02、白盒测试

acd
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路径覆盖的优缺点
• 路径覆盖是覆盖测试级别最高的测试，但在 实际问题中，一个不太复杂的程序，其路径 数都是一个庞大的数字。要在测试中覆盖这 样多的路径是无法实现的。 • 为解决这一难题，需要进行路径分析，了解 路径数目和基本路径（任意有向边都在路径 中最多出现一次 ）数目。同时，要对循环进 行考虑。
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2.2白盒测试的重点及其对策
• 白盒测试的重点主要体现在五个方面：
– 模块接口测试 – 模块局部数据结构测试 – 模块边界条件测试 – 模块执行路径测试 – 模块出错处理测试。
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白盒测试的重点
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模块接口测试
• 模块接口测试重点检查进出模块的数据是否正确。 • 主要检查的内容包括以下几个方面：
abe abe
覆盖条件
-t1，t2，-t3，t4 t1，-t2，t3，-t4
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条件覆盖优缺点
• 上边两组测试用例第一组测试用例既判定覆 盖，又条件覆盖；第二组测试用例条件覆盖， 但没有判定覆盖。为解决这一矛盾，需要对 条件和分支兼顾。
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判定／条件覆盖
• 判定／条件覆盖是指选择足够的测试用例， 使得同时满足判定覆盖和条件覆盖； • 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(真／假)至少 出现一次，并且每个判定本身的判定结果(真 ／假)至少出现一次。
– 静态白盒测试是指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。 – 动态白盒测试是指测试运行中的程序，并利用查看代码功 能和实现方式得到的信息来确定哪些需要测试、哪些不需 要测试、如何开展测试，从而设计和执行测试，找出软件 缺陷的过程。
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静态白盒测试
• 进行静态白盒测试的首要原因是尽早发现软 件缺陷，以找出动态黑盒测试难以揭示或遇 到的软件缺陷。 • 独立审查代码的人越多越好，特别是在开发 过程初期从底层进行。
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代码静态质量分析
• 进行代码静态质量分析所依据的度量理论
– McCabe度量法 – HalStead度量法
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McCabe度量法
• McCabe度量法是由Thomas McCabe提出的 一种基于程序控制流的复杂性度量方法。 • 基于图论，进行程序复杂度度量
– V(G)=E-n+2p E为图G中的边数，n为节点数，p 为连通分量个数 – V(G)值过大(≥10)，程序不易理解与维护
上边四个测试用例虽然覆盖了条件组合和分支，但 是仅覆盖了三条路径，漏掉了路径acd。
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路径覆盖
路径覆盖是指选择足够的测试用例，使得程序中所有的可 能路径都至少被执行一次。
测试用例 用例1 用例2 用例3 a b x 2 0 3 1 0 1 2 1 1 覆盖路径 ace abd abe
用例4
3 0 3
– 模块的实际输入与定义的输入是否一致，包括检查参数个 数、类型、顺序等。 – 模块中对于非内部／局部变量是否合理使用。 – 使用其他模块时，是否检查该模块的可用性和处理结果。 – 使用外部资源时，是否检查了可用性并及时释放资源，这 些资源包括内存、文件、硬盘、端口等。
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模块局部数据结构测试
• 模块局部数据结构测试重点检查局部数据结构能否 保持完整性。 • 主要检查的内容包括以几个方面：
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McCabe度量法示例
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HalStead度量法
• Halstead度量法以程序中出现的操作符和操 作数为计算对象， 给出源程序后，根据程序 中的这些参数，按公式可求得程序功耗的估 值。
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程序的简明性
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程序的词汇量
(2) 程序的词汇量像汉语中的字、英语中的单词 一样，反映了程序员需要学习多少术语才能 理解、编程和维护一个程序。采用下式度量：
– 普通合法数据是否正确处理。 – 普通非法数据是否正确处理。 – 边界内最接近边界的(合法)数据是否正确处理。 – 边界外最接近边界的(非法)数据是否正确处理。
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模块独立执行路径测试
• 模块独立执行路径测试重点检查由于计算错误、判 定错误、控制流错误导致的程序错误。 • 主要检查的内容包括以下几个方面：
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2.3.1逻辑覆盖方法
• 逻辑覆盖包括：
– 语句覆盖 – 判定覆盖 – 条件覆盖 – 判定／条件覆盖 – 条件组合覆盖 – 路径覆盖。
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例题2-1
If(a>1) and (b=0) then x = x／a If(a=2) or (x>1) then x=x+1
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语句覆盖
• 语句覆盖是指设计若干测试用例，使程序中 的每个可执行语句至少执行一次； • 针对上例，如果选择a=2，b=0，x=3，则程 序按照路径ace执行，这样，程序段中的四个 语句均得到执行，从而达到了语句覆盖。如 果a=2，b=1，x=3，则程序按照路径abe执 行，便未能达到语句覆盖。
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例2-2测试用例
• • • • 路径1：
– value[k]=有效输入 (k<i)，value[i]=-999 0<i<100 – 期望结果：基于k的正确平均值。
路径2：
– value[0] = -999 – 期望结果：ave = -999。
路径3：
– 试图处理101个数，前100个数有效 – 期望结果：基于100的正确平均值。
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条件组合覆盖测试用例
测试用例 用例1 用例2 用例3 用例4 a b x 2 0 3 2 1 1 1 1 1 1 0 3 覆盖组合号 1，5 2，6 4，8 3，7 执行路径 ace abe abd abe 覆盖条件 t1，t2，t3，t4 t1，-t2，t3，-t4 -t1，-t2，-t3，-t4 -t1，t2，-t3，t4
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各种覆盖准则间的关系
路径覆盖 条件组合覆盖
判定/条件覆盖 判定覆盖 语句覆盖 条件覆盖
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2.3.2路径测试
• 执行路径测试时，需要进行路径分析，了解路径数 目和基本路径数目。同时，要对循环进行考虑。 • 一般来说，循环测试的目标是检查循环结构的有效 性。 • 循环分为简单循环和嵌套循环。
– 对于简单循环(循环最大次数n)，测试时可以考虑跳过整 个循环；只循环一次；循环两次；循环m次，m<n；以及 分别循环n-1、n、n+1次等情况。 – 对于嵌套循环，可以考虑从内层开始，所有外层的循环次 数为最小，内层循环按简单循环策略；或由内向外，外层 仍取最小，内层取典型值。
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例2-2
• 例2-2：最多输入100个值（-999为结束标志） 存储在数组value[100]中，计算落在指定范 围 (min, max) 内的值的个数、总和、平均值。
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例2-2程序源代码
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例2-2的流图
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例2-2路径分析
• • • • • • 路径1：1-2-10-11-13 路径2：1-2-10-12-13 路径3：1-2-3-10-11-13 路径4：1-2-3-4-5-8-9-2-... 路径5：1-2-3-4-5-6-7-8-9-2-... 路径6：1-2-3-4-5-6-8-9-2-...
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判定覆盖
判定覆盖是指设计若干测试用例，使程序中的每个判断真假 的分支至少遍历一次；
测试用例 用例1 0 1
a>1 and b=0 T F
a=2 or x>l T F
测试用例 用例1 用例2
a b x 3 0 3 2 1 1
a>1 and b=0 T F
– 是否检查错误出现，尤其是在资源使用前后或者 使用其他模块前后。 – 如果出现错误，是否进行错误处理，包括抛出错 误、通知用户并进行记录。 – 错误处理是否有效，是否在系统干预前处理，报 告和记录的错误是否真实详细。
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2.3白盒测试的测试用例设计方法
2.3.1逻辑覆盖方法 2.3.2路径测试 2.3.3数据流测试
– 变量从来没有被使用，这时可能别的地方使用了错误的变 量名。 – 变量没有初始化。 – 程序中包含了错误的类型转换。 – 程序中是否存在数组越界。 – 程序中是否存在非法指针。 – 程序中是否存在变量或函数名称拼写错误，以及使用了外 部变量或函数。
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模块边界条件测试
• 模块边界条件测试重点检查临界数据是否正 确处理。 • 主要检查的内容包括以下几个方面：
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语句覆盖优缺点
• 语句覆盖虽然使得程序中的每个语句都得到 执行，但并不能全面地检验每一条语句。这 种覆盖测试不充分，无法发现程序中某些逻 辑运算符和逻辑条件的错误。 • 例如例2-1的第一个逻辑运算符写成了“or”， 第二个逻辑运算符写成了"and"，使用测试用 例a=2，b=0，x=3，程序仍将按照路径ace执 行，虽然达到了语句覆盖，但是并没有发现 程序中的错误。
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条件覆盖
条件覆盖是指设计若干测试用例，使程序中的每个条件的可 能取值至少满足一次；
测试用例 用例1 用例2 a b x 2 0 3 1 1 1 执行路径 ace abd 覆盖条件 t1，t2，t3，t4 -t1，-t2，-t3，-t4
测试用例
用例1 用例2
a b x
1 0 3 2 1 1
执行路径
– 程序中是否存在死代码。 – 程序中是否存在错误的计算优先级。 – 程序中是否存在精度错误，例如：比较运算错误、赋值错 误。 – 表达式使用不正确符号，例如：应该使用“>”，却用了 “>=”或者“<”。 – 循环变量的使用错误，例如：错误赋值。
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模块内部错误处理测试
• 模块内部错误处理测试检查内部错误处理设 施是否有效。 • 主要检查的内容包括以下几个方面：
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