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软件工程1软件工程第八章面向对象的测试8.1面向对象测试的概念8.2开发前期的面向对象测试8.3开发后期的面向对象测试8.4分布式系统的测试软件工程28.1面向对象测试的概念面向对象系统的测试与传统的基于功能的系统的测试之间存在很大差别：1)对象作为一个单独的构件一般比一个功能模块大。2)由对象到子系统的集成通常是松散耦合的，没有一个明显的“顶层”。3)如果对象被复用，测试者无权进入构件内部来分析其代码。软件工程3面向对象的开发模型将系统开发分为面向对象分析（OOA），面向对象设计（OOD）和面向对象编程（OOP）三个阶段。分析阶段产生整个问题领域的抽象描述，在此基础上，进一步归纳出适用于面向对象编程语言的类和类结构，最后形成代码。针对这种开发模型，结合传统测试步骤的划分，本着在整个开发过程中不断测试的原则，应将开发阶段的测试与编码完成后的单元测试、集成测试、系统测试用一个测试模型描述。软件工程4面向对象测试模型OOSystemTestOOIntegrationTestOOUnitTestOOATestOODTestOOPTestOOAOODOOP软件工程5OOATest和OODTest是对分析结果和设计结果的测试，主要是对分析设计产生的文本进行，是软件开发前期的关键性测试。OOPTest主要针对编程风格和程序代码实现进行测试，其主要的测试内容在面向对象单元测试和面向对象集成测试中体现。面向对象单元测试是对程序内部具体单一的功能模块的测试，如果程序是用C++语言实现，主要就是对类成员函数的测试。面向对象单元测试是进行面向对象集成测试的基础。软件工程6面向对象集成测试主要对系统内部的相互服务进行测试，如成员函数间的相互作用，类间的消息传递等。面向对象集成测试不但要基于面向对象单元测试，更要参见OOD或OODTest结果。面向对象系统测试是基于面向对象集成测试的最后阶段的测试，主要以用户需求为测试标准，也需要借鉴OOA或OOATest结果。软件工程78.2开发前期的面向对象测试面向对象的系统开发经历面向对象分析（OOA）面向对象设计（OOD）面向对象编程（OOP）等三个阶段。在这个时期的测试工作主要是静态测试。通过各种评审和质量分析活动，完成必须的测试工作，及时检测和克服各种缺陷。软件工程88.2.1面向对象分析的测试传统的面向过程分析是一个功能分解的过程，是把一个系统看成可以分解的功能的集合。这种传统的功能分解分析法的着眼点在于一个系统需要什么样的信息处理方法和过程，以过程的抽象来对待系统的需要。面向对象分析（OOA）是“把E－R图和语义网络模型，即信息模型中的概念，与面向对象程序设计语言中的重要概念结合在一起而形成的分析方法”，最后得到问题领域的可视的形式描述。OOA的结果是为后续阶段中类的选定和实现，类层软件工程9层次结构的组织和实现提供平台。OOA对问题领域分析抽象的不完整，最终会影响软件的功能实现，导致软件开发后期大量可避免的修补工作；而一些冗余的对象或结构会影响类的选定、程序的整体结构或增加程序员不必要的工作量。因此，OOA测试的重点在其完整性和冗余性。根据Coad和Yourdon方法所提出的OOA实现步骤，对OOA阶段的测试划分为以下五个方面：对认定的类的测试对认定的结构的测试对认定的主题的测试软件工程10对定义的属性和实例连接的测试对定义的服务和消息连接的测试1.对认定的类的测试OOA中认定的类是对问题领域中的结构，其他相关系统，设备，被记忆的事件，系统涉及的人员等实际对象的抽象。对它的测试可以从如下方面考虑：a)认定的类是否全面，是否问题领域中所有涉及到的对象都反映在认定的类中。b)认定的类是否具有多个属性。只有一个属性的类通常应看成其他类的属性，而不是抽象软件工程11为独立的类。c)认定为同一个类的对象是否有共同的，区别于其他类对象的共同属性。d)对认定为同一类的对象是否提供或需要相同的服务，如果服务随着不同的对象而变化，认定的对象就需要分解或利用继承性来分类表示。e)如果系统不需要始终保持类所代表的对象的信息，认定的类也无必要存在。f)认定的类的名称应该尽量准确，适用。2.对认定的结构的测试软件工程12在Coad和Yourdon方法中，认定的结构分为两种：泛化结构和复合结构。泛化结构体现了问题领域中对象的一般与特殊的关系，复合结构体现了问题领域中对象的整体与局部的关系。1)对泛化结构的测试可从如下方面着手：a)对于结构中的一个类，尤其是处于高层的类，看是否能在问题领域中派生出其下一层的类。b)对于结构中的一个类，尤其是处于同一低层的类，看是否能抽象出在现实世界中有意义的更一般的上层的类。软件工程13c)高层的类的属性和服务是否完全体现下层的共性。d)低层的类是否基于其上层类的属性和服务并具有自己的特殊性。2)对复合结构的测试从如下方面入手：a)整体类和局部类的复合（聚合）关系是否符合现实的关系。b)整体类的局部类是否在问题领域中有实际应用。c)整体类中是否遗漏了在问题领域中有用的局部类。软件工程14d)局部类是否能够在问题领域中组合出新的有现实意义的整体类。3.对认定的主题的测试主题是在对象和结构的基础上更高一层的抽象，是为了提供OOA分析结果的可见性，如同文章对各部分内容的概要。对主题的测试应该考虑以下方面：a)贯彻GeorgeMiller的“7+2”原则，如果主题个数超过7个，就要求对有较密切属性和服务的主题进行归并。软件工程15b)主题所反映的一组类和结构是否具有相同和相近的属性和服务。c)认定的主题是否是类和结构更高层的抽象，是否便于理解OOA结果的概貌（尤其是对非技术人员的OOA结果读者）。d)主题间的消息连接（抽象）是否代表了主题所反映的类和结构之间的所有关联。4.对定义的属性和实例连接的测试属性描述类或结构中实例（对象）的特性。而实例连接则反映实例集合之间的映射关系。软件工程16对属性和实例连接的测试从如下方面考虑：a)定义的属性是否对相应的类和泛化结构的每个实例都适用。b)定义的属性在现实世界中是否与这种实例关系密切。c)定义的属性在问题领域中是否与这种实例关系密切。d)定义的属性是否能够不依赖于其他属性被独立理解。e)定义的属性在泛化结构中的位置是否恰当，低层类的共有属性是否在其上层类的属性中软件工程17有定义。f)问题领域中每个类的属性是否定义完整。g)定义的实例连接是否符合实际。h)在问题领域中实例连接的定义是否完整，特别需要注意一对多和多对多的实例连接。5.对定义的服务和消息关联的测试定义服务就是定义每一个类和结构在问题领域中的行为。由于问题领域中的实例之间需要通信，在OOA中就需要定义消息的连接。对服务和消息连接的测试应考虑以下几方面：软件工程18a)类和结构在问题领域中的实例具有不同的状态，是否为状态转换定义了相应的服务。b)类或结构所需要的服务是否都定义了相应的消息连接。c)定义的消息连接所调用的服务是否正确。d)沿着消息连接所执行的线索（消息的调用序列）是否合理，是否符合实际。e)定义的服务是否有重复，是否定义了能够得到的服务。软件工程198.2.2面向对象设计的测试面向对象设计（OOD）从“建模的观点”出发，基于OOA模型归纳出类，并建立类的层次结构或进一步构造成类库，实现分析结果对问题领域的抽象。OOD归纳出的类，可以是OOA类的简单延续，也可以是基于设计要求新建立或从已有类演化的类。因此，OOD是OOA的进一步细化和更高层的抽象，OOD与OOA的界限通常是难以严格区分的。OOD确定类和类结构是想通过重新组合或加以适当的补充，可方便地实现功能的复用和扩充。软件工程20OOD的测试可从如下三方面考虑：对认定的类的测试对构造的类层次结构的测试对类库的支持的测试1.对认定的类的测试认定的类的测试应考虑以下几个方面：a)是否涵盖了OOA中所有认定的对象。b)是否能体现OOA中定义的属性。c)是否能实现OOA中定义的服务。d)是否对应着一个含义明确的数据抽象。软件工程21e)是否尽可能少地依赖其他类。f)类中的方法（C++称为类的成员函数）是否只有单一用途。2.对构造的类层次结构的测试为能充分发挥面向对象的继承共享特性，OOD的类层次结构，通常基于OOA中产生的泛化结构的原则来组织，着重体现父类和子类之间一般性和特殊性关系。在当前的问题领域，对类层次结构的主要要求是能在解空间构造实现全部功能的结构框架。为此应做如下几个方面的检查：软件工程22a)类层次结构中是否涵盖了所有定义的类。b)是否能体现OOA中所定义的实例连接。c)是否能实现OOA中所定义的消息连接。d)子类是否具有父类没有的新特性。e)子类之间的共同特性是否完全在父类中得以体现。3.对类库支持的测试对类库的支持虽然也属于类层次结构的组织问题，但其强调的重点是软件的复用。由于它并不直接影响当前软件的开发和功能实现，可以将其单独提出来测试。软件工程23有关类库支持的测试可从以下几个方面入手:a)一组子类中有关某种含义相同或基本相同的操作，是否有相同的接口（包括名字和参数表）。b)类中方法（C++称为类的成员函数）的功能是否比较单一，相应的代码行是否较少（建议不超过100行）。c)类的层次结构是否是深度大，宽度小。软件工程248.2.3面向对象编程的测试典型的面向对象程序具有继承、封装和多态等新特性，这使得传统的测试策略必须有所改变。封装是对数据的隐藏，外界只能通过接口提供的操作来访问或修改数据，这就降低了直接接触数据的可能性，妨碍了对非法数据操作的测试。继承提高了代码的复用率，同时也提高了错误传播的概率。继承向测试提出了这样一个难题：对继承的代码究竟如何测试？多态令面向对象程序对外表现出强大的处理能力，软件工程25但同时却使得程序内“同一”函数的行为复杂化，测试时不得不考虑不同类型的同名操作具体的实现代码和产生的行为。面向对象程序是把功能的实现分布在类中。与某种设计功能相关的一组对象，通过对象提供的服务和对象之间的消息传递，共同协作来实现这个功能。这种面向对象程序风格，可将出现的错误精确定位在某一个具体的对象。因此，在面向对象编程（OOP）阶段，将测试的目光集中在类功能的实现和相应的面向对象程序风格上。软件工程261.数据成员是否满足数据封装的要求检查数据成员是否满足数据封装的要求，就是检查其数据成员是否能被外界（数据成员所属的类或子类以外的调用）直接调用。更直观的说，当改变数据成员的结构时，看其是否影响了类的对外接口，是否会导致相应外界必须改动。值得注意，有时强制的类型转换会破坏数据的封装特性。例如：classHiden{private:inta=1;软件工程27char*p=hiden;}classVisible{public:intb=2;char*s=visible;}…..…..Hidenpp;Visible*qq=(Visible*)&pp;在上面的程序段中，pp的数据成员可以通过qq被随意访问。软件工程282.类是否实现了要求的功能类的功能都是通过类的成员函数实现的。在测试类的功能实现时，应该首先保证类成员函数执行的正确性。单独地看类的成员函数，与过程性程序中的函数或过程没有本质的区别，几乎所有传统的单元测试中使用的方法，都可在面向对象的单元测试中使用。类函数成员的正确行为只是类能够实现要求功能的基础，而类成员函数之间的交互和类之间的服务调用是单元测试无法确定的。因此需要进行面向对象的集成测试。软件工程29需要注意的是，测试类的功能，不能仅满足于被测试代码能无错运行或被测试类提供的功能无错，还应该以OOD结果为依据，检测类提供的功能是否满足设计的要求，是否有缺陷。必要时（如通过OOD结果仍不清楚明确的地方）还应该参照OOA的结果，并以其为最终标准。软件工程30编程完成之后，需要经历三个阶段的测试：单元测试集成测试系统测试传统的单元测试是针对程序的函数、过程或完成某一特定