Unit Testing 单元测试详解

• 它是一种设计行为
编写单元测试，从调用者角度观察、思考，特别是先写测试(test-first)，把程序设计成易 于调用和可测试的，即迫使我们解除软件中的耦合。另外还可以使编码人员在编码时产生 预测试，将程序的缺陷降低到最小。
• 它是一种编写文档的行为
单元测试是一种无价的文档，它是展示函数或类如何使用的最佳文档。这份文档是可编译、 可运行的，并且它保持最新，永远与代码同步。
成本。”半年开发，三年维护，终生改BUG。””虫虫和天上的星星一样多。”
•
产品质量：单元测试的好与坏直接影响到产品的质量，代码中的一个小错误就导致了
整个产品的质量降低一个指标或者导致更严重的后果，做好单元测试这种情况是可以 完全避免的。（理由有些牵强。）
单元测试的优点（了解）
• 它是一种验证行为
测试，为以后的开发提供支缓。为后期开发中增加功能或更改程序结构，甚至为代码的重 构提供了保障，可以自由的对程序进行改进。
• 很多时候大部分的判定语句由多个逻辑条件组合而成，若仅仅判断其 整个最终结果，而忽略每个条件的取值情况，必然会遗漏部分测试路 径。 • 判定覆盖依旧是较弱的逻辑覆盖。
条件覆盖
简而言之，设计足够多的测试用例，运行被测程序，使得每 一判定语句中每个逻辑条件的可能取值至少满足一次。
条件覆盖率的公式：条件覆盖率=被评价到的条件取值的数 量/条件取值的总数X100%
Dim e If (a>0 and b>0) Then c=c/a End if If (a>1 or c>1) Then c=c+1 End if c=b+c
语句覆盖测试用例
达到语句覆盖100%的测试用例
a=2 b=1 c=6
此用例即达到了语句覆盖。 *思考：a = 2 b=1 c=0
单元测试-测试方法和用例设计方法
单元测试的方法可以是白盒测试也可以是黑盒测试： 1，什么是白盒，什么是黑盒？ 2，白盒测试用例设计方法？ 3，黑盒测试用例设计方法？（规范（规格）导出、等价类 划分、边界值分析法、错误推测法和因果图分析方法。）不 做详细介绍，可以参阅网上资料了解。
白盒测试&黑盒测试
语句覆盖：
• 原理：如果语句中有错误，仅靠观察不执行可能发现不了。
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在测试时，首先设计足够多的测试用例，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！
语句覆盖率：已执行的可执行语句/程序中可执行语句总数*100%。
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复杂的程序不可能达到语句的完全覆盖！
语句覆盖率越高越好！
Sample
判定-条件覆盖优缺点
• 优点：
同时满足判定，条件两种覆盖。
• 缺点：
未考虑条件的组合也没有覆盖所有的判定组合情况。
条件组合覆盖
• 设计足够多的测试用例，使得每个判定中条件的各种可能 组合都至少出现一次。这种方法包含了“分支覆盖”和 “条件覆盖”的各种要求。
• 满足条件组合覆盖一定满足判定覆盖、条件覆盖、判定条 件覆盖。
}
}
While(x>3&&x<7) { statement; }
While(x>3)
{ statement; }
课后研究2：语句覆盖的覆盖率的问题
• •
能达到很高的语句覆盖率 语句覆盖率看似很高，却有严重缺陷
if(x!=1)
{
statements; ……; } else
}99句
测试用例： x=2
语句有覆盖率99%
黑盒：什么进去，出来什么？白盒：什么进去，如何演变生 成，出来什么？
白盒测试用例设计方法
• • 白盒测试主要是检查程序的内部结构、逻辑、循环和路径。 其常用测试用例设计方法有：逻辑覆盖和基本路径测试。(白盒测试的测试方
法很多：有代码检查法、静态结构分析法、静态质量度量法、逻辑覆盖法、 基本路径测试法、域测试、符号测试、Z路径覆盖、程序变异。)
• 判定条件覆盖率： 条件判定覆盖率=被评价到的条件取值 和判定分支的数量/（条件取值总数+判定分支总数）
用例设定
• 判定-条件用例设计思路：
1，所有条件可能至少执行一次； 2，所有判断的可能结果至少执行 一次。
要满足T1 T2 T3 T4 F1 F2 F3 F4； 要覆盖判断A的Y分支和N分支； 判断B的Y分支和N分支。
语句覆盖优点
• • • • 检查所有语句 结构简单的代码的测试效果较好 容易实现自动测试 代码覆盖率高
语句覆盖缺点
语句覆盖不能检查出的错误：
• 1，逻辑运算（&&、||）错误 如判定运算符“&&”错写成“||”或将运算符“||”错写成“&&”, 这时测试用例仍然可以达到100%的语句覆盖。 • 2，循环语句错误 循环次数错误 跳出循环条件错误
• 它具有回归性
自动化的单元测试避免了代码出现回归，编写完成之后，可以随时随地的快速运行测试。
何时开始单元测试
• 什么时候测试？单元测试越早越好，早到什么程度？极限编程(Extreme Programming,或简称XP)讲究TDD，即测试驱动开发，先编写测试代码，再进行开发。 在实际的工作中，可以不必过分强调先什么后什么，重要的是高效和感觉舒适。从经 验来看，先编写产品函数的框架，然后编写测试函数，针对产品函数的功能编写测试 用例，然后编写产品函数的代码，每写一个功能点都运行测试，随时补充测试用例。 所谓先编写产品函数的框架，是指先编写函数空的实现，有返回值的直接返回一个合 适值，编译通过后再编写测试代码，这时，函数名、参数表、返回类型都应该确定下 来了，所编写的测试代码以后需修改的可能性比较小。
Sample
Dim a, b as Integer Dim c As Double If (a>0 and b>0) Then c=c/a End if If (a>1 or c>1) Then c=c+1 End if c=b+c
条件设定
• 第一个判定中，考虑到各种条件取值： a>0为真，记为T1 a>0为假，记为F1 b>0为真，记为T2 b>0为假，记为F2 • 第二种判定考虑情况： a=1为真，记为T3 a=1为假，记为F3 c>1为真，记为T4 c>1为假，记为F4
用例设定
• 思路：
把每一个判断中的所欲条件进行组合，所设计的用例应该包含所有的组 合条件。
缺点：
• 语句覆盖仅仅针对程序逻辑中显示存在的语句，对于隐藏的条件 是无法测试。如，在多分支的逻辑运算中无法全面的考虑。语句 覆盖是最弱的逻辑覆盖。
课后研究1：语句覆盖不能检测的问题
for(i=0;i<10;i++) {
for(i=0;i<=10;i++)
{ statement;
statement;
业内选择：
更多的是由开发人员来完成
单元测试的内容
• 单元测试又称模块测试，属于白盒测试（不局限于白盒测试方法），是最小 单位的测试。 单元测试既可以是白盒测试也可以是黑盒测试。
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白盒测试主要是检查程序的内部结构、逻辑、循环和路径。 黑盒测试注重对程序功能方面的要求，它只用到程序的规格说明，没有用到 程序的内部结构。 单元测试针对程序单元非一个独立可运行的程序，因此，在考虑测试模块时， 同时要考虑到它和外界其他模块的联系，用一些辅助模块去模拟与被测模块 关联。这些模块分为两种：驱动模块和桩模块。
50%的分支没达到！
statement;
{
}
}1句
判定覆盖（又称分支覆盖）
• 指设计若干测试用例，运行被测程序，使得每个判定的取真分支和取 假分支至少经历一次。
• 比语句覆盖稍强的覆盖标准是判定覆盖。
Sample
Dim a, b as Integer Dim c As Double If (a>0 and b>0) Then c=c/a End if If (a>1 or c>1) Then c=c+1 End if c=b+c
举例：如C语言中单元可以是一个函数，C++这样的面向对象的语言中， 基本单元是类，Java里单元也指一个类，图形化的软件中可以指一个窗 口或一个菜单等。
进行单元测试的重要性
• 时间方面：如果认真的做好了单元测试，在系统集成联调时非常顺利，会节约很多时
间，反之不做单元测试或简单随便做，在集成时总会遇到一些简单问题就花了很长时 间去查找，时间成本更大！1:3:12时间单位!
用例设定1
• Case1：
• • • a=2 b=1 c=6 可以覆盖判断A的Y分支 和判断B 的Y分支
• Case2：
• • • a=-2 b=-1 c=-3 可以覆盖判断A 的N分支 和判断B的N分支
• 评价：这两组测试用例 可覆盖所有的判定的真假分支。
用例设定2
• Case3：
• • • a=1 b=1 c=-3 可以覆盖判断A的Y分支 和判断B 的N分支
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桩和驱动模块由来
• 单元测试针对程序单元非一个独立可运行的程序，因此， 在考虑测试模块时，同时要考虑到它和外界其他模块的联 系，用一些辅助模块去模拟与被测模块关联。这些模块分 为两种：驱动模块和桩模块。
驱动模块：相当于所测模块的主程序。它接收测试数据，把这些测试数 据传送给被测模块，最后再输出实测结果。
桩模块：由被测模块调用，用以代替由被测单元所调用的模块的功能， 返回适当的数据或进行适当的操作使被测单元能继续运行下去，同时还 要进行一定的数据处理，如打印入口和返回等，以便检验被测模块与其 下级模块的接口。