軟件測(cè)試技術(shù)第3章

,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),第三章 單元測(cè)試,由安博測(cè)試空間技術(shù)中心http:/ Down Unit Testing,）的單元測(cè)試策略、自底向上的單元測(cè)試策略（,Bottom up Unit Testing,）和孤立的單元測(cè)試策略。,自頂向下的單元測(cè)試策略,一）步驟：,1.,從最頂層開(kāi)始，把頂層調(diào)用的單元做成樁模塊。,2.,對(duì)第二層測(cè)試，使用上面已測(cè)試的單元做驅(qū)動(dòng)模塊。,3.,依次類(lèi)推，直到全部單元測(cè)試結(jié)束。,二）優(yōu)點(diǎn)：可以在集成測(cè)試之前為系統(tǒng)提供早期的集成途徑。,三）缺點(diǎn)：?jiǎn)卧獪y(cè)試被樁模塊控制，隨著單元測(cè)試的不斷進(jìn)行，測(cè)試過(guò)程也會(huì)變得越來(lái)越復(fù)雜，測(cè)試難度以及開(kāi)發(fā)和維護(hù)的成本都不斷增加；,要求的低層次的結(jié)構(gòu)覆蓋率也難以得到保證；由于需求變更或其他原因而必須更改任何一個(gè)單元時(shí)，就必須重新測(cè)試該單元下層調(diào)用的所有單元；低層單元測(cè)試依賴(lài)頂層測(cè)試，無(wú)法進(jìn)行并行測(cè)試，使測(cè)試進(jìn)度受到不同程度的影響，延長(zhǎng)測(cè)試周期。,四）總結(jié)：從上述分析中，不難看出該測(cè)試策略的成本要高于孤立的單元測(cè)試成本，因此從測(cè)試成本方面來(lái)考慮，并不是最佳的單元測(cè)試策略。,自底向上的單元測(cè)試,一）步驟：,1、先對(duì)模塊調(diào)用圖上的最底層模塊開(kāi)始測(cè)試，模擬調(diào)用該模塊的模塊為驅(qū)動(dòng)模塊。,2、其次，對(duì)上一層模塊進(jìn)行單元測(cè)試，用已經(jīng)被測(cè)試過(guò)的模塊做樁模塊,。,3、依次類(lèi)推，直到全部單元測(cè)試結(jié)束。,二）優(yōu)點(diǎn)：不需要單獨(dú)設(shè)計(jì)樁模塊。,三）缺點(diǎn)：隨著單元測(cè)試的不斷進(jìn)行，測(cè)試過(guò)程會(huì)變得越來(lái)越復(fù)雜，測(cè)試周期延長(zhǎng)，測(cè)試和維護(hù)的成本增加；隨著各個(gè)基本單元逐步加入，系統(tǒng)會(huì)變得異常龐大，因此測(cè)試人員不容易控制；越接近頂層的模塊的測(cè)試其結(jié)構(gòu)覆蓋率就越難以保證；,另外，頂層測(cè)試易受底層模塊變更的影響，任何一個(gè)模塊修改之后，直接或間接調(diào)用該模塊的所有單元都要重新測(cè)試。,由于只有在底層單元測(cè)試完畢之后才能夠進(jìn)行頂層單元的測(cè)試，所以并行性不好。另外，自底向上的單元測(cè)試也不能和詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼同步進(jìn)行。,四）總結(jié)：相對(duì)其它測(cè)試策略而言，該測(cè)試策略比較合理,尤其是需要考慮對(duì)象或復(fù)用時(shí)。它屬于面向功能的測(cè)試，而非面向結(jié)構(gòu)的測(cè)試。對(duì)那些以高覆蓋率為目標(biāo)或者軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間緊張的軟件項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這種測(cè)試方法不適用。,孤立測(cè)試,一）步驟：無(wú)需考慮每個(gè)模塊與其他模塊之間的關(guān)系，分別為每個(gè)模塊單獨(dú)設(shè)計(jì)樁模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，逐一完成所有單元模塊的測(cè)試。,二）優(yōu)點(diǎn)：該方法簡(jiǎn)單、容易操作，因此所需測(cè)試時(shí)間短，能夠達(dá)到高覆蓋率。,三）缺點(diǎn)：不能為集成測(cè)試提供早期的集成途徑。依賴(lài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息，需要設(shè)計(jì)多個(gè)樁模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，增加了額外的測(cè)試成本。,四）總結(jié)：該方法是比較理想的單元測(cè)試方法。如輔助適當(dāng)?shù)募蓽y(cè)試策略，有利于縮短項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)時(shí)間。,綜合測(cè)試,在單元測(cè)試中，為了有效地減少開(kāi)發(fā)樁模塊的工作量，可以考慮綜合自底向上測(cè)試策略和孤立測(cè)試策略。,3.4,單元測(cè)試分析,一般可以從如下幾個(gè)方面進(jìn)行分析和測(cè)試，即：,1、,判斷得到的結(jié)果是否正確？,因?yàn)椋瑢?duì)于測(cè)試而言，首要的任務(wù)就是察看一下所期望的結(jié)果是否正確，即對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。,2、,判斷是否滿(mǎn)足所有的邊界條件？,邊界條件是指軟件計(jì)劃的操作界限所在的邊緣條件。邊界條件測(cè)試是單元測(cè)試中最后也是最重要的一項(xiàng)任務(wù)。在使用邊界值測(cè)試的方法時(shí)，不妨結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目參考以下測(cè)試技巧：輸入了完全偽造或者和要求不一致的數(shù)據(jù)。,1）輸入一個(gè)格式錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。,2）提供一個(gè)空值或者不完整的值。,3）與意料之中的值相差很遠(yuǎn)的值。,4）假如一個(gè)列表中不允許有重復(fù)的數(shù)值存在，就可以給它傳入一組存在重復(fù)數(shù)值的列表；如果某個(gè)字段的值要求唯一，那么可以輸入兩個(gè)或多個(gè)相同的數(shù)值來(lái)進(jìn)行測(cè)試。,5）假如一個(gè)列表中不允許有重復(fù)的數(shù)值存在，就可以給它傳入一組存在重復(fù)數(shù)值的列表；如果某個(gè)字段的值 要求唯一，那么可以輸入兩個(gè)或多個(gè)相同的數(shù)值來(lái)進(jìn)行測(cè)試。,6）如果要求按照一定的順序來(lái)存儲(chǔ)一些數(shù)據(jù)，那么可以輸入一些順序打亂的數(shù)據(jù)來(lái)做測(cè)試。,7）對(duì)于一些做了安全限制的部分，盡量通過(guò)各種途徑嘗試能否繞過(guò)安全限制的測(cè)試。,8）如果功能的啟用有一定的順序限制，就用和期望不一致的順序來(lái)進(jìn)行測(cè)試。,3、分析能否使用反向關(guān)聯(lián)檢查？,在實(shí)際程序中，有一些方法可以使用反向的邏輯關(guān)系來(lái)驗(yàn)證它們。,4、,分析是否能使用其他手段來(lái)交叉檢查一下結(jié)果？,一般而言，對(duì)某個(gè)值進(jìn)行計(jì)算會(huì)有一種以上的算法，但我們會(huì)因考慮到運(yùn)行效率或其他方面的原因而選擇其中的一種。,5、分析是否可以強(qiáng)制一些錯(cuò)誤發(fā)生？,在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中，總會(huì)有意想不到各種各樣的情況和錯(cuò)誤發(fā)生。,6、,分析模塊接口,數(shù)據(jù)在接口處出錯(cuò)就好像丟掉了進(jìn)入大門(mén)的鑰匙，無(wú)法進(jìn)行下一步的工作，只有在數(shù)據(jù)能正確流入、流出模塊的前提下，其他測(cè)試才有意義。,7、,分析局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往是錯(cuò)誤的根源，對(duì)其檢查主要是為了保證臨時(shí)存儲(chǔ)在模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)在程序執(zhí)行過(guò)程中完整、正確，因此應(yīng)仔細(xì)設(shè)計(jì)測(cè)試用例。,8、,分析獨(dú)立路徑,在模塊中應(yīng)對(duì)每一條獨(dú)立執(zhí)行路徑進(jìn)行測(cè)試，單元測(cè)試的基本任務(wù)是保證模塊中每條語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。,9、,分析出錯(cuò)處理是否正確,一個(gè)好的設(shè)計(jì)應(yīng)能預(yù)見(jiàn)各種出錯(cuò)條件，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)某鲥e(cuò)處理，即預(yù)設(shè)各種出錯(cuò)處理通路。,3.5,單元測(cè)試用例設(shè)計(jì),單元測(cè)試用例的設(shè)計(jì)既可以使用白盒測(cè)試也可以使用黑盒測(cè)試，但以白盒測(cè)試為主。,白盒測(cè)試進(jìn)入的前提條件是測(cè)試人員已經(jīng)對(duì)被測(cè)試對(duì)象有了一定的了解，基本上明確了被測(cè)試軟件的邏輯結(jié)構(gòu)。,黑盒測(cè)試是要首先了解軟件產(chǎn)品具備的功能和性能等需求，再根據(jù)需求設(shè)計(jì)一批測(cè)試用例以驗(yàn)證程序內(nèi)部活動(dòng)是否符合設(shè)計(jì)要求的活動(dòng)。,測(cè)試人員在實(shí)際工作中至少應(yīng)該設(shè)計(jì)能夠覆蓋如下需求的基于功能的單元測(cè)試用例：,測(cè)試程序單元的功能是否實(shí)現(xiàn)；,測(cè)試程序單元性能是否滿(mǎn)足要求（可選）；,是否有可選的其它測(cè)試特性，如邊界、余量、安全性、可靠性、強(qiáng)度測(cè)試、人機(jī)交互界面測(cè)試等。,無(wú)論是白盒測(cè)試還是黑盒測(cè)試，每個(gè)測(cè)試用例都應(yīng)該包含下面,4,個(gè)關(guān)鍵元素：,(1),被測(cè)單元模塊初始狀態(tài)聲明，即測(cè)試用例的開(kāi)始狀態(tài)（僅適用于被測(cè)單元維持了調(diào)用中間狀態(tài)的情況,),；,(2)被測(cè)單元的輸入，包含由被測(cè)單元讀入的任何外部數(shù)據(jù)值；,(3)該測(cè)試用例實(shí)際測(cè)試的代碼，用被測(cè)單元的功能和測(cè)試用例設(shè)計(jì)中使用的分析來(lái)說(shuō)明，如：?jiǎn)卧心囊粋€(gè)決策條件被測(cè)試；,(4),測(cè)試用例的期望輸出結(jié)果（在測(cè)試進(jìn)行之前的測(cè)試說(shuō)明中定義）。,一、測(cè)試用例設(shè)計(jì)步驟,以下描述進(jìn)行測(cè)試用例設(shè)計(jì)的,6,步通用過(guò)程。,步驟,1,：首先使被測(cè)單元運(yùn)行；,這個(gè)階段適合的技術(shù)有：,模塊設(shè)計(jì)說(shuō)明導(dǎo)出的測(cè)試,對(duì)等區(qū)間劃分,步驟,2,：正面測(cè)試,(Positive Testing),這個(gè)階段適合的技術(shù)：,設(shè)計(jì)說(shuō)明導(dǎo)出的測(cè)試,對(duì)等區(qū)間劃分,狀態(tài)轉(zhuǎn)換測(cè)試,步驟,3,：負(fù)面測(cè)試,(Negative Testing),適合的技術(shù)有：,錯(cuò)誤猜測(cè),邊界值分析,內(nèi)部邊界值測(cè)試,狀態(tài)轉(zhuǎn)換測(cè)試,步驟,4:,模塊設(shè)計(jì)需求中其它測(cè)試特性用例設(shè)計(jì),適合的技術(shù)：設(shè)計(jì)說(shuō)明導(dǎo)出的測(cè)試,步驟,5,：覆蓋率測(cè)試用例設(shè)計(jì),適合的技術(shù)：,分支測(cè)試,條件測(cè)試,數(shù)據(jù)定義使用測(cè)試,狀態(tài)轉(zhuǎn)換測(cè)試,步驟,6,：測(cè)試執(zhí)行,步驟,7,：完善代碼覆蓋,適合的技術(shù)：,分支測(cè)試,條件測(cè)試,設(shè)計(jì)定義,試驗(yàn)測(cè)試,狀態(tài)轉(zhuǎn)換測(cè)試,二、面向?qū)ο髴?yīng)用程序的單元測(cè)試用例設(shè)計(jì),類(lèi)測(cè)試一般也采用傳統(tǒng)的兩種測(cè)試方式：功能性測(cè)試和結(jié)構(gòu)性測(cè)試，即黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試。,1,、功能性測(cè)試,功能性測(cè)試包括兩個(gè)層次：,類(lèi)的規(guī)格說(shuō)明和方法的規(guī)格說(shuō)明。,2,、結(jié)構(gòu)性測(cè)試,結(jié)構(gòu)性測(cè)試對(duì)類(lèi)中的方法進(jìn)行測(cè)試，它把類(lèi)作為一個(gè)單元來(lái)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試分為兩層：第一層考慮類(lèi)中各獨(dú)立方法的代碼；第二層考慮方法之間的相互作用，每個(gè)方法的測(cè)試要求能針對(duì)其所有的輸入情況。,(1),方法的單獨(dú)測(cè)試：,(2),方法的綜合測(cè)試,：,3,、基于對(duì)象,狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的面向?qū)ο筌浖y(cè)試,面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法通常采用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖建立對(duì)象的動(dòng)態(tài)行為模型。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖用于刻畫(huà)對(duì)象,響應(yīng)各種事件時(shí)狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移的情況，結(jié)點(diǎn)表示對(duì)象的某個(gè)可能狀態(tài)，結(jié)點(diǎn)之間的有向邊通常用“事件動(dòng)作”標(biāo)出。,如圖,3-3,的示例中，表示當(dāng)對(duì)象處于狀態(tài),A,時(shí)，若接收到事件,e,則執(zhí)行相應(yīng)的操作,a,且轉(zhuǎn)移到狀態(tài),B,。因此，對(duì)象的狀態(tài)隨各種外來(lái)事件發(fā)生怎樣的變化，是考察對(duì)象行為的一個(gè)重要方面。,圖,3-3,對(duì)象,-,狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,下面給出基于狀態(tài)測(cè)試的主要步驟：,依據(jù)設(shè)計(jì)文檔，或者通過(guò)分析對(duì)象數(shù)據(jù)成員的取值情況空間，得到被測(cè)試類(lèi)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；,給被測(cè)試的類(lèi)加入用于設(shè)置和檢查對(duì)象狀態(tài)的新方法,導(dǎo)出對(duì)象的邏輯狀態(tài)；,對(duì)于狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的每個(gè)狀態(tài)，確定該狀態(tài)是哪些方法的合法起始狀態(tài)，即在該狀態(tài)時(shí)，對(duì)象允許執(zhí)行哪些操作；,在每個(gè)狀態(tài)，從類(lèi)中方法的調(diào)用關(guān)系圖最下層開(kāi)始，逐一測(cè)試類(lèi)中的方法；,測(cè)試每個(gè)方法時(shí)，根據(jù)對(duì)象當(dāng)前狀態(tài)確定出對(duì)方法的執(zhí)行路徑有特殊影響的參數(shù)值，將各種可能組合作為參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。,4,、類(lèi)的數(shù)據(jù)流測(cè)試,數(shù)據(jù)流測(cè)試是一種白盒測(cè)試方法，它利用程序的數(shù)據(jù)流之間的關(guān)系來(lái)指導(dǎo)測(cè)試的選擇。,數(shù)據(jù)流分析,當(dāng)數(shù)據(jù)流測(cè)試用于單個(gè)過(guò)程的單元測(cè)試時(shí)，定義,-,引用對(duì)可利用傳統(tǒng)的迭代的數(shù)據(jù)流分析方法來(lái)計(jì)算，這種方法利用一個(gè)控制流圖,(control flow graph),來(lái)表示程序，其中的節(jié)點(diǎn)表示程序語(yǔ)句，邊表示不同語(yǔ)句的控制流，且每一個(gè)控制流圖都加上了一個(gè)入口和一個(gè)出口。,類(lèi)及類(lèi)測(cè)試,類(lèi)是個(gè)獨(dú)立的程序單位，它應(yīng)該有一個(gè)類(lèi)名并包括屬性說(shuō)明和服務(wù)說(shuō)明兩個(gè)主要部分，對(duì)象是類(lèi)的一個(gè)實(shí)例。不失一般性，我們這里構(gòu)造一個(gè)類(lèi)的模型。,我們對(duì)類(lèi)進(jìn)行三級(jí)測(cè)試，定義如下：,A.,方法內(nèi)部測(cè)試：測(cè)試單個(gè)方法，這級(jí)測(cè)試相當(dāng),于單元測(cè)試；,B.,方法間測(cè)試：在類(lèi)中與其它方法一起測(cè)試一個(gè),直接或間接調(diào)用的公開(kāi)方法，這級(jí)測(cè)試相當(dāng)于,集成測(cè)試；,C.,類(lèi)內(nèi)部測(cè)試：測(cè)試公開(kāi)方法在各種調(diào)用順序時(shí)的,相互作用關(guān)系，由于類(lèi)的調(diào)用能夠激發(fā)一系列不,同順序的方法，我們可以用類(lèi)內(nèi)部測(cè)試來(lái)確定類(lèi),的相互作用關(guān)系順序，但由于公開(kāi)方法的調(diào)用順,序是無(wú)限的，我們只能測(cè)試其中一個(gè)子集。,數(shù)據(jù)流測(cè)試,為了支持現(xiàn)有的類(lèi)內(nèi)部測(cè)試（,Intra-class testing,）技術(shù)，我們需要一個(gè)基于代碼的測(cè)試技術(shù)來(lái)識(shí)別需要測(cè)試的類(lèi)的部件，這種技術(shù)就是數(shù)據(jù)流測(cè)試，它考慮所有的類(lèi)變量及程序點(diǎn)說(shuō)明的定義,-,引用對(duì)（,def,use pairs,）。,計(jì)算類(lèi)的數(shù)據(jù)流信息,為了支持類(lèi)的數(shù)據(jù)流測(cè)試，我們必須計(jì)算類(lèi)的各種定義-引用對(duì)。,為了計(jì)算類(lèi)的三種定義-引用對(duì)，我們可以構(gòu)造一個(gè)類(lèi)控制流圖(class control flow graphCCFG)，其算法如下：,為類(lèi)構(gòu)造類(lèi)調(diào)用圖，作為類(lèi)控制流圖的初值；,把框架(frame)加入到類(lèi)調(diào)用圖中；,根據(jù)相應(yīng)的控制流圖替換類(lèi)調(diào)用圖中的每一,個(gè)調(diào)用節(jié)點(diǎn)，具體實(shí)現(xiàn)方法：對(duì)于類(lèi)C 中的每一,個(gè)方法M，在類(lèi)調(diào)用圖中用方法M 的控制流圖,替代方法M 的調(diào)用結(jié)點(diǎn)，并更新相應(yīng)的邊；,用調(diào)用節(jié)點(diǎn)和返回節(jié)點(diǎn)替換調(diào)用點(diǎn)，具體實(shí)現(xiàn)方法：對(duì)于類(lèi)調(diào)用圖中的每一個(gè)表示類(lèi)C 中調(diào)用方法M 的調(diào)用點(diǎn)S，用一個(gè)調(diào)用節(jié)點(diǎn)和返回節(jié)點(diǎn)代替調(diào)用點(diǎn)S；,把單個(gè)的控制流圖連接起來(lái)，具體實(shí)現(xiàn)方法：對(duì)于類(lèi)控制流圖中的每一個(gè)方法M，加上一條從框架調(diào)用節(jié)點(diǎn)到輸入節(jié)點(diǎn)的邊和一條從輸出節(jié)點(diǎn)到框架返回節(jié)點(diǎn)的邊，其中輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)都在方法M 的控制流圖中；,返回完整的類(lèi)控制流圖。,3.6單元測(cè)試過(guò)程,圖3-7從宏觀的角度概括了單元測(cè)試的工作過(guò)程圖。,一、單元測(cè)試進(jìn)入和退出準(zhǔn)則,如表3-1和表3-2所示：,表,3-1,進(jìn)入準(zhǔn)則,表,3-2,退出準(zhǔn)則,二、單元測(cè)試過(guò)程,圖,3-7,單元測(cè)試工作過(guò)程,（,1,）準(zhǔn)備階段,（,2,）編制階段,（,3,）代碼審查階段,（,4,）單元測(cè)試階段,（,5,）評(píng)審、提交階段,3.7,單元測(cè)試舉例,一、單元測(cè)試計(jì)劃,1.,簡(jiǎn)介,這份文檔的目標(biāo)是詳細(xì)描述對(duì)兩票系統(tǒng)的可以實(shí)現(xiàn)在二次系統(tǒng)圖上進(jìn)行圖形開(kāi)票模塊的功能驗(yàn)證的測(cè)試過(guò)程。,2.,本測(cè)試的總目標(biāo)：,是否實(shí)現(xiàn)了需求文檔中定義的所有功能。,3.