軟件工程基礎(chǔ)胡思康第6章

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1、S T Y 高 茜 S T Y 軟 件 測 試 -白 盒 測 試 白 盒 測 試 （ White Box Testing） ， 按 照 程序 內(nèi) 部 的 結(jié) 構(gòu) 、 邏 輯 驅(qū) 動(dòng) 測 試 程 序 ， 通 過 測試 來 檢 測 產(chǎn) 品 內(nèi) 部 動(dòng) 作 是 否 按 照 設(shè) 計(jì) 說 明 書的 規(guī) 定 正 常 進(jìn) 行 ， 檢 驗(yàn) 程 序 中 的 每 條 路 徑 是否 都 能 按 預(yù) 定 要 求 正 確 工 作 。 白 盒 測 試 的 對 象 主 要 是 源 程 序 。 是 指 用 代 碼內(nèi) 部 的 分 支 、 路 徑 、 條 件 ， 使 程 序 設(shè) 計(jì) 的 控制 結(jié) 構(gòu) 導(dǎo) 出 測 試 用 例 ，

2、 是 軟 件 測 試 的 主 要 方法 之 一 。 不 要 求 在 計(jì) 算 機(jī) 上 實(shí) 際 執(zhí) 行 所 測 程 序 ， 主 要 以 一 些 人工 的 模 擬 技 術(shù) 對 軟 件 進(jìn) 行 分 析 和 測 試 。 靜 態(tài) 測 試 大 約可 以 找 出 25%-60%的 邏 輯 錯(cuò) 誤 輸 入 一 組 預(yù) 先 按 照 一 定 的 測 試 準(zhǔn) 則 設(shè) 計(jì) 的 實(shí) 例 數(shù) 據(jù) 驅(qū)動(dòng) 運(yùn) 行 程 序 ， 檢 查 程 序 功 能 是 否 符 合 設(shè) 計(jì) 要 求 ， 發(fā) 現(xiàn)程 序 中 的 錯(cuò) 誤 的 過 程 。 檢 查 程 序 的 內(nèi)部 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 是否 有 效32 原 則所 有 邏 輯 值 都要 測 試

3、 真 和 假兩 種 情 況 1 4保 證 一 個(gè) 模 塊 中的 所 有 路 徑 至 少被 測 試 一 次 檢 查 上 、 下 邊 界及 可 操 作 范 圍 內(nèi)運(yùn) 行 的 所 有 循 環(huán) “ 語 句 覆 蓋 ” 是 一 個(gè) 比 較 弱 的 測 試 標(biāo) 準(zhǔn) ， 它 的 含 義 是 ： 選 擇足 夠 的 測 試 用 例 ， 使 得 程 序 中 每 個(gè) 語 句 至 少 都 能 被 執(zhí) 行 一 次 。 如 ， 例 1： PROCEDURE M(VAR A， B， X： REAL)； BEGIN IF (A1) AND (B=0) THEN X:=X/A； IF (A=2) OR (X1) THEN X:

4、=X+1； END. 為 使 程 序 中 每 個(gè) 語 句 至 少 執(zhí) 行一 次 ， 只 需 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 能 通 過 路徑 ace的 例 子 就 可 以 了 ， 例 如 選擇 輸 入 數(shù) 據(jù) 為 ： A=2 ， B=0 ， X=3 就 可 達(dá) 到 “ 語 句 覆 蓋 ” 標(biāo) 準(zhǔn) 。 語 句 覆 蓋 從 上 例 可 看 出 ， 語 句 覆 蓋 實(shí) 際 上 是 很 弱 的 ， 如 果 第 一個(gè) 條 件 語 句 中 的 AND錯(cuò) 誤 地 編 寫 成 OR， 上 面 的 測 試 用 例是 不 能 發(fā) 現(xiàn) 這 個(gè) 錯(cuò) 誤 的 ； 又 如 第 三 個(gè) 條 件 語 句 中 X 1誤寫 成 X 0， 這 個(gè)

5、 測 試 用 例 也 不 能 暴 露 它 ， 此 外 ， 沿 著 路徑 abd執(zhí) 行 時(shí) ， X的 值 應(yīng) 該 保 持 不 變 ， 如 果 這 一 方 面 有 錯(cuò)誤 ， 上 述 測 試 數(shù) 據(jù) 也 不 能 發(fā) 現(xiàn) 它 們 。 比 “ 語 句 覆 蓋 ” 稍 強(qiáng) 的 覆 蓋 標(biāo) 準(zhǔn) 是 “ 分 支 覆 蓋 ” (或稱 判 定 覆 蓋 )標(biāo) 準(zhǔn) 。 含 義 是 ： 執(zhí) 行 足 夠 的 測 試 用 例 ， 使得 程 序 中 的 每 一 個(gè) 分 支 至 少 都 通 過 一 次 。 A=2 ， B=1 ， X=3A=3 ， B=0 ， X=1 判 定 覆 蓋 判 定 覆 蓋 程 序 中 含 有 判 定

6、的 語 句 包 括 IF-THEN-ELSE、 DO-WHILE、REPEAT-UNTIL等 ， 除 了 雙 值 的 判 定 語 句 外 ， 還 有 多 值 的 判 定語 句 ， 所 以 “ 分 支 覆 蓋 ” 更 一 般 的 含 義 是 ： 使 得 每 一 個(gè) 分 支獲 得 每 一 種 可 能 的 結(jié) 果 。 “ 分 支 覆 蓋 ” 比 “ 語 句 覆 蓋 ” 嚴(yán) 格 ， 因 為 如 果 每 個(gè) 分 支 都執(zhí) 行 過 了 ， 則 每 個(gè) 語 句 也 就 執(zhí) 行 過 了 。 但 是 ， “ 分 支 覆 蓋 ”還 是 很 不 夠 的 ， 例 如 例 1兩 個(gè) 測 試 用 例 未 能 檢 查 沿

7、著 路 徑 abd執(zhí) 行 時(shí) ， X的 值 是 否 保 持 不 變 。 一 個(gè) 判 定 中 往 往 包 含 了 若 干 個(gè) 條 件 ， 如 例 1的 程序 中 ， 判 定 (A 1) AND (B=0)包 含 了 兩 個(gè) 條 件 ： A 1以 及 B=0， 所 以 可 引 進(jìn) 一 個(gè) 更 強(qiáng) 的 覆 蓋 標(biāo) 準(zhǔn) “ 條 件 覆 蓋 ” 。 “ 條 件 覆 蓋 ” 的 含 義 是 ： 執(zhí) 行 足 夠 的 測 試 用 例 ，使 得 判 定 中 的 每 個(gè) 條 件 獲 得 各 種 可 能 的 結(jié) 果 。 例 1的 程 序 有 四 個(gè) 條 件 ： A 1、 B=0、 A=2、 X 1 為 了 達(dá) 到

8、“ 條 件 覆 蓋 ” 標(biāo) 準(zhǔn) ， 需 要 執(zhí) 行 足 夠 的 測 試 用 例 使得 在 a點(diǎn) 有 ： A 1、 A 1、 B=0、 B 0 等 各 種 結(jié) 果 出 現(xiàn) ， 以及 在 b點(diǎn) 有 ： A=2、 A 2、 X 1、 X 1 等 各 種 結(jié) 果 出 現(xiàn) ?，F(xiàn) 在 只 需 設(shè) 計(jì) 以 下 兩 個(gè) 測 試 用 例 就 可 滿 足 這 一 標(biāo) 準(zhǔn) ： A=2， B=0， X=4 (沿 路 徑 ace執(zhí) 行 )； A=1， B=1， X=1 (沿 路 徑 abd執(zhí) 行 )。 條 件 覆 蓋條 件 覆 蓋A=2 ， B=0 ， X=4 A=1 ， B=1 ， X=1 “ 條 件 覆 蓋 ” 通

9、 常 比 “ 分 支 覆 蓋 ” 強(qiáng) ， 因 為 它 使 一 個(gè)判 定 中 的 每 一 個(gè) 條 件 都 取 到 了 兩 個(gè) 不 同 的 結(jié) 果 ， 而 判 定覆 蓋 則 不 保 證 這 一 點(diǎn) ?！?條 件 覆 蓋 ” 并 不 包 含 “ 分 支 覆 蓋 ” ， 如 對 語 句 IF(A AND B)THEN S 設(shè) 計(jì) 測 試 用 例 使 其 滿 足 “ 條 件 覆 蓋 ” ,即使 A為 真 并 使 B為 假 ,以 及 使 A為 假 而 且 B為 真 ,但 是 它 們 都未 能 使 語 句 S得 以 執(zhí) 行 。 針 對 上 面 的 問 題 引 出 了 另 一 種 覆 蓋 標(biāo) 準(zhǔn) “ 分 支

10、條 件 覆 蓋 ” ， 它 的 含 義 是 ： 執(zhí) 行 足 夠 的 測 試 用 例 ， 使得 分 支 中 每 個(gè) 條 件 取 到 各 種 可 能 的 值 ， 并 使 每 個(gè) 分 支 取到 各 種 可 能 的 結(jié) 果 。對 例 1的 程 序 ， 前 面 的 兩 個(gè) 例 子 A=2， B=0， X=4 (沿 ace路 徑 ) A=1， B=1， X=1 (沿 abd路 徑 ) 是 滿 足 這 一 標(biāo) 準(zhǔn) 的 。 針 對 上 述 問 題 又 提 出 了 另 一 種 標(biāo) 準(zhǔn) “ 條 件 組合 覆 蓋 ” 。它 的 含 義 是 ： 執(zhí) 行 足 夠 的 例 子 ， 使 得 每 個(gè) 判 定 中條 件 的 各

11、 種 可 能 組 合 都 至 少 出 現(xiàn) 一 次 。 顯 然 ， 滿 足“ 條 件 組 合 覆 蓋 ” 的 測 試 用 例 是 一 定 滿 足 “ 分 支 覆蓋 ” 、 “ 條 件 覆 蓋 ” 和 “ 分 支 /條 件 覆 蓋 ” 的 。 再 看 例 1的 程 序 ， 我 們 需 要 選 擇 適 當(dāng) 的 例 子 ，使 得 下 面 8種 條 件 組 合 都 能 夠 出 現(xiàn) ：1） A1, B=0 2) A1, B 0 3) A 1, B=04) A 1, B 0 5) A=2, X1 6) A=2,X 1 7) A 2, X1 8) A 2, X 1 5)、 6)、 7)、 8） 四 種 情 況

12、 是 第 二 個(gè) IF語 句 的 條 件 組 合 ， 而 X的 值 在 該 語 句 之 前 是 要經(jīng) 過 計(jì) 算 的 ， 所 以 還 必 須 根 據(jù) 程 序 的 邏 輯 推算 出 在 程 序 的 入 口 點(diǎn) X的 輸 入 值 應(yīng) 是 什 么 。 下 面 設(shè) 計(jì) 的 四 個(gè) 例 子 可 以 使 上 述 8種 條 件 組合 至 少 出 現(xiàn) 一 次 ： A=2， B=0， X=4 使 1)、 5)兩 種 情 況 出 現(xiàn) ； A=2， B=1， X=1 使 2)、 6)兩 種 情 況 出 現(xiàn) ； A=1， B=0， X=2 使 3)、 7)兩 種 情 況 出 現(xiàn) ； A=1， B=1， X=1 使 4

13、)、 8)兩 種 情 況 出 現(xiàn) 。 上 面 四 個(gè) 例 子 雖 然 滿 足 條 件 組 合 覆蓋 ， 但 并 不 能 覆 蓋 程 序 中 的 每 一 條 路徑 ， 例 如 路 徑 acd就 沒 有 執(zhí) 行 ， 因 此 ，條 件 組 合 覆 蓋 標(biāo) 準(zhǔn) 仍 然 是 不 徹 底 。 路 徑 測 試 就 是 設(shè) 計(jì) 足 夠 多 的 測 試用 例 ， 覆 蓋 被 測 試 對 象 中 的 所 有 可能 路 徑 。對 于 例 1， 下 面 的 測 試 用 例 則 可 對程 序 進(jìn) 行 全 部 的 路 徑 覆 蓋 。測 試 用 例 通 過 路 徑 A=2、 B=0、X=3 aceA=1、 B=0、X=1

14、abdA=2、 B=1、X=1 abeA=3、 B=0、X=1 acd 例 1是 很 簡 單 的 程 序 函 數(shù) ， 只 有 四 條 路 徑 。 但 在實(shí) 踐 中 ， 一 個(gè) 不 太 復(fù) 雜 的 程 序 ， 其 路 徑 都 是 一 個(gè) 龐大 的 數(shù) 字 ， 要 在 測 試 中 覆 蓋 所 有 的 路 徑 是 不 現(xiàn) 實(shí) 的 。為 了 解 決 這 一 難 題 ， 只 得 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 一 次 。 基 本 路 徑 測 試 就 是 這 樣 一 種 測 試 方 法 ， 它 在 程 序控 制 圖 的 基

15、礎(chǔ) 上 ， 通 過 分 析 控 制 構(gòu) 造 的 環(huán) 行 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 執(zhí) 行 一 次 。 前 提 條 件 ： 測 試 進(jìn) 入 的 前 提 條 件 是 在 測 試 人 員 已經(jīng) 對 被 測 試 對 象 有 了 一 定 的 了 解 ， 基 本 上 明 確 了 被測 試 軟 件 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 。測 試 過 程 ： 過 程 是 通 過 針 對 程 序 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 和加 載 測 試 用

16、 例 ， 驅(qū) 動(dòng) 程 序 執(zhí) 行 ， 以 對 程 序 路 徑 進(jìn) 行測 試 。 測 試 結(jié) 果 是 分 析 實(shí) 際 的 測 試 結(jié) 果 與 預(yù) 期 的 結(jié)果 是 否 一 致 。 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

17、 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 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 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 試 中 起 輔 助 作 用 的軟 件 工 具 ， 利 用 它 可

18、 以 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 地 確 定 一 個(gè) 基 本路 徑 集 。 在 介 紹 基 本 路 徑 方 法 之 前 ， 必 須 先 介 紹 一 種 簡 單的 控 制 流 表 示 方 法 ， 即 流 圖 。 流 圖 是 對 待 測 試 程序 過 程 處 理 的 一 種 表 示 。 流 圖 使 用 下 面 的 符 號(hào) 描述 邏 輯 控 制 流 ， 每 一 種 結(jié) 構(gòu) 化 構(gòu) 成 元 素 有 一 個(gè) 相應(yīng) 的 流 圖 符 號(hào) 。 順 序 結(jié) 構(gòu) if 結(jié) 構(gòu) Case 結(jié) 構(gòu)while 結(jié) 構(gòu) until 結(jié) 構(gòu) 流 圖 只 有 二 種 圖 形 符 號(hào)l 圖 中 的 每 一 個(gè) 圓 稱 為 流 圖 的 結(jié)

19、點(diǎn) ， 代 表 一 條 或 多條 語 句 。l 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 。 在 將 程 序 流 程 圖 簡 化 成 控 制 流 圖 時(shí) ， 應(yīng) 注 意 ：l 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) 。l 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 。 17 6 2,389 1011 4,5 7 6 231 8 4 511 9 1

20、0 節(jié) 點(diǎn) 邊 區(qū) 域區(qū) 域 ： 由 邊 和 節(jié) 點(diǎn) 封 閉 起 來 的 區(qū) 域計(jì) 算 區(qū) 域 ： 不 要 忘 記 區(qū) 域 外 的 部 分待 測 試 程 序 用 流 圖 表 示 的 待 測 試程 序 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 2 x 3 else 4 y 獨(dú) 立 路 徑 ： 至 少 沿 一 條 新 的 邊 移 動(dòng) 的 路 徑17 6

21、2,389 1011 4,5 路 徑 1： 1-11路 徑 2： 1-2-3-4-5-10-1-11路 徑 3： 1-2-3-6-8-9-10-1-11路 徑 4： 1-2-3-6-7-9-10-1-11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 。 第 一 步 ： 畫 出 控 制 流 圖 流 程 圖 用 來 描 述 程 序 控 制 結(jié) 構(gòu) 。 可 將 流 程 圖 映 射 到 一 個(gè) 相 應(yīng)的 流 圖 。 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

22、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 圖 外 部 的 范 圍 。 第 一 步 ： 畫 出 控 制 流 圖 第 二 步 ： 計(jì) 算 圈 復(fù) 雜 度 圈 復(fù) 雜 度 是 一 種 為 程 序 邏

23、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 。 第 二 步 ： 計(jì) 算 圈 復(fù) 雜 度 ， 對 應(yīng)右 圖 中 的 圈 復(fù) 雜 度 ， 計(jì) 算 如 下 ：l 流 圖 中 有 四 個(gè) 區(qū) 域 ；l V(G)=10條 邊 -8結(jié) 點(diǎn) +2=4; 第 三 步 ： 導(dǎo) 出 測 試 用 例 根 據(jù) 上 面 的 計(jì) 算 方 法 ， 可 得 出

24、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 的獨(dú) 立 路 徑 的 條 數(shù) 。 )路 徑 1： 4-14 路 徑 2： 4-6-7-14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 ， 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

25、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) 的 數(shù) 據(jù) 以 保 證 某 一 條 路 徑 可 以 被 測試 到 。 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 數(shù) 的 個(gè) 數(shù) 、 總分 數(shù) 和 平 均 值 。 開 始 i =1， n1=n2=0， sum=0Score i -1 AND n20 AND scorei0 average=sum/n1average= 1 返 回F FF TT T12和 345和 6 7 89 1011 12 課 件 P41 給 出 六 個(gè) 測 試 用 例 M M Y THANKYOU!