白盒测试用例设计方法

1.白盒测试用例设计方法
1.1. 白盒测试概述
由于逻辑错误和不正确假设与一条程序路径被运行的可能性成反比。

由于我们经常相信某逻辑路径不可能被执行，而事实上，它可能在正常的情况下被执行。

由于代码中的笔误是随机且无法杜绝的，因此我们要进行白盒测试。

白盒测试又称结构测试，透明盒测试、逻辑驱动测试或基于代码的测试。

白盒测试是一种测试用例设计方法，盒子指的是被测试的软件，白盒指的是盒子是可视的，你清楚盒子部的东西以及里面是如何运作的。

1.白盒的测试用例需要做到
➢保证一个模块中的所有独立路径至少被使用一次；
➢对所有逻辑值均需测试true 和false；
➢在上下边界及可操作围运行所有循环；
➢检查部数据结构以确保其有效性。

2.白盒测试的目的
通过检查软件部的逻辑结构，对软件中的逻辑路径进行覆盖测试；在程序不同地方设立检查点，检查程序的状态，以确定实际运行状态与预期状态是否一致。

3.白盒测试的特点
依据软件设计说明书进行测试、对程序部细节的严密检验、针对特定条件设计测试用例、对软件的逻辑路径进行覆盖测试。

4.白盒测试的实施步骤
1）测试计划阶段：根据需求说明书，制定测试进度。

2）测试设计阶段：依据程序设计说明书，按照一定规化的方法进行软件结构划分和设计测试用例。

3）测试执行阶段：输入测试用例，得到测试结果。

4）测试总结阶段：对比测试的结果和代码的预期结果，分析错误原因，找到并解决错误。

5.白盒测试的方法
总体上分为静态方法和动态方法两大类。

➢静态分析：是一种不通过执行程序而进行测试的技术。

静态分析的关键功能是检查软件的表示和描述是否一致,没有冲突或者没有歧义。

➢动态分析：主要特点是当软件系统在模拟的或真实的环境中执行之前、之中和之后, 对软件系统行为的分析。

动态分析包含了程序在受控的环
境下使用特定的期望结果进行正式的运行。

它显示了一个系统在检查状
态下是正确还是不正确。

在动态分析技术中,最重要的技术是路径和分支
测试。

下面要介绍的六种覆盖测试方法属于动态分析方法。

6.白盒测试的优缺点
➢优点：迫使测试人员去仔细思考软件的实现；可以检测代码中的每条分支和路径；揭示隐藏在代码中的错误；对代码的测试比较彻底；
最优化
➢缺点：费用昂贵；无法检测代码中遗漏的路径和数据敏感性错误；
不验证规格的正确性。

1.2. 白盒测试基本技术
1.2.1.控制流图
1.2.1.1.定义
程序流程图是软件开发过程中进行详细设计时，表示模块部逻辑的一个常用的、也非常有效的图示法。

程序流程图详细地反映了程序部控制流的处理和转移过程，它一般是进行模块编码的参考依据。

在程序流程图中，通常拥有很多种图示元素，例如，“矩形框”表示一个计算处理过程，而“菱形框”表示一个判断条件等。

通常测试人员为某个程序模块做白盒测试过程中，在做与路径相关的各种分析的时候，这些非常细节的信息往往是不太重要。

因此，为了更清晰突出地显示出程序的控制结构，反映控制流的转移过程，一种简化了的程序流程图便出现了，就是程序的控制流图。

在控制流图中一般只有两种简单的图示符号：节点和控制流。

1）节点。

以标有编号的圆圈表示。

它一般代表了程序流程图中矩形框所表示的处理、以及领形框所表示的判定条件，以及两条活多条节点的汇合点等。

一个节点就是一个基本的程序块，它可以是一个单独的语句（如if条件判断语句，或循环语句），也可以是多个顺序执行的语句块。

2）控制流。

以带箭头的弧线表示，用来连接相关的两个节点。

它与程序流程图中的控制流所表示的意义是一致的，都是知识了程序控制的转移过程。

为了便于处理，每个控制流也可以标有名字，这是继就相当于向图中的边。

每条边必须要终止某一节点。

1.2.1.2.控制流图的基本控制结构的图形符号
在控制流图中，其基本的控制结构所对应的图形符号如下图。

结构（d）循环结构
1.2.2.六种覆盖方法
首先为了下文的举例描述方便，这里先给出一程序流程图。

1.语句覆盖
1）主要特点：语句覆盖是最起码的结构覆盖要求，语句覆盖要求设计足够多的测试用例，使得程序中每条语句至少被执行一次。

2）用例设计：（如果此时将A路径上的语句1—〉T去掉，那么用例如下）
X Y 路径
1 50 50 OBDE
2 90 70 OBCE
3）优点：可以很直观地从源代码得到测试用例，无须细分每条判定表达式。

4）缺点：由于这种测试方法仅仅针对程序逻辑中显式存在的语句，但对于隐藏的条件和可能到达的隐式逻辑分支，是无法测试的。

在本
例中去掉了语句1—〉T去掉，那么就少了一条测试路径。

在if结构中若源代码没有给出else后面的执行分支，那么语句覆盖测试就不会考虑这种情况。

但是我们不能排除这种以外的分支不会被执行，
而往往这种错误会经常出现。

再如，在Do-While结构中，语句覆盖执行其中某一个条件分支。

那么显然，语句覆盖对于多分支的逻辑
运算是无法全面反映的，它只在乎运行一次，而不考虑其他情况。

2.判定覆盖
1）主要特点：判定覆盖又称为分支覆盖，它要求设计足够多的测试用例，使得程序中每个判定至少有一次为真值，有一次为假值，即：程序中的
每个分支至少执行一次。

每个判断的取真、取假至少执行一次。

2）用例设计：
3）优点：判定覆盖比语句覆盖要多几乎一倍的测试路径，当然也就具有比语句覆盖更强的测试能力。

同样判定覆盖也具有和语句覆盖一样的简单性，无须细分每个判定就可以得到测试用例。

4）缺点：往往大部分的判定语句是由多个逻辑条件组合而成（如，判定语句中包含AND、OR、CASE），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。

3.条件覆盖
1）主要特点：条件覆盖要求设计足够多的测试用例，使得判定中的每个条件获得各种可能的结果，即每个条件至少有一次为真值，有一次为假值。

2）用例设计：
3）优点：显然条件覆盖比判定覆盖，增加了对符合判定情况的测试，增加了测试路径。

4）缺点：要达到条件覆盖，需要足够多的测试用例，但条件覆盖并不能保证判定覆盖。

条件覆盖只能保证每个条件至少有一次为真，而不考虑所有的判定结果。

4.判定/条件覆盖
1）主要特点：设计足够多的测试用例，使得判定中每个条件的所有可能结果至少出现一次，每个判定本身所有可能结果也至少出现一次。

2）用例设计：
3）优点：判定/条件覆盖满足判定覆盖准则和条件覆盖准则，弥补了二者的不足。

4）缺点：判定/条件覆盖准则的缺点是未考虑条件的组合情况。

5.组合覆盖
1）主要特点：要求设计足够多的测试用例，使得每个判定中条件结果的所有可能组合至少出现一次。

2）用例设计：
3）优点：多重条件覆盖准则满足判定覆盖、条件覆盖和判定/条件覆盖准则。

更改的判定/条件覆盖要求设计足够多的测试用例，使得判定中每个条件的所有可能结果至少出现一次，每个判定本身的所有可能结果也至少出现一次。

并且每个条件都显示能单独影响判定结果。

4）缺点：线性地增加了测试用例的数量。

6.路径覆盖
1）主要特点：设计足够的测试用例，覆盖程序中所有可能的路径。

2）用例设计：
3）优点：这种测试方法可以对程序进行彻底的测试，比前面五种的覆盖面都广。

4）缺点：由于路径覆盖需要对所有可能的路径进行测试（包括循环、条件组合、分支选择等），那么需要设计大量、复杂的测试用例，使得工作量
呈指数级增长。

而在有些情况下，一些执行路径是不可能被执行的，如：If （!A）B++；
If （!A）D--；
这两个语句实际只包括了2条执行路径，即A为真或假时候对B和D的处理，真或假不可能都存在，而路径覆盖测试则认为是包含了真与假的4条执行路径。

这样不仅降低了测试效率，而且大量的测试结果的累积，也为排错带来麻烦。