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(cè)試基礎(chǔ)

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1、第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 第14章 面向?qū)ο鬁y(cè)試基礎(chǔ) 14.1 面向?qū)ο蟮膯卧獪y(cè)試 14.2 面向?qū)ο蟮募蓽y(cè)試 14.3 面向?qū)ο蟮拇_認(rèn)測(cè)試與系統(tǒng)測(cè)試 14.4 設(shè)計(jì)測(cè)試用例 14.5小結(jié) 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 14.1 面向?qū)ο蟮膯卧獪y(cè)試在面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)中，“封裝”導(dǎo)致了類和對(duì)象的定義特點(diǎn)，這意味著類和類的實(shí)例(對(duì)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(duì)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(duì)象是最小的可測(cè)試單元。一個(gè)類可以包含一組不同的操作，而一個(gè)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(cè)試與傳統(tǒng)測(cè)試方法不一樣，它的含義發(fā)生了很大變化。 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 面向?qū)ο筌浖膯卧獪y(cè)試不是獨(dú)立地測(cè)試單個(gè)操作，而是把所有操作都看成類的一部分，全面地測(cè)試類和對(duì)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(cè)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(gè)類與其他的類協(xié)同工作時(shí)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤?，F(xiàn)以實(shí)例說明：在一個(gè)類層次中，操作A在超類中定義并被一組子類繼承，每個(gè)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(gè)

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

4、試使用獨(dú)立類的最下層的類(稱為依賴類)；然后，對(duì)根據(jù)依賴類的使用關(guān)系，從下到上一個(gè)層次一個(gè)層次地持續(xù)進(jìn)行測(cè)試，直至把整個(gè)軟件系統(tǒng)測(cè)試完為止。除了上述兩種測(cè)試方法，還有一種集群測(cè)試法，是面向?qū)ο筌浖蓽y(cè)試的一個(gè)步驟。為了檢查一群相互協(xié)作的類，用精心設(shè)計(jì)的測(cè)試用例，力圖發(fā)現(xiàn)協(xié)作錯(cuò)誤，即集群測(cè)試。通過研究對(duì)象模型可以確定協(xié)作類。為減少測(cè)試工作的工作量，在進(jìn)行集成測(cè)試時(shí)，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(cè)試的部分，從而優(yōu)化測(cè) 試用例，使測(cè)試能夠達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 14.3 面向?qū)ο蟮拇_認(rèn)測(cè)試與系統(tǒng)測(cè)試通過對(duì)軟件的單元測(cè)試和集成測(cè)試，僅能確認(rèn)軟件開

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

6、例(Test Case)是為實(shí)現(xiàn)某個(gè)特殊目標(biāo)(驗(yàn)證或者找錯(cuò))而執(zhí)行系統(tǒng)的過程。它包括精心設(shè)計(jì)的一組測(cè)試輸入、執(zhí)行條件以及預(yù)期結(jié)果，以便測(cè)試某個(gè)程序功能或者路徑是否滿足特定需求。測(cè)試用例包括對(duì)特定的軟件產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試的任務(wù)描述，體現(xiàn)測(cè)試方案、方法、技術(shù)和策略，其內(nèi)容包括測(cè)試目標(biāo)、測(cè)試環(huán)境、輸入數(shù)據(jù)、測(cè)試步驟、預(yù)期結(jié)果、測(cè)試腳本等， 并形成文檔。 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 測(cè)試用例是針對(duì)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(jì)的測(cè)試方案。對(duì)軟件的每個(gè)特定功能或運(yùn)行操作路徑的測(cè)試構(gòu)成了一個(gè)個(gè)測(cè)試用例。不同類別的軟件，測(cè)試用例的策略、方法和側(cè)重點(diǎn)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(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試腳本從測(cè)試用例中劃分出來，以供重用。目前，面向?qū)ο筌浖臏y(cè)試用例的設(shè)計(jì)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(cè)試用例設(shè)計(jì)的方法，要點(diǎn)如下： 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) (1) 每一個(gè)測(cè)試用例都要有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)，并與被測(cè)試的一個(gè)或幾個(gè)類相關(guān)聯(lián)起來。(2) 每個(gè)測(cè)試用例都要陳述測(cè)試目的。(3) 對(duì)每個(gè)測(cè)試用例要有相應(yīng)的測(cè)試步驟，包括被測(cè)對(duì)象的特定狀態(tài)、所使用的消息和操作、可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤及測(cè)試需要的外部環(huán)境。(4) 與傳統(tǒng)軟件測(cè)試(測(cè)試用例的設(shè)計(jì)由軟件的輸入處理輸出或單個(gè)模塊的算法細(xì)節(jié)驅(qū)動(dòng))

8、不同，面向?qū)ο鬁y(cè)試關(guān)注于設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)牟僮餍蛄幸詸z查類的狀態(tài)。 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 測(cè)試用例分為基于黑盒的測(cè)試用例和基于白盒的測(cè)試用例。前者也叫做基于系統(tǒng)外部需求的測(cè)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(jìn)行設(shè)計(jì)，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(cè)試用例，主要依據(jù)分析設(shè)計(jì)階段的邏輯和物理模型，如類圖和順序圖以及代碼設(shè)計(jì)測(cè)試用例，旨在測(cè)試軟件功能執(zhí)行過程中對(duì)象的交互過程，包括消息、響應(yīng)以及各個(gè)程序路徑等。 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 14.4.2 面向?qū)ο蟾拍顚?duì)測(cè)試用例設(shè)計(jì)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(shí)它又為面向?qū)ο蟮能浖y(cè)試帶來負(fù)面影響。類的屬性和操作是被封裝的，而測(cè)試需要了解對(duì)象的詳細(xì)狀態(tài)。同時(shí)，當(dāng)改變數(shù)據(jù)成員的結(jié)構(gòu)時(shí)，要測(cè)試是否影響了類的對(duì)外接口，是否導(dǎo)致相應(yīng)的外界必須改動(dòng)。例如，強(qiáng)制的類型轉(zhuǎn)換會(huì)破壞數(shù)據(jù)的封裝性。請(qǐng)看下面的這段程序： 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 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(duì) 象 測(cè) 試 基

10、 礎(chǔ) 此外，繼承不會(huì)減少對(duì)子類的測(cè)試，相反，會(huì)使測(cè)試過程更加復(fù)雜化。因此，繼承也給測(cè)試用例的設(shè)計(jì)帶來負(fù)面影響。當(dāng)父類與子類的環(huán)境不同時(shí)，父類的測(cè)試用例對(duì)子類沒有什么使用價(jià)值，必須為子類設(shè)計(jì)新的測(cè)試用例。在設(shè)計(jì)面向?qū)ο蟮臏y(cè)試用例時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1) 繼承的成員函數(shù)需要測(cè)試。對(duì)于在父類中已經(jīng)測(cè)試過的成員函數(shù)，根據(jù)具體情況仍需在子類中重新測(cè)試。一般在下述兩種情況下要對(duì)成員函數(shù)重新進(jìn)行測(cè)試： 繼承的成員函數(shù)在子類中有所改動(dòng)。 成員函數(shù)調(diào)用了改動(dòng)過的成員函數(shù)。 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) (2) 子類的測(cè)試用例可以參照父類。例如，有兩個(gè)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(chǎng)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(chǎng)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(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 2基于白盒技術(shù)的單元測(cè)試的測(cè)試用例設(shè)計(jì)從理論上來講，白盒測(cè)試應(yīng)該測(cè)試程序每一條可能的路徑。在所有簡(jiǎn)單的單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)是不切實(shí)際的。作為最基

12、本的測(cè)試，應(yīng)將每個(gè)決策(Decision)到?jīng)Q策路徑(DD 路徑)測(cè)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(gè)決策之間的路徑。 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 要達(dá)到這種程度的測(cè)試覆蓋，測(cè)試用例應(yīng)確保：(1) 每個(gè)if語言的布爾表達(dá)式的求值結(jié)果為true和false。例如，表達(dá)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(gè)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(cè)試未測(cè)試到的代碼，另外在進(jìn)行白盒測(cè)試的同時(shí)應(yīng)進(jìn)行可靠性測(cè)試。例如，假設(shè)對(duì)類SetofPrime中的

13、isPrime函數(shù)執(zhí)行結(jié)構(gòu)測(cè)試。該函數(shù)檢查集合是否包含了某個(gè)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(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 圖14.2 基于白盒技術(shù)的測(cè)試用例設(shè)計(jì) 第 14章 面 向 對(duì) 象 測(cè) 試 基 礎(chǔ) 理論上，測(cè)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(gè)可選擇的路徑。測(cè)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(cè)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(cè)試，必須選擇所有這些路徑的

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