白盒测试用例设计技术课件

▪ 程序的控制流图：描述程序控制流的一种图示方法。 ▪ 程序环路复杂性：McCabe复杂性度量；从程序的环路复杂性可导
出程序基本路径集合中的独立路径条数，这是确定程序中每个可 执行语句至少执行一次所必需的测试用例数目的上界，也即应该 设计的测试用例的数目。 ▪ 确定线性无关的路径的基本集。 ▪ 准备测试用例，确保测试基本路径集中的每一条路径的执行。
▪ 召开评审会议之后，要准备一份书面报告，明确解决问题所必需重做
的工作。然后程序员进行修改，由会议协调员验证修改结果。根据修 改的范围和规模以及软件的关键程序，可能还需要进行重新评审，以 便找到其余的软件缺陷。评审经证实是所有软件交付过程中，特别是 设计文档和代码中发现软件缺陷非常有效的方法。
静态白盒法应该具备的基本要素
白盒测试用例设计技术
内容提要
▪ 静态白盒法 ▪ 侵入式法 ▪ 路径覆盖法 ▪ 基本路径法 ▪ 定义/使用法 ▪ 程序片法 ▪ 白盒测试的其他方法
白盒测试概念
▪ 白盒测试也称结构测试或逻辑驱动测试，通过了解软件系
统的内部工作过程，设计测试用例来检测程序内部动作是 否按照规格说明书规定的正常进行，按照程序内部的结构 测试程序，检验程序中的每条通路是否都有能按预定要求 正确工作。
语句路径覆盖
语句路径覆盖是一个比较弱的 逻辑路径覆盖标准。它的涵义是指 通过选择足够的测试用例，使得运 行这些测试用例时，被测程序的每 个语句至少被执行一次。
s
入口
a
（y>1）
&&
（z==0）
F
b
（y==2）
|| （x>1）
F
d 返回
T
x=x/y c
T
x = x +1 e
语句路径覆盖的测试用例
“如果你给我看你的，我也给你看我的” 类型的讨论。同行评审常常仅在编写代码 或设计体系结构的程序员，以及充当审查 者的其他一两个程序员和测试员之间进行。
走查
▪ 走查是正式、严格、具有深度的技术评审，
以便尽可能准确地确定问题之所在。
▪ 走查过程的目的：
▪ 在软件开发过程中尽可能早地发现问题。 ▪ 确保对重要部分达成一致意见。
内容提要
▪ 静态白盒法 ▪ 侵入式法 ▪ 路径覆盖法 ▪ 基本路径法 ▪ 定义/使用法 ▪ 程序片法 ▪ 白盒测试的其他方法
路径覆盖法
即设计出足够的测试用例来完成对被测试程 序可执行路径进行全方位的执行覆盖。它一般主 要包括逻辑路径覆盖和物理路径覆盖的两种方法， 这是从两个不同的角度来实现代码覆盖，它们之 间既有联系，也有区别。
控制流图
1
2
3
5
6
8 （a）程序流程图
1
2 3
4
5 7
7
8 （b）控制流程图
McCabe的基路径方法
McCabe认为强连接图的圈数量 就是图中线性独立环路数的数 量。
McCabe的基路径方法
通过定义加法和标量乘法的概念， 强制使其看起来像向量空间：路径加 法就是一条路径后接另一条路径，乘 法对应于路径的重复。
▪ 充分准备。每一个参与者都尽自己的力量为审查做准备。根据审查的类型，
参与者可能扮演不同的角色。他们需要了解自己的责任和义务，并积极参与 审查。在审查过程中找出的问题大部分是在准备期间发现的，而不是实际审 查期间。
▪ 编写报告。审查小组必须做出审查结果的书面总结报告，并使报告便于开发
小组的成员使用。
白盒覆盖率分析
白盒测试最常用的基本技术是覆 盖率分析，研究的内容包括：如何选 择程序元素，如何生成指定程序元素 的测试用例；程序元素的覆盖率；测 试效果的评价。
逻辑路径覆盖度量标准
▪ 语句覆盖 ▪ 判定覆盖 ▪ 条件覆盖 ▪ 判定/条件覆盖 ▪ 条件组合覆盖
逻辑与物理区别
逻辑路径覆盖主要是从由于各种逻 辑判定条件所形成的复杂的程序执行 路径这个角度入手，来进行分析。可 以说逻辑路径覆盖必然涉及到程序的 逻辑结构。物理路径覆盖是从图论的 角度来测试所有可执行的物理路径。
▪ 确定问题。静态白盒测试的目的是找出软件的问题，全部的批评应该直指代
码或设计，而不是其设计实现者。参与者之间不应该相互指责，应该把自我 意识、个人情绪和敏感丢在一边。
▪ 遵守规则。静态白盒测试要遵守一套固定的规则，如哪些内容要做评价等。
其重要性在于参与者了解自己的角色、目标是什么。这有助于使审查进展的 更加顺利。
目的的方法。
▪ 在调试程序中，常常要在程序中插入一些
打印语句。
▪ 通过打印信息了解执行过程中程序的一下
动态特性。
程序插桩图
插桩程序中插入的语句
设计插桩程序要考虑的问题
▪ 探测哪些信息； ▪ 在程序的什么部位设置探测点； ▪ 需要设置多少个探测点。
断言测试
▪ 断言测试用于检查在程序运行过程出现的一些本
▪ 如果可以把程序看做是一种向量空间，则这种 空间的基就是要测试的非常有意义的元素集合。 如果基没有问题，则可以希望能够用基表达的 一切都是没有问题的。
基本路径法
▪ 基本路径法是在程序控制流图的基础上，通过分析控制结构的环路复
杂性，导出基本可执行路径集合，从而设计测试用例的方法。
▪ 基本路径法包括以下几个部分：
内容提要
▪ 静态白盒法 ▪ 侵入式法 ▪ 路径覆盖法 ▪ 基本路径法 ▪ 定义/使用法 ▪ 程序片法 ▪ 白盒测试的其他方法
侵入式法
▪ 侵入式法白盒测试指的是在软件测试过程
中需要对软件系统的代码进行修改的测试 方法。按照修改的目的不同分为：程序插 桩测试、断言测试和缺陷种植法。
程序插桩技术
▪ 借助往被测程序中插入操作，来实现测试
静态白盒法
▪ 静态白盒测试是在不执行的条件下有条理
地仔细审查软件设计、体系结构和代码， 从而找出软件缺陷的过程。
▪ 好处：
▪ 尽早发现软件缺陷。 ▪ 为黑盒测试员提供思路。
静态白盒测试法分类
▪ 静态白盒测试法一般根据审查的严格程度
分为三种：
▪ 同行评审 ▪ 走查 ▪ 评审
同行评审
▪ 也称为伙伴审查，这种方法大体类似于
“不应该”发生的情况。也就是在一个应该正确 的地方，加一条判断来验证程序运行时，它是否 真正如当初预料的那样，具有预期的正确性。
▪ 断言测试就是在程序中插入断言，插入断言的根
本目的是用于帮助程序的调试与排错，因此本质 上它是属于测试代码，是一种特殊的插桩语句， 而不是属于真正的应用程序模块的一部分。
评审
▪ 评审是最正式的审查类型，具有高度组织化，要求每一个参与者都接
受训练。评审与同行评审和走查的不同之处在于陈述代码的人——陈 述者或者宣读者——不是原来的程序员。这就迫使他们学习和了解要 陈述的材料，从而有可能在检验会议上提出不同的看法和解释。其余 的参与者称为评审员，其职责是从不同的角度，例如用户、测试员或 者产品支持人员的角度审查代码。这有助于对产品的全面审查，通常 可以找出不同的软件缺陷。
▪ 白盒测试旨在使测试充分地覆盖软件系统的内部结构，并
以软件结构中的某些元素是否都已得到测试为准则来判断 测试的充分性。
▪ 目前，比较成熟的白盒测试技术方法有静态白盒法、侵入
式法、控制流图法、基路径法、数据定义使用法、程序片 法。
内容提要
▪ 静态白盒法 ▪ 侵入式法 ▪ 路径覆盖法 ▪ 基本路径法 ▪ 定义/使用法 ▪ 程序片法 ▪ 白盒测试的其他方法
弱点： 一、测试基路径集合是充分的（它不是） 二、向量运算用于程序路径的表达上，
没有意义。
内容提要
▪ 静态白盒法 ▪ 侵入式法 ▪ 路径覆盖法 ▪ 基本路径法 ▪ 定义/使用法 ▪ 程序片法 ▪ 白盒测试的其他方法
数据流测试
早期的数据流分析常常集中于现在 叫做定义/引用异常的缺陷：
▪ 变量被定义，但是从来没有使用。 ▪ 所使用的变量没有被定义。 ▪ 变量在使用之前被定义两次。
▪ e是G中的边数。 ▪ n是G中的节点数。 ▪ p是G中的组件数。
V(G)是图中不同区域的个数。
McCabe的控制图
五个线性独立路径
P1：A，B，C，G P2：A，B，C，B，C，G P3：A，B，E，F，G P4：A，D，E，F，G P5：A，D，F，G
McCabe的基路径方法
McCabe的基路径方法
缺陷种植测试
是一种用来估计驻留在程序中的缺陷数量的 技术。工作原理是向一个软件中“种植”缺陷， 然后运行测试集，以检查发现了多少个种植的缺 陷，还有多少个种植的缺陷没有被发现，以及已 经发现了多少个新的非种植的缺陷。然后就可以 预测残留的缺陷数量。
案例
如果种植了100个种子缺陷，而在测试中只找 到75个种植的缺陷，那么种子发现率为75%。如果 已经发现了450个真实的缺陷，那么可以通过种子 发现率，推出这450个真实的缺陷只代表了现在存 在所有真实缺陷的75%。那么，真是的缺陷总数估 计为600个。所以还有150个真实的缺陷需要测试 出来。
测试用例 输入
预期输出
CASE1
x=4， y=2， x=3 z=0
被测路径 sacbed
判定路径覆盖
判定路径覆盖又称为分支路径覆盖，判 定路径覆盖比语句路径覆盖的标准稍强一 些，它是指通过设计足够的测试用例，使 得程序中的每一个判定至少都获得一次 “真值”和“假值”，或者说使得程序中 的每一个分支都至少通过一次。
条件组合路径覆盖的测试用例
测试用例 输入
预期输出
CASE8 CASE9 CASE10 CASE11
x=4，y=2，z=0 x=3 x=1，y=2，z=1 x=2 x=2，y=1，z=0 x=3 x=1，y=1，z=1 x=1
被测路径
sacbed sabed sabed sabd