白盒测试介绍[1]

1白盒测试2白盒测试白盒测试概念测试覆盖标准逻辑驱动测试基本路径测试控制结构测试的变种面向对象的白盒测试3白盒测试概念为什么要进行白盒测试？如果所有软件错误的根源都可以追溯到某个唯一原因，那么问题就简单了。然而，事实上一个bug常常是由多个因素共同导致的，如下图所示。假设此时开发工作已结束，程序送交到测试组，没有人知道代码中有一个潜在的被0除的错误。若测试组采用的测试用例的执行路径没有同时经过x=0和y=5/x进行测试，显然测试工作似乎非常完善，测试用例覆盖了所有执行语句，也没有被0除的错误发生。4白盒测试概念白盒测试也称结构测试或逻辑驱动测试，是一种测试用例设计方法，它从程序的控制结构导出测试用例。（测试用例由测试输入数据以及与之对应的输出结果组成。测试用例设计的好坏直接决定了测试的效果和结果。所以说在软件测试活动中最关键的步骤就是设计有效的测试用例。）白盒测试使用被测单元内部如何工作的信息，允许测试人员对程序内部逻辑结构及有关信息来设计和选择测试用例，对程序的逻辑路径进行测试。基于一个应用代码的内部逻辑知识，测试是基于覆盖全部代码、分支、路径、条件。白盒测试概念5白盒测试的主要目的:保证一个模块中的所有独立路径至少被执行一次；对所有的逻辑值均需要测试真、假两个分支；在上下边界及可操作范围内运行所有循环；检查内部数据结构以确保其有效性。白盒测试概念6测试覆盖标准白盒法特点：以程序的内部逻辑为基础设计测试用例，所以又称为逻辑覆盖法。应用白盒法时，手头必须有程序的规格说明以及程序清单。白盒法考虑的是测试用例对程序内部逻辑的覆盖程度。最彻底的白盒法是覆盖程序中的每一条路径，但是由于程序中一般含有循环，所以路径的数目极大，要执行每一条路径是不可能的，只能希望覆盖的程度尽可能高些。7测试覆盖标准8测试覆盖标准上页小程序的流程图，其中包括了一个执行达20次的循环。那么它所包含的不同执行路径数高达520（＝1013）条，若要对它进行穷举测试，覆盖所有的路径。假使测试程序对每一条路径进行测试需要1毫秒，同样假定一天工作24小时，一年工作365天，那么要想把如图所示的小程序的所有路径测试完，则需要3170年。上页小程序即使每条路径都测试过了，仍然可能存在错误。因为：穷举路径测试无法检查出程序本身是否违反了设计规范，即程序是否是一个错误的程序。穷举路径测试不可能查出程序因为遗漏路径而出错。穷举路径测试发现不了一些与数据相关的错误。9测试覆盖标准为了衡量测试的覆盖程度，需要建立一些标准。测试覆盖率可以表示出测试的充分性，在测试分析报告中可以作为量化指标的依据，测试覆盖率越高效果越好。测试覆盖率：用于确定测试所执行到的覆盖项的百分比。测试覆盖率包括功能点覆盖率和逻辑覆盖率：功能点覆盖率大致用于表示软件已经实现的功能与软件需要实现的功能之间的比例关系。逻辑覆盖率指程序逻辑的覆盖率，可分为语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、组合覆盖和路径覆盖。10测试覆盖标准覆盖标准从低到高分别是：语句覆盖：是一个比较弱的测试标准，它的含义是：选择足够的测试用例，使得程序中每个语句至少都能被执行一次。它是最弱的逻辑覆盖，效果有限，必须与其它方法交互使用。判定覆盖（也称为分支覆盖）：执行足够的测试用例，使得程序中的每一个分支至少都通过一次。判定覆盖只比语句覆盖稍强一些，但实际效果表明，只是判定覆盖，还不能保证一定能查出在判断的条件中存在的错误。因此，还需要更强的逻辑覆盖准则去检验判断内部条件。条件覆盖：执行足够的测试用例，使程序中每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次；条件覆盖深入到判定中的每个条件，但可能不能满足判定覆盖的要求。11测试覆盖标准判定/条件覆盖：执行足够的测试用例，使得判定中每个条件取到各种可能的值，并使每个判定取到各种可能的结果。判定/条件覆盖有缺陷。从表面上来看，它测试了所有条件的取值。但是事实并非如此。往往某些条件掩盖了另一些条件。会遗漏某些条件取值错误的情况。为彻底地检查所有条件的取值，需要将判定语句中给出的复合条件表达式进行分解，形成由多个基本判定嵌套的流程图。这样就可以有效地检查所有的条件是否正确了。条件组合覆盖：执行足够的例子，使得每个判定中条件的各种可能组合都至少出现一次。这是一种相当强的覆盖准则，可以有效地检查各种可能的条件取值的组合是否正确。它不但可覆盖所有条件的可能取值的组合，还可覆盖所有判断的可取分支，但可能有的路径会遗漏掉。测试还不完全。路径覆盖：设计足够多的测试用例，要求覆盖程序中所有可能的路径。12测试覆盖标准组合覆盖判断/条件覆盖判断覆盖条件覆盖语句覆盖13逻辑驱动测试概述语句覆盖判定覆盖（分支覆盖）条件覆盖判定/条件覆盖条件组合覆盖综合举例逻辑驱动测试14白盒测试的主要方法：逻辑驱动测试语句覆盖：语句覆盖就是设计若干个测试用例，运行被测试程序，使得每一条可执行语句至少执行一次；判定覆盖（也称为分支覆盖）：设计若干个测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的取真分支和取假分支至少执行一次；条件覆盖：设计足够多的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次；判定/条件覆盖：设计足够多的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的每个条件的所有可能取值至少执行一次，并且每个可能的判断结果也至少执行一次，换句话说，即是要求各个判断的所有可能的条件取值组合至少执行一次；条件组合覆盖：设计足够多的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的所有可能的条件取值组合至少执行一次；基本路径测试设计足够多的测试用例，运行所测程序，要覆盖程序中所有可能的路径。这是最强的覆盖准则。但在路径数目很大时，真正做到完全覆盖是很困难的，必须把覆盖路径数目压缩到一定限度。逻辑驱动测试15语句覆盖语句覆盖”是一个比较弱的测试标准，它的含义是：选择足够的测试用例，使得程序中每个语句至少都能被执行一次。如，例1：PROCEDUREM(VARA，B，X：REAL)；BEGINIF(A1)AND(B=0)THENX:=X/A；IF(A=2)OR(X1)THENX:=X+1；END.逻辑驱动测试16语句覆盖为使程序中每个语句至少执行一次，只需设计一个能通过路径ace的例子就可以了，例如选择输入数据为：A=2，B=0，X=3就可达到“语句覆盖”标准。语句覆盖逻辑驱动测试17语句覆盖从上例可看出，语句覆盖实际上是很弱的，发现不了判定中逻辑运算的错误，即它并不是一种充分的检验方法。例如：1）如果第一个条件语句中的AND错误地编写成OR，上面的测试用例是不能发现这个错误的；2）如第三个条件语句中X＞1误写成X＞0，这个测试用例也不能暴露它；3）沿着路径abd执行时，X的值应该保持不变，如果这一方面有错误，上述测试数据也不能发现它们。逻辑驱动测试18语句覆盖例2：voidDoWork(intx,inty,intz){intk=0,j=0;if((x3)&&(z10)){k=x*y-1;//语句块1j=sqrt(k);}if((x==4)||(y5)){j=x*y+10;//语句块2}j=j%3;//语句块3}逻辑驱动测试19语句覆盖Yes入口Noabc执行语句块2执行语句块1YesdNoe出口执行语句块3(x3)&&(z10)(x==4)||(y5)为了测试语句覆盖率只要设计一个测试用例就可以把三个执行语句块中的语句覆盖了。测试用例输入为：x=4、y=5、z=5程序执行的路径是：abd逻辑驱动测试20语句覆盖该测试用例虽然覆盖了可执行语句，但并不能检查判断逻辑是否有问题，例如在第一个判断中把&&错误的写成了||，则上面的测试用例仍可以覆盖所有的执行语句。一般认为“语句覆盖”是很不充分的一种标准，是最弱的逻辑覆盖准则。逻辑驱动测试21分支覆盖比“语句覆盖”稍强的覆盖标准是“分支覆盖”(或称判定覆盖)标准。含义是：执行足够的测试用例，使得程序中的每一个分支至少都通过一次。逻辑驱动测试22分支覆盖对例1的程序，如果设计两个例子，使它们能通过路径ace和abd，或者通过路径acd和abe，就可达到“判定覆盖”标准，为此，可以选择输入数据为：①A=3，B=0，X=1(沿路径acd执行)；②A=2，B=1，X=3(沿路径abe执行)逻辑驱动测试23分支覆盖判定覆盖判定覆盖A=3，B=0，X=1(沿路径acd执行)A=2，B=1，X=3(沿路径abe执行)逻辑驱动测试24分支覆盖对于例2的程序，如果设计两个测试用例则可以满足条件覆盖的要求。测试用例的输入为：x=4、y=5、z=5x=2、y=5、z=5上面的两个测试用例虽然能够满足条件覆盖的要求，但是也不能对判断条件进行检查，例如把第二个条件y5错误的写成y5,、上面的测试用例同样满足了分支覆盖。Yes入口Noabc执行语句块2执行语句块1YesdNoe出口执行语句块3(x3)&&(z10)(x==4)||(y5)逻辑驱动测试25分支覆盖16352789410说明：以上仅考虑了两出口的判断，我们还应把判定覆盖准则扩充到多出口判断（如Case语句）的情况。因此，判定覆盖更为广泛的含义应该是使得每一个判定获得每一种可能的结果至少一次。26分支覆盖“分支覆盖”比“语句覆盖”严格，因为如果每个分支都执行过了，则每个语句也就执行过了。但是，“分支覆盖”还是很不够的，例如例1两个测试用例未能检查沿着路径abd执行时，X的值是否保持不变。逻辑驱动测试27条件覆盖一个判定中往往包含了若干个条件，如例1的程序中，判定(A＞1)AND(B=0)包含了两个条件：A＞1以及B=0，所以可引进一个更强的覆盖标准——“条件覆盖”。“条件覆盖”的含义是：执行足够的测试用例，使得判定中的每个条件获得各种可能的结果。逻辑驱动测试28条件覆盖例1的程序有四个条件：A＞1、B=0、A=2、X＞1为了达到“条件覆盖”标准，需要执行足够的测试用例使得在a点有：A＞1、A≤1、B=0、B≠0等各种结果出现，以及在b点有：A=2、A≠2、X＞1、X≤1等各种结果出现。现在只需设计以下两个测试用例就可满足这一标准：①A=2，B=0，X=4(沿路径ace执行)；②A=1，B=1，X=1(沿路径abd执行)。逻辑驱动测试29条件覆盖条件覆盖条件覆盖A=2，B=0，X=4(沿路径ace执行)A=1，B=1，X=1(沿路径abd执行)逻辑驱动测试30条件覆盖对例2中的所有条件取值加以标记。对于第一个判断：条件x3取真值为T1，取假值为-T1条件z10取真值为T2，取假值为-T2对于第二个判断：条件x=4取真值为T3，取假值为-T3条件y5取真值为T4，取假值为-T4Yes入口Noabc执行语句块2执行语句块1YesdNoe出口执行语句块3(x3)&&(z10)(x==4)||(y5)逻辑驱动测试31条件覆盖则可以设计测试用例如下测试用例通过路径条件取值覆盖分支x=4、y=6、z=5abdT1、T2、T3、T4bdx=2、y=5、z=5ace-T1、T2、-T3、-T4cex=4、y=5、z=15acdT1、-T2、T3、-T4cd上面的测试用例不但覆盖了所有分支的真假两个分支，而且覆盖了判断中的所有条件的可能值。Yes入口Noabc执行语句块2执行语句块1YesdNoe出口执行语句块3(x3)&&(z10)(x==4)||(y5)逻辑驱动测试32条件覆盖“条件覆盖”通常比“分支覆盖”强，因为它使一个判定中的每一个条件都取到了两个不同的结果，而判定覆盖则不保证这一点。“条件覆盖”并不包含“分支覆盖”，如对语句IF(AANDB)THENS设计测试用例使其满足条件覆盖,即使A为真并使B为假,以及使A为假而且B为真,但是它们都未能使语句S得以执行。逻辑驱动测试33条件覆盖如对例2设计了下面的测试用例，则虽然满足了条件覆盖，但只覆盖了第一个条件的取假分支和第二个条件的取真分支，不满足分支覆盖的