软件测试-白盒测试

4、控制流图
常见的控制流图如图 3-1所示。 包含条件的节点被称 为判断节点（也称谓词 结点），由判断节点发 出的边必须终止于某一 个节点。 由边和结点所限定的 范围称为区域。
图3-1 常见的控制流图
一、什么是白盒测试
4、控制流图
将一个典型的程序流程图转换成控制流图
图3-2 控制流图示例
一、什么是白盒测试
白盒测试
教学目标：
了解白盒测试的定义 掌握白盒测试的常用方法
教学重点：
白盒测试的覆盖测试法和路径测试法
教学Βιβλιοθήκη Baidu点：
白盒测试案例应用
教学方法：多媒体 教学课时：6课时
白盒测试
什么是白盒测试 白盒测试的常用方法 白盒测试案例运用
一、什么是白盒测试
1、白盒测试的定义


白盒测试（White-box Testing）也称作结 构测试或逻辑驱动测试，它是知道产品的 内部工作过程，可通过测试来检测产品内 部动作是否按照规格说明书的规定正常进 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能按预定要求正 确工作，而不顾它的功能。 白盒测试的主要方法有逻辑覆盖、基本路 径测试等，主要用于软件验证。
二、白盒测试的常用方法
1、覆盖率测试

下面是一段简单的C语言程序，作为公共程序段来 说明五种覆盖测试的各自特点。



程序3-1： 1 If (A>1&& B==0) then 2 X=X/A 3 If (A>2|| X>1) then 4 X=X+1

逻辑运算符“&&”表示“与”的关系，逻辑运算 符“||”表示“或”的关系。其程序控制流图如图


A=2为true,记为T3; A=2为false,记为-T3; X>1为true,记为T4; X>1为false,记为-t4;
二、白盒测试的常用方法
4、条件覆盖
测试用例 Test Case 1 Test Case 5 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
1，0，3
abd
abe
-T1,-T2,-T3,-T4
-T1,T2,-T3,T4
4,8
3,7
上述测试用例虽然同时覆盖了全部条件组合的4个分支，但是却 仅覆盖了3条路径，漏掉了路径acd。
二、白盒测试的常用方法
7、路径覆盖


路径覆盖（Path Coverage）要求设计若干测试用例， 执行被测试程序时，能够覆盖程序中所有的可能路径。 从流程图和流图中都可以看出，本例有4条可能的路径。

路径1：ace 路径2：abd 路径3：abe 路径4：acd
记为L1 记为L2 记为L3 记为L4
二、白盒测试的常用方法
7、路径覆盖
测试用例 Test Case 1 Test Case 2 Test Case 3 Test Case 4

A，B，X 2，0，3 1，0，1 2，1，1 3，0，3

这两个测试用例不但覆盖了4个条件的全部8种情况，而且将两 个判定的4个分支b、c、d、e也同时覆盖了，即同时达到了条 件覆盖和判定覆盖。
二、白盒测试的常用方法
4、条件覆盖

但是并不可以说判断覆盖是条件覆盖的子集。
测试用例 Test Case 6 Test Case 4 A，B，X 1，0，3 1，1，1 执行路径 abe abe 覆盖条件 -T1,T2,-T3,T4 T1,-T2,T3,-T4
二、白盒测试的常用方法
6、组合覆盖
测试用例 Test Case 1 Test Case 4 A，B，X 2，0，3 2，1，1 执行路径 ace abe 覆盖条件 T1,T2,T3,T4 T1,-T2,T3,-T4 覆盖组合号 1,5 2,6
Test Case 5
Test Case 6

1，1，1
1、覆盖率测试


白盒测试技术的常见方法之一就是覆盖测试，它 是利用程序的逻辑结构设计相应的测试用例。测 试人员要深入了解被测程序的逻辑结构特点，完 全掌握源代码的流程，才能设计出恰当的用例。 根据不同的测试要求，覆盖测试可以分为语句覆 盖、判断覆盖、条件覆盖、判断/条件覆盖、条件 组合覆盖和路径覆盖。
二、白盒测试的常用方法
3、判断覆盖
测试用例 Test Case 1 Test Case 2 A，B，X 2，0，3 1，0，1 (A>1)and (B=0) True False (A=2)or (X>1) True False 执行路径 ace abd

采用这一组测试用例，公共程序段的4个判断分支b，c，d， e都被覆盖到了。
二、白盒测试的常用方法
3、判断覆盖


判断覆盖（Branch Coverage）是指设计若干个测试用例， 执行被测试程序时，程序中每个判断条件的真值分支和假值 分支至少被执行一遍。在保证完成要求的情况下，测试用例 的数目越少越好。判断覆盖又称为分支覆盖。 对上述示例程序段，设计两个测试用例，使它们能通过路径 ace和abd或通过路径acd及ade，即可达到“判定覆盖”的 标准。
二、白盒测试的常用方法
4、条件覆盖

因此，在第一个判定（A>1）AND(B=0)中应考虑到各种条件取 值的情况：

A>1为true,记为T1; A>1为false,记为-T1; B=0为true,记为T2; B=0为false,记为-T2;

同样，对于第二个判定（A=2）OR(X>1)应考虑到：
一、什么是白盒测试
4、控制流图


白盒测试是针对软件产品内部逻辑结构进行测试 的，测试人员必须对测试中的软件有深入的理解， 包括其内部结构、各单元部分及之间的内在联系， 还有程序运行原理等等。因而这是一项庞大并且 复杂的工作。为了更加突出程序的内部结构，便 于测试人员理解源代码，可以对程序流程图进行 简化，生成控制流图（Control Flow Graph）。 简化后的控制流图是由节点和控制边组成的。
二、白盒测试的常用方法
3、判断覆盖
测试用例 Test Case 3 Test Case 4 A，B，X 3，0，1 2，1，3 (A>1)and (B=0) True False (A=2)or (X>1) False True 执行路径 acd abe



采用这一组测试用例，公共程序段的4个判断分支b，c，d， e也都被覆盖到了。 需要注意的是，上述两组测试用例在满足判定覆盖的同时， 还完成了语句覆盖，因此判定覆盖要比语句覆盖更强一些。 但是，此时如果程序段中的第二个判定条件X>1误写成X<1， 执行上述测试用例，原路径abe执行而不影响结果。


上表中虽然覆盖了4个内部判断式的8种真假值情况。但是这组测 试用例的执行路径是abe，仅是覆盖了判断条件的4个真假分支中 的2个。 所以，需要设计一种能同时满足判断覆盖和条件覆盖的覆盖测试 方法，即判断/条件覆盖测试。
二、白盒测试的常用方法
5、判定/条件覆盖

判断/条件覆盖是指设计若干个测试用例，执行被测试程序时， 程序中每个判断条件的真假值分支至少被执行一遍，并且每个判 断条件的内部判断式的真假值分支也要被执行一遍。
2、语句覆盖


从表面上看，语句覆盖用例测试了程序中的每一个语句 行，好像对程序覆盖得很全面，但实际上语句覆盖测试 是最弱的逻辑覆盖方法。例如，第一个判断的逻辑运算 符“&&”错误写成“||”，或者第二个判断的逻辑运算符 “||”错误地写成“&&”，这时如果仍采用Test Case 1测 试用例则程序仍按流程图上的路径ace执行；当第二个 条件语句中X>1误写成X>0时，上述的测试用例也不能 发现这一错误。 根据上述分析可知，语句覆盖测试只是表面上的覆盖程 序流程，没有针对源程序各个语句间的内在关系，设计 更为细致的测试用例。
二、白盒测试的常用方法
1、覆盖率测试
图3-3 示例程序流程图及流图
二、白盒测试的常用方法
2、语句覆盖


语句覆盖（Statement Coverage）是指设计若干个测试 用例，程序运行时每个可执行语句至少被执行一次。在 保证完成要求的情况下，测试用例的数目越少越好。 以下是针对公共程序段设计的测试用例：
一、什么是白盒测试
2、为什么不采用穷举路径测试法



穷举路径测试法无法检查出程序本身是否 违反了设计规范，即程序是否是一个错误 的程序。 穷举路径测试不能查出程序因为遗漏路径 而出错。 穷举路径测试发现不了一些与数据相关的 错误。
一、什么是白盒测试
3、白盒测试方法遵循的原则




确保一个模块中的所有独立路径至少被测 试一次。 所有逻辑值均需测试真（true）和假 （false）两种情况。 检查程序的内部数据结构，保证其结构的 有效性。 在取值上、下边界即可操作范围内运行所 有循环。
测试用例 A，B，X (A>1)and (B=0) True (A=2)or (X>1) True 执行路径
Test Case 1
2，0，3
ace(BCEF)
程序按路径a,c,e（流图上的路径BCEF或1-2-3-4-5）顺序执 行，程序中的4个语句都被执行一次，符合语句覆盖的要求。
二、白盒测试的常用方法
二、白盒测试的常用方法
6、组合覆盖


条件组合覆盖是指设计若干个测试用例，执行被测试程序时，程 序中每个判断条件的的内部判断式的各种真假组合可能都至少被 执行一遍。可见，满足条件组合覆盖的测试用例组一定满足判断 覆盖、条件覆盖和判断/条件覆盖。 在上述示例程序段中，每个判定各包含有两个条件，这两个条件 在判定中有8种可能的组合：
执行路径 ace(L1) abd(L2) abe(L3) acd(L4)

实际问题中，一个不太复杂的程序，其路径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。所以，路径覆盖测试是相对的， 要尽可能把路径数压缩到一个可承受范围。 当然，即便对某个简短的程序段做到了路径覆盖测试，也不能保证源代 码不存在其他软件问题了。其他的软件测试手段也必要的，它们之间是 相辅相成的。没有一个测试方法能够找尽所有软件缺陷，只能说是尽可 能多地查找软件缺陷。
一、什么是白盒测试
4、控制流图

控制流图的特点：




具有唯一入口节点，即源节点，表示程序段 的开始语句； 具有唯一出口节点，即汇节点，表示程序段 的结束语句； 节点由带有标号的圆圈表示，表示一个或多 个无分支的源程序语句； 控制边由带箭头的直线或弧表示，代表控制 流的方向。
一、什么是白盒测试
测试用例 Test Case 1 Test Case 5 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 (A>1)and (B=0) True False (A=2)or (X>1) True False

上表虽然满足了判断覆盖和条件覆盖，但是没有对每个判断条件的内部判断 式的所有真假值组合进行测试。条件组合判断是必要的，因为条件判断语句 中的“与”和“或”，即“&&”和“||”，会使内部判断式之间产生抑制作用。 例如，C=A && B中，如果A为假值，那么C就为假值，测试程序就不检测B了， B的正确与否就无法测试了。同样，C=A || B中，如果A为真值，那么C就为真 值，测试程序也不检测B了，B的正确与否也就无法测试了。

A>1,B=0,记为T1,T2; A>1,B<>0,记为T1,-T2; A<=1,B=0,记为-T1,T2; A<=1,B<>0,记为-T1,-T2;


A=2,X>1,记为T3,T4; A=2,X<=1,记为T3,-T4; A<>2,X>1,记为-T3,T4; A<>2,X<=1,记为-T3,-T4;
4、控制流图
对于复合条件，可将其分解为多个单个条件，并映 射成控制流图。
一、什么是白盒测试
5、图矩阵
控制流图的矩阵表示形式，其维数等于流图的结点 数，矩阵元素对应于结点的边。 若矩阵记为M，则M（4，1）=“d”。
结点 1 2 3 b c d 流图对应的矩阵图 4
1
2 3 4
a
二、白盒测试的常用方法
二、白盒测试的常用方法
4、条件覆盖


在实际程序代码中，一个判定中通常都包含了若干个条件，如上 述示例程序段，判定(A>1)and(B=0)包含了两个条件(A>1)和 (B=0)，此时，一个更强的覆盖标准是条件覆盖。 条件覆盖（Condition Coverage）是指设计若干个测试用例，执 行被测试程序时，程序中每个判断条件中的每个判断式的真值和 假值至少被执行一遍。