǒng)的外觀表現(xiàn)是否滿足預(yù)期要求；后者又稱為基于系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測試用例，主要依據(jù)分析設(shè)計階段的邏輯和物理模型，如類圖和順序圖以及代碼設(shè)計測試用例，旨在測試軟件功能執(zhí)行過程中對象的交互過程，包括消息、響應(yīng)以及各個程序路徑等。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 14.4.2 面向?qū)ο蟾拍顚y試用例設(shè)計的影響封裝性和繼承性是類的重要特性，這為

9、面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)帶來很多好處，同時它又為面向?qū)ο蟮能浖y試帶來負面影響。類的屬性和操作是被封裝的，而測試需要了解對象的詳細狀態(tài)。同時，當(dāng)改變數(shù)據(jù)成員的結(jié)構(gòu)時，要測試是否影響了類的對外接口，是否導(dǎo)致相應(yīng)的外界必須改動。例如，強制的類型轉(zhuǎn)換會破壞數(shù)據(jù)的封裝性。請看下面的這段程序： 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) class Hd int a=1; char *h=“Hd”;class Vb public:int b=2; char *v=Vb;Hd p;Vb *q=(Vb *)這樣，p的私有數(shù)據(jù)成員a可以通過q被隨意訪問，破壞了類Vb的封裝性。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基

10、 礎(chǔ) 此外，繼承不會減少對子類的測試，相反，會使測試過程更加復(fù)雜化。因此，繼承也給測試用例的設(shè)計帶來負面影響。當(dāng)父類與子類的環(huán)境不同時，父類的測試用例對子類沒有什么使用價值，必須為子類設(shè)計新的測試用例。在設(shè)計面向?qū)ο蟮臏y試用例時應(yīng)注意以下三點：(1) 繼承的成員函數(shù)需要測試。對于在父類中已經(jīng)測試過的成員函數(shù)，根據(jù)具體情況仍需在子類中重新測試。一般在下述兩種情況下要對成員函數(shù)重新進行測試： 繼承的成員函數(shù)在子類中有所改動。 成員函數(shù)調(diào)用了改動過的成員函數(shù)。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) (2) 子類的測試用例可以參照父類。例如，有兩個不同的成員函數(shù)的定義如下：father:B()中

11、定義為if (value0) message(less);else if (value=0) message(equal);else message(more);son:B()中定義為if (value 賬戶余額 在步驟 2 處重新加入基本流 TC y 場景4 步驟 2 - 提款金額 賬戶余額 不執(zhí)行備選流 3，執(zhí)行基本流 TC z 場景4 步驟 2 - 提款金額 = 賬戶余額 不執(zhí)行備選流 3，執(zhí)行基本流 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 2基于白盒技術(shù)的單元測試的測試用例設(shè)計從理論上來講，白盒測試應(yīng)該測試程序每一條可能的路徑。在所有簡單的單元內(nèi)實現(xiàn)這樣的目標(biāo)是不切實際的。作為最基

12、本的測試，應(yīng)將每個決策(Decision)到?jīng)Q策路徑(DD 路徑)測試至少一次，這樣可確保將所有語句至少執(zhí)行一次。決策通常是指 if 語句，而 DD 路徑是兩個決策之間的路徑。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 要達到這種程度的測試覆蓋，測試用例應(yīng)確保：(1) 每個if語言的布爾表達式的求值結(jié)果為true和false。例如，表達式(a4)的求值結(jié)果為true/false 的四種組合，即滿足條件覆蓋。(2) 每一個循環(huán)至少要執(zhí)行零次、一次和一次以上。 (3) 可使用代碼覆蓋工具來確定白盒測試未測試到的代碼，另外在進行白盒測試的同時應(yīng)進行可靠性測試。例如，假設(shè)對類SetofPrime中的

13、isPrime函數(shù)執(zhí)行結(jié)構(gòu)測試。該函數(shù)檢查集合是否包含了某個指定的整數(shù)。isPrime函數(shù)的代碼和相應(yīng)的流程圖如圖14.2所示。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 圖14.2 基于白盒技術(shù)的測試用例設(shè)計 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 理論上，測試用例應(yīng)遍歷代碼內(nèi)路徑的所有組合情況。在 isPrime函數(shù)的for循環(huán)中存在兩個可選擇的路徑。測試用例可以一次、多次遍歷該循環(huán)，或是根本就不遍歷。如果測試用例根本就沒有遍歷循環(huán)，則在代碼中只能找到一條路徑。如果遍歷一次，將有三條路徑；如果遍歷兩次，將存在六條路徑。如此類推。因此路徑組合總數(shù)根本無法完全測試，必須選擇所有這些路徑的

14、子集。本例中，可以采用三個測試用例來執(zhí)行所有的語句，測試數(shù)據(jù)m分別為2、3、4，這和基于黑盒的等價類劃分方法得到的結(jié)果是一致的。 第 14章 面 向 對 象 測 試 基 礎(chǔ) 14.5 小 結(jié)面向?qū)ο鬁y試和傳統(tǒng)測試方法有很多類似的地方，主要區(qū)別在于面向?qū)ο鬁y試中的單元測試是以類作為基本單元的，必須針對類單元設(shè)計單元測試用例。除了類單元測試之外，還有類協(xié)作測試。面向?qū)ο蠓椒ㄔ谲浖y試中的應(yīng)用之一就是測試用例或測試案例(Test Case)概念的提出，這也是用例思想在軟件測試中的應(yīng)用即通過設(shè)計合適的測試案例來發(fā)現(xiàn)軟件設(shè)計中存在的問題。此時可根據(jù)用例的使用或者實現(xiàn)過程來設(shè)計測試用例，前者可以參照用例規(guī)格說明，后者可以根據(jù)參與實現(xiàn)的類之間的關(guān)系來設(shè)計用例，以便更好地發(fā)現(xiàn)類協(xié)作之間的問題。