5.白盒测试技术
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（2）分支（判定）覆盖
什么是分支覆盖？ 分支覆盖是指按程序中的分支 （判定）条件设计若干测试用例， 通过运行被测程序进行测试 ，使 得程序中每个分支（判定）的真分 支和假分支的情况至少遍历一次。
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举例
仍以上述程序段为例，若选用的 两组测试用例是： CASEl: CASE3: A＝2 A＝1 B＝0 B＝0 X＝3 X＝1 则可分别执行路径ace和abd。 从而使两个判断的4个分支c、 e和b、d分别得到覆盖。
举例：变量定义和引用
语句1： X：＝Y十Z ；定义了X，引用了Y和Z； 语句2： if Y＞Z then goto exit ；引用了Y和Z。 语句3： READ X 语句4： WRITE X
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；定义了X。
；引用了X。
举例：变量交叉引用表
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数据流分析
发现有两个引用错误： ①语句2引用了变量W，而在此之前并末对其定义。 ②语句5、6引用变量V，但在第一次执行循环时也 未对其定义过，变量V在语句7定义 。
已定义、未定义、私有/公有说明、变量类型和使用情况。
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2）子程序引用表
在表中列出各个子程序、宏和函数的属性： 已定义、未定义、类型； 已引用、未引用、引用次数； 输入参数个数、类型、顺序；
输出参数个数、类型、顺序。
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3）等价表
在表中列出在等价语句
或等值语句中出现的全部变 量和标号。
为了检测引用异常，需要检查程序的每一 条路经。可以采用深度优先算法遍历程序 流程中的每一条路径。 使用变量交叉引用表，表中包含已被定义，
但未被引用的一些变量。
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3）表达式分析
对表达式进行分析，发现表达式中的错误： • 不正确使用括号造成的错误； • 数组下标越界造成的错误； • 除数为零造成的错误； • 对负数开平方；
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举例
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举例
测试用例 CASE 6 CASE 7 CASE 8 A B X 所走路径 ace abd abe 覆盖条件 T1,T2,T3,T4 ~T1,T2,~T3,~T4 T1,~T2,T3,~T4
2 0 3 1 0 1 2 1 1
从上表可以看出，这三个测试用例把4个条件 的8种情况都作了覆盖， 4个分支也都进行了覆盖。
强化对源程序中数据类型的检查。 根据上下文，对源程序中数据单位
的进行一致性检验。
分析程序中的变量类型或单位错误。
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2）引用分析
目的：通过引用分析，发现程序中的引 用异常。 什么是引用异常？ 如果沿着程序的控制路径，变量在定义 以后未被引用，这就发生了引用异常。
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如何分析引用异常？
（4）数据流分析
数据流分析是随着编译系统要生成有效的 目标代码而出现的，主要用于代码优化。 数据流分析方法，可以用于查找如引用未 定义变量等程序错误，以及查找对未曾引
用的变量再次赋值等数据流异常的情况。
27/149
数据流分析重要性
在程序测试中，找出数据定义和引 用错误是很重要的。因为，这是一些
• 对浮点数计算的误差进行检查。
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（3）接口一致性分析
接口一致性分析的目的： 检查模块之间接口的一致性和模
块与外部数据库之间接口的一致性。
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接口一致性分析
• 检查形式参数与实际参数在类型、数
量、维数、顺序、使用上的一致性；
• 检查全局变量和公共数据区在使用上
的一致性。
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（１）生成引用表 （２）程序错误分析
（３）接口一致性分析
（ 4 ）数据流分析
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（1）生成引用表
引用表类型 生成引用表的目的
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引用表类型
变量交叉引用表; 子程序引用表; 循环层次表; 等价表; 常量表; 操作符统计表; 操作数统计表。
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3.静态分析的方法
8/149
1.什么是静态分析
静态分析是对被测程序进行代 码和数据分析的一种技术。静态分
析并不要求在计算机上执行所测试
的程序。
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2.静态分析的目的
程序逻辑和编码检查
一致性检查
接口分析
I/O规格说明分析
数据流分析
变量类型检查和模块分析
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3.静态分析的方法
46/149
（1）语句覆盖
语句覆盖是指按照程序流程设计
若干个测试用例，然后运行被测程
序，使程序中的每个可执行语句至
少执行一次。
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举例
程序段: IF((A＞1)AND(B＝O))THEN X＝X／A； IF((A＝2)OR(X＞1)) THEN X＝X++；
该程序段有4个语句，5条路径a，b， c，d，e。
测试用例 CASE 1 CASE 8 CASE 9 CASE 10 A B X ace abe abe abd 所走路径 覆盖条件 ~T1,T2,~T3,T4 T1,~T2,T3,~T4 ~T1,T2,~T3,T4 T1,~T2,T3,~T4
2 0 3 2 1 1 1 0 3 1 1 1
这4个测试用例虽然满足了判定-条件覆盖要求，但仅 覆盖了程序段中4条路径（ace，abd，abe，acd）中的 3条（ace，abd，abe）,漏掉了路径acd。
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（5）路径覆盖
什么是路径覆盖？ 路径覆盖是指设计足够多的 测试用例，运行程序，要求覆盖
程序中所有可能的执行路径。
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举例
上述程序中的4条路径： • ace记为L1 • abd记为L2 • abe记为L3 • acd记为L4
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（1）程序流程图分析
流程图： 流程图是一种程序控制结 构的图形表示方式。 图符：
（1）处理框（矩形） （2）条件框（菱形） （3）数据流线（有向线）
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（2）程序控制流图分析
控制流图：
为了突出程序中控制 流的结构，需要对流 程图进行简化，这种 简化后的流程图称为 控制流图。
图符：
白盒测试目的
通过检查软件内部的逻辑结构，对 程序的数据定义和引用进行分析，对程
序的逻辑路径进行覆盖测试。
4/149
白盒测试特点
• 依据软件设计说明书进行测试； • 对程序内部细节进行严密检验； • 针对特定条件设计测试用例； • 对逻辑路径进行覆盖测试。
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白盒测试应用范围
白盒测试与黑盒测试分别用于软件测试的不同阶段：
48/149
举例
如果选用的测试用例是： CASE1: A＝2 B＝0 X＝3 则程序按路径ace执行。
这时，该程序段的4个语句均得 到执行，从而作到了语句覆盖。
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举例
如果选用的测试用例是： CASE2: A＝2 B＝1 X＝3 则程序按路径abe执行。
这时，该程序段只执行了其中的3 个语句，X=X/A未执行。所以，未 达到语句覆盖。
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（4）判定-条件覆盖
什么是判定-条件覆盖？ 判定—条件覆盖要求设计足够的 测试用例，使得判断中每个条件的所 有可能至少出现一次，并且每个判断 本身的判定结果也至少出现一次。
60/149
（4）判定-条件覆盖
每个判断中包含2个条件，4种组合，所以在两个判断中共有 8种组合：
61/149
（4）判定-条件覆盖
38/149
2.程序结构分析目的
利用流程图语法，对程序控制流进行 分析。 验证结构化编程规则是否得到遵循， 如果确已遵循，便可得到有关程序部 分的语法树。 利用流程图语法，找出程序控制结构 的缺陷。
39/149
3.程序控制流分析
(1)程序流程图分析 (2)程序控制流图分析 (3)生成控制流图矩阵
17/149
4）常量表
在表中列出全部的数字常量
和字符常量，并指出它们在 哪些语句中首先被定义。
18/149
（２）程序错误分析 程序错误分析目的：
用于确定在源程序中是否有
某类错误或危险结构。
19/149
程序错误分析的类型
变量类型和单位分析
引用分析
表达式分析
20/149
1）变量类型和单位分析
• 白盒测试主要用于软件测试过程的早期，如单元测试。
• 黑盒测试主要用于软件测试过程的中后期，包括集成
测试，系统测试，验收测试。
• 也可综合采用黑盒测试与白盒测试技术。
灰盒测试=黑盒测试+白盒测试
白盒测试技术
程序静态分析 程序结构分析 逻辑覆盖 程序插桩 动态测试
5.2程序静态分析
1.什么是静态分析 2.静态分析的目的
常见程序错误的表现形式，如拼错变
量名、变量名混淆或丢失了变量引用 语句等。
28/149
与变量相关的两个概念
变量定义：如果程序中某一语句执 行时能够改变某个变量V的值，则 称变量V是被该语句定义的。 变量引用：如果程序中某一语句的 执行时使用了内存中变量V的值， 则说该语句引用变量V。
29/149
五. 白盒测试技术
5.1概述 5.2程序静态分析 5.3程序结构分析 5.4逻辑覆盖 5.5程序插桩 5.6动态测试 5.7白盒测试实例
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5.1 概述
什么是白盒测试?
白盒测试又称结构测试、逻 辑驱动测试或基于代码的测试。
2/149
白盒测试
输入
输出
被测程序被当做一个透明的盒子， 测试者可以看到程序的内部结构。
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（3）条件覆盖
什么是条件覆盖？ 条件覆盖是指通过设计若干测 试用例，执行被测程序以后，要使 每个判定中的每个条件的可能取值 至少满足一次。
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举例
程序段: IF((A＞1)AND(B＝O))THEN X＝X／A IF((A＝2)OR(X＞1)THEN x＝x++
该程序段有两个判断，4个条件。
生成引用表的目的
１．直接从表中查出说明、使用错误
循环层次表 变量交叉引用表
２．为用户提供辅助信息
子程序引用表 等价表 常量表
３．用来做错误预测和程序复杂度的计算
操作符统计表 操作数的统计表
14/149
1）变量交叉引用表
变量交叉引用表也称为变量定义与引用表。 在表中列出所有变量，顺序可以是按出现的 先后顺序，也可以按字典顺序。 标明各个变量的属性：
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举例
测试用例 CASE 8 CASE 9 A B X 所走路径 abe abe 覆盖分支 be be 覆盖条件 T1,~T2,T3,~T4 ~T1,T2,~T3,T4
2 1 1 1 0 3
从上表可以看出，这两个测试用例把4个条件的8 种情况都作了覆盖，但是只覆盖了4个分支中的两个，说 明覆盖了条件的测试用例不一定覆盖了分支。
52/149
举例
若选用另外两组测试用例： CASE4: CASE5: A＝3 A＝2 B＝0 B＝1 X＝3 X＝1 则可分别执行路径acd和abe。 同样使两个判断的4个分支c、 e和b、d分别得到覆盖。
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分支覆盖缺点
CASE4和CASE5 两组测试用例不仅满足了判定
覆盖，同时还做到了语句覆盖。 但是，在此程序段中的第2个判断条件x＞1如 果错写成x＜1，使用CASE5，照样能按原路径 执行，而不影响结果。 所以，判定覆盖仍无法确定判断内部条件的 错误。
34/149
1.程序结构
好的程序结构是编写良好程序的基本要求。 结构不好的程序会给测试、排错和维护带 来许多不必要的困难。 结构化程序的概念逐渐为人们普遍接受，
要求程序员写出的程序是结构良好的。
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结构化程序-顺序结构
36/149
结构化程序-分支结构
37/149
结构化程序-循环结构
程序中还包含两个异常： ③语句6对Z的定义在该循环中的左边分支中从未引 用过。 ④语句8对W的定义也从未引用过。
32/149
5.3程序结构分析
程序结构分析是白盒测试的主要
手段之一，程序结构分析的目的是
找到程序流程中隐藏的各种错误。
33/149
程序结构分析
1.程序结构
2.程序结构分析目的 3.程序控制流分析
（3）生成控制流图矩阵 为便于表示和处理控制 流图，可以把控制流图表示 成矩阵的形式，称为控制流 图矩阵。
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控制流图矩阵
控制流矩阵：n×n方阵 n为控制流图中节点数量
45/149
5.4 逻辑覆盖
常用的逻辑覆盖方法：
（1）语句覆盖 （2）分支（判定）覆盖 （3）条件覆盖 （4）判定-条件覆盖 （5）路径覆盖
（1）节点（圆圈） （2）控制流线（有向线）
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控制流图符号
①节点：以标有编号的圆圈表 示，代表程序流程图中矩形 框所表示的处理、菱形表示 的分支及多选择结构点。 ②控制流线：以带箭头的直线 或弧线表示，与程序流程图 中的数据流线是一致的，表 明了控制的顺序。控制流线 通常标有名字。
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（2）分支（判定）覆盖
什么是分支覆盖？ 分支覆盖是指按程序中的分支 （判定）条件设计若干测试用例， 通过运行被测程序进行测试 ，使 得程序中每个分支（判定）的真分 支和假分支的情况至少遍历一次。
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举例
仍以上述程序段为例，若选用的 两组测试用例是： CASEl: CASE3: A＝2 A＝1 B＝0 B＝0 X＝3 X＝1 则可分别执行路径ace和abd。 从而使两个判断的4个分支c、 e和b、d分别得到覆盖。
举例：变量定义和引用
语句1： X：＝Y十Z ；定义了X，引用了Y和Z； 语句2： if Y＞Z then goto exit ；引用了Y和Z。 语句3： READ X 语句4： WRITE X
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；定义了X。
；引用了X。
举例：变量交叉引用表
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数据流分析
发现有两个引用错误： ①语句2引用了变量W，而在此之前并末对其定义。 ②语句5、6引用变量V，但在第一次执行循环时也 未对其定义过，变量V在语句7定义 。
已定义、未定义、私有/公有说明、变量类型和使用情况。
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2）子程序引用表
在表中列出各个子程序、宏和函数的属性： 已定义、未定义、类型； 已引用、未引用、引用次数； 输入参数个数、类型、顺序；
输出参数个数、类型、顺序。
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3）等价表
在表中列出在等价语句
或等值语句中出现的全部变 量和标号。
为了检测引用异常，需要检查程序的每一 条路经。可以采用深度优先算法遍历程序 流程中的每一条路径。 使用变量交叉引用表，表中包含已被定义，
但未被引用的一些变量。
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3）表达式分析
对表达式进行分析，发现表达式中的错误： • 不正确使用括号造成的错误； • 数组下标越界造成的错误； • 除数为零造成的错误； • 对负数开平方；
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举例
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举例
测试用例 CASE 6 CASE 7 CASE 8 A B X 所走路径 ace abd abe 覆盖条件 T1,T2,T3,T4 ~T1,T2,~T3,~T4 T1,~T2,T3,~T4
2 0 3 1 0 1 2 1 1
从上表可以看出，这三个测试用例把4个条件 的8种情况都作了覆盖， 4个分支也都进行了覆盖。
强化对源程序中数据类型的检查。 根据上下文，对源程序中数据单位
的进行一致性检验。
分析程序中的变量类型或单位错误。
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2）引用分析
目的：通过引用分析，发现程序中的引 用异常。 什么是引用异常？ 如果沿着程序的控制路径，变量在定义 以后未被引用，这就发生了引用异常。
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如何分析引用异常？
（4）数据流分析
数据流分析是随着编译系统要生成有效的 目标代码而出现的，主要用于代码优化。 数据流分析方法，可以用于查找如引用未 定义变量等程序错误，以及查找对未曾引
用的变量再次赋值等数据流异常的情况。
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数据流分析重要性
在程序测试中，找出数据定义和引 用错误是很重要的。因为，这是一些
• 对浮点数计算的误差进行检查。
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（3）接口一致性分析
接口一致性分析的目的： 检查模块之间接口的一致性和模
块与外部数据库之间接口的一致性。
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接口一致性分析
• 检查形式参数与实际参数在类型、数
量、维数、顺序、使用上的一致性；
• 检查全局变量和公共数据区在使用上
的一致性。
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（１）生成引用表 （２）程序错误分析
（３）接口一致性分析
（ 4 ）数据流分析
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（1）生成引用表
引用表类型 生成引用表的目的
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引用表类型
变量交叉引用表; 子程序引用表; 循环层次表; 等价表; 常量表; 操作符统计表; 操作数统计表。
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3.静态分析的方法
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1.什么是静态分析
静态分析是对被测程序进行代 码和数据分析的一种技术。静态分
析并不要求在计算机上执行所测试
的程序。
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2.静态分析的目的
程序逻辑和编码检查
一致性检查
接口分析
I/O规格说明分析
数据流分析
变量类型检查和模块分析
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3.静态分析的方法
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（1）语句覆盖
语句覆盖是指按照程序流程设计
若干个测试用例，然后运行被测程
序，使程序中的每个可执行语句至
少执行一次。
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举例
程序段: IF((A＞1)AND(B＝O))THEN X＝X／A； IF((A＝2)OR(X＞1)) THEN X＝X++；
该程序段有4个语句，5条路径a，b， c，d，e。
测试用例 CASE 1 CASE 8 CASE 9 CASE 10 A B X ace abe abe abd 所走路径 覆盖条件 ~T1,T2,~T3,T4 T1,~T2,T3,~T4 ~T1,T2,~T3,T4 T1,~T2,T3,~T4
2 0 3 2 1 1 1 0 3 1 1 1
这4个测试用例虽然满足了判定-条件覆盖要求，但仅 覆盖了程序段中4条路径（ace，abd，abe，acd）中的 3条（ace，abd，abe）,漏掉了路径acd。
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（5）路径覆盖
什么是路径覆盖？ 路径覆盖是指设计足够多的 测试用例，运行程序，要求覆盖
程序中所有可能的执行路径。
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举例
上述程序中的4条路径： • ace记为L1 • abd记为L2 • abe记为L3 • acd记为L4
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（1）程序流程图分析
流程图： 流程图是一种程序控制结 构的图形表示方式。 图符：
（1）处理框（矩形） （2）条件框（菱形） （3）数据流线（有向线）
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（2）程序控制流图分析
控制流图：
为了突出程序中控制 流的结构，需要对流 程图进行简化，这种 简化后的流程图称为 控制流图。
图符：
白盒测试目的
通过检查软件内部的逻辑结构，对 程序的数据定义和引用进行分析，对程
序的逻辑路径进行覆盖测试。
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白盒测试特点
• 依据软件设计说明书进行测试； • 对程序内部细节进行严密检验； • 针对特定条件设计测试用例； • 对逻辑路径进行覆盖测试。
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白盒测试应用范围
白盒测试与黑盒测试分别用于软件测试的不同阶段：
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举例
如果选用的测试用例是： CASE1: A＝2 B＝0 X＝3 则程序按路径ace执行。
这时，该程序段的4个语句均得 到执行，从而作到了语句覆盖。
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举例
如果选用的测试用例是： CASE2: A＝2 B＝1 X＝3 则程序按路径abe执行。
这时，该程序段只执行了其中的3 个语句，X=X/A未执行。所以，未 达到语句覆盖。
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（4）判定-条件覆盖
什么是判定-条件覆盖？ 判定—条件覆盖要求设计足够的 测试用例，使得判断中每个条件的所 有可能至少出现一次，并且每个判断 本身的判定结果也至少出现一次。
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（4）判定-条件覆盖
每个判断中包含2个条件，4种组合，所以在两个判断中共有 8种组合：
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（4）判定-条件覆盖
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2.程序结构分析目的
利用流程图语法，对程序控制流进行 分析。 验证结构化编程规则是否得到遵循， 如果确已遵循，便可得到有关程序部 分的语法树。 利用流程图语法，找出程序控制结构 的缺陷。
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3.程序控制流分析
(1)程序流程图分析 (2)程序控制流图分析 (3)生成控制流图矩阵
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4）常量表
在表中列出全部的数字常量
和字符常量，并指出它们在 哪些语句中首先被定义。
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（２）程序错误分析 程序错误分析目的：
用于确定在源程序中是否有
某类错误或危险结构。
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程序错误分析的类型
变量类型和单位分析
引用分析
表达式分析
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1）变量类型和单位分析
• 白盒测试主要用于软件测试过程的早期，如单元测试。
• 黑盒测试主要用于软件测试过程的中后期，包括集成
测试，系统测试，验收测试。
• 也可综合采用黑盒测试与白盒测试技术。
灰盒测试=黑盒测试+白盒测试
白盒测试技术
程序静态分析 程序结构分析 逻辑覆盖 程序插桩 动态测试
5.2程序静态分析
1.什么是静态分析 2.静态分析的目的
常见程序错误的表现形式，如拼错变
量名、变量名混淆或丢失了变量引用 语句等。
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与变量相关的两个概念
变量定义：如果程序中某一语句执 行时能够改变某个变量V的值，则 称变量V是被该语句定义的。 变量引用：如果程序中某一语句的 执行时使用了内存中变量V的值， 则说该语句引用变量V。
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五. 白盒测试技术
5.1概述 5.2程序静态分析 5.3程序结构分析 5.4逻辑覆盖 5.5程序插桩 5.6动态测试 5.7白盒测试实例
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5.1 概述
什么是白盒测试?
白盒测试又称结构测试、逻 辑驱动测试或基于代码的测试。
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白盒测试
输入
输出
被测程序被当做一个透明的盒子， 测试者可以看到程序的内部结构。
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（3）条件覆盖
什么是条件覆盖？ 条件覆盖是指通过设计若干测 试用例，执行被测程序以后，要使 每个判定中的每个条件的可能取值 至少满足一次。
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举例
程序段: IF((A＞1)AND(B＝O))THEN X＝X／A IF((A＝2)OR(X＞1)THEN x＝x++
该程序段有两个判断，4个条件。
生成引用表的目的
１．直接从表中查出说明、使用错误
循环层次表 变量交叉引用表
２．为用户提供辅助信息
子程序引用表 等价表 常量表
３．用来做错误预测和程序复杂度的计算
操作符统计表 操作数的统计表
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1）变量交叉引用表
变量交叉引用表也称为变量定义与引用表。 在表中列出所有变量，顺序可以是按出现的 先后顺序，也可以按字典顺序。 标明各个变量的属性：
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举例
测试用例 CASE 8 CASE 9 A B X 所走路径 abe abe 覆盖分支 be be 覆盖条件 T1,~T2,T3,~T4 ~T1,T2,~T3,T4
2 1 1 1 0 3
从上表可以看出，这两个测试用例把4个条件的8 种情况都作了覆盖，但是只覆盖了4个分支中的两个，说 明覆盖了条件的测试用例不一定覆盖了分支。
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举例
若选用另外两组测试用例： CASE4: CASE5: A＝3 A＝2 B＝0 B＝1 X＝3 X＝1 则可分别执行路径acd和abe。 同样使两个判断的4个分支c、 e和b、d分别得到覆盖。
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分支覆盖缺点
CASE4和CASE5 两组测试用例不仅满足了判定
覆盖，同时还做到了语句覆盖。 但是，在此程序段中的第2个判断条件x＞1如 果错写成x＜1，使用CASE5，照样能按原路径 执行，而不影响结果。 所以，判定覆盖仍无法确定判断内部条件的 错误。
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1.程序结构
好的程序结构是编写良好程序的基本要求。 结构不好的程序会给测试、排错和维护带 来许多不必要的困难。 结构化程序的概念逐渐为人们普遍接受，
要求程序员写出的程序是结构良好的。
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结构化程序-顺序结构
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结构化程序-分支结构
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结构化程序-循环结构
程序中还包含两个异常： ③语句6对Z的定义在该循环中的左边分支中从未引 用过。 ④语句8对W的定义也从未引用过。
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5.3程序结构分析
程序结构分析是白盒测试的主要
手段之一，程序结构分析的目的是
找到程序流程中隐藏的各种错误。
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程序结构分析
1.程序结构
2.程序结构分析目的 3.程序控制流分析
（3）生成控制流图矩阵 为便于表示和处理控制 流图，可以把控制流图表示 成矩阵的形式，称为控制流 图矩阵。
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控制流图矩阵
控制流矩阵：n×n方阵 n为控制流图中节点数量
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5.4 逻辑覆盖
常用的逻辑覆盖方法：
（1）语句覆盖 （2）分支（判定）覆盖 （3）条件覆盖 （4）判定-条件覆盖 （5）路径覆盖
（1）节点（圆圈） （2）控制流线（有向线）
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控制流图符号
①节点：以标有编号的圆圈表 示，代表程序流程图中矩形 框所表示的处理、菱形表示 的分支及多选择结构点。 ②控制流线：以带箭头的直线 或弧线表示，与程序流程图 中的数据流线是一致的，表 明了控制的顺序。控制流线 通常标有名字。
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