【正文】 結(jié)點(diǎn)邊區(qū)域109 軟件測(cè)試方法與 測(cè)試過(guò)程的分析與研究 10 圖 控制流程圖和控制流圖 第二步：計(jì)算圈復(fù)雜度 圈復(fù)雜度是一種為程序邏輯復(fù)雜性提供定量測(cè)度的軟件度 量，將該度量用于計(jì)算程序的基本的獨(dú)立路徑數(shù)目，為確保所有語(yǔ)句至少執(zhí)行一次的測(cè)試數(shù)量的上界。一個(gè)處理方框序列和一個(gè)菱形決測(cè)框可被映射為一個(gè)結(jié)點(diǎn)，流圖中的箭頭，稱(chēng)為邊或連接，代表控制流，類(lèi)似于流程圖中的箭頭。 第二章 軟件測(cè)試基本技術(shù) 9 邊和結(jié)點(diǎn)圈定的區(qū)域叫做區(qū)域，當(dāng)對(duì)區(qū)域計(jì)數(shù)時(shí)，圖形外的區(qū)域也應(yīng)記為一個(gè)區(qū)域。 ○ 2 程序的控制流圖：描述程序控制流的一種 圖示方法。從程序的環(huán)路復(fù)雜性可導(dǎo)出程序基本路徑集合中的獨(dú)立路徑條數(shù)，這是確定程序中每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次所必須的測(cè)試用例數(shù)目的上界。設(shè)計(jì)出的測(cè)試用例要保證在測(cè)試中程序的每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。在選購(gòu)白盒測(cè)試工具時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮該款測(cè)試工具的可視化是否良好，例如：測(cè)試過(guò)程中是否可以顯示覆蓋率的函數(shù)分布圖和上升趨勢(shì)圖，是否使用不同的顏色區(qū)分已執(zhí)行和未執(zhí)行的代碼段顯示分配內(nèi)存情況實(shí)時(shí)圖表等，這些對(duì)于測(cè)試效率和測(cè)試質(zhì)量的提高是具有很大的作用的。目前測(cè)試工具主要 第二章 軟件測(cè)試基本技術(shù) 7 支持 的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言包括：標(biāo)準(zhǔn) C、 C++、 Visual C++、 Java、 Visual J++、Visual unit 等。 白盒測(cè)試的工具 白盒測(cè)試目前主要用在具有高可靠性要求的軟件領(lǐng)域，例如：軍工軟件、航天航空軟件、工業(yè)控制軟件等等。但即使每條路徑都測(cè)試了仍然可能有錯(cuò)誤。 白盒法全面了解程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)、對(duì)所有邏輯路徑進(jìn)行測(cè)試。 白盒測(cè)試的測(cè)試方法有代碼檢查法、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析法、靜態(tài)質(zhì)量度量法、邏輯覆蓋法、基本路徑測(cè)試法、域測(cè)試、符號(hào)測(cè)試、 Z 路徑覆蓋、程序變異。黑盒測(cè)試一般可分為功能測(cè)試和非功能測(cè)試兩大類(lèi)；功能測(cè)試主要包括等價(jià)類(lèi)劃分、邊值分析、因果圖法、錯(cuò)誤推測(cè)、功能圖法等，主要用于軟件確認(rèn)測(cè)試；非功能測(cè)試主要包括使用性能測(cè)試、性能測(cè)試、強(qiáng)度測(cè)試、兼容性測(cè)試、配臵測(cè)試、安全測(cè)試等。白盒測(cè)試又可分為靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。第一，要根據(jù)程序的重要性和一旦發(fā)生故障將造成的損失來(lái)確定它的測(cè)試等級(jí)；第二，要認(rèn)真研究測(cè)試策略，以便能使用盡可能少的測(cè)試用例，發(fā)現(xiàn)盡可能多的程序錯(cuò)誤。 在實(shí)際測(cè)試中，窮舉測(cè)試工作量太大，實(shí)踐上行不通，這就注定了一切實(shí)際測(cè)試都是不徹底的。第一，窮舉路徑測(cè)試決不能查出程序違反了設(shè)計(jì)規(guī)范，即程序本身是個(gè)錯(cuò)誤的程序。通常也稱(chēng)這種測(cè)試為“窮舉測(cè)試”。 軟件測(cè)試方法與 測(cè)試過(guò)程的分析與研究 4 此外，按照測(cè)試目的劃分還包括強(qiáng)度測(cè)試、壓力測(cè)試、用戶界面測(cè)試、安全測(cè)試、可靠性測(cè)試、安裝 \反安裝測(cè)試、文檔測(cè)試、恢復(fù)測(cè)試和兼容性測(cè)試。 （即按測(cè)試方式）劃 分為 靜態(tài)測(cè)試和 動(dòng)態(tài)測(cè)試。 軟件測(cè)試框圖說(shuō)明 圖 1— 1 軟件測(cè)試框圖 軟件測(cè)試原則和分類(lèi) 軟件測(cè)試的基本原則 為了進(jìn)行有效的測(cè)試，測(cè)試工程師必須掌握軟件測(cè)試的基本原則， 軟件修復(fù) 事故 缺陷 缺陷 缺陷 錯(cuò)誤 錯(cuò)誤 錯(cuò)誤 錯(cuò)誤 需求規(guī)格說(shuō)明 設(shè)計(jì) 編碼 測(cè)試 缺陷分類(lèi) 缺陷隔離 缺陷解決 第一章 緒論 3 測(cè)試的幾大原則： ； 測(cè)試自己的程序； ； 確的態(tài)度； ，物以類(lèi)聚，軟件測(cè)試也不例外，一定要充分注意軟件測(cè)試中的群集現(xiàn)象，即“ Pareto 原則”； ，排除測(cè)試的隨意性，以避免發(fā)生疏漏或者重復(fù)無(wú)效的工作； 進(jìn)行全面檢查； 、測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試報(bào)告和最終分析報(bào)告，以備回歸測(cè)試及維護(hù)之用。也就是說(shuō)軟件測(cè)試就是使用人工或者自動(dòng)手段來(lái)運(yùn)行或測(cè)試某個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程 ,其目的在于檢驗(yàn)它是否滿足規(guī)定的需求或弄清預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別。 它是幫助識(shí)別開(kāi)發(fā)完成（中間或最終的版本）的計(jì)算機(jī)軟件（整體或部分）的正確度 (correctness)、完全度 (pleteness)和質(zhì)量 (quality)的軟件過(guò)程；是 SQA(software quality assurance)的重要子域。 在遵守以上原則的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件測(cè)試，可以以最少的 時(shí)間和人力找出軟件中的各種缺陷，從而達(dá)到保證軟件質(zhì)量的目的。 （即按測(cè)試過(guò)程）劃分為 單元測(cè)試 、 集成測(cè)試 、 確認(rèn)測(cè)試 、 系統(tǒng)測(cè)試 和 驗(yàn)收測(cè)試。 軟件測(cè)試的復(fù)雜性與經(jīng)濟(jì)性 軟件測(cè)試的復(fù)雜性 設(shè)計(jì)測(cè)試用例是一項(xiàng)細(xì)致并需要高度技巧的工作，稍有不慎就會(huì)顧此失彼，發(fā)生不應(yīng)有的疏漏。 “黑盒”法是窮舉輸入 測(cè)試，只有把所有可能的輸入都作為測(cè)試情況使用，才能以這種方法查出程序中所有的錯(cuò)誤。第二，窮舉路徑測(cè)試不可能查出程序中因遺漏路徑而出錯(cuò)。當(dāng)然就不能夠保證被測(cè)試程序中不存在遺留的錯(cuò)誤。 掌握好測(cè)試量是至關(guān)重要的，一位有經(jīng)驗(yàn)的軟件開(kāi)發(fā)管理人員在談到軟件測(cè)試時(shí)曾這樣說(shuō)過(guò)：“不充分的測(cè)試是愚蠢的，而過(guò)度的測(cè)試是一種罪孽”。靜態(tài)測(cè)試技術(shù) 不要求在計(jì)算機(jī)上實(shí)際執(zhí)行所測(cè)程序，主要以一些人工的模擬技術(shù)對(duì)軟件進(jìn)行分析和測(cè)試。對(duì)任何工程產(chǎn)品都可以使用白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試兩種方法之一進(jìn)行測(cè)試。 白盒測(cè)試法的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)有邏輯覆蓋、循環(huán)覆蓋和基本路徑 測(cè)試。白盒法是窮舉路徑測(cè)試。第一，窮舉路徑測(cè)試決不能查出程序違反了設(shè)計(jì)規(guī)范，即程序本身是個(gè)錯(cuò)誤的程序。白盒測(cè)試工具在選購(gòu)時(shí)應(yīng)當(dāng)主要是對(duì)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的支持、代碼覆蓋的深度、嵌入式軟件的測(cè)試、測(cè)試的可視化等。 不同的測(cè)試工具對(duì)于代碼的覆蓋能力也是不同的，通常能夠支持修正條件判定覆蓋的測(cè)試工具價(jià)格是極其昂貴的。 白盒測(cè)試的方法介紹 1. 白盒測(cè)試之基本路徑法 白盒測(cè)試的測(cè)試方法有代碼檢查法、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析法、靜態(tài)質(zhì)量度量法、邏輯覆蓋 法、基本路徑測(cè)試法、域測(cè)試、符號(hào)測(cè)試、 Z 路徑覆蓋、程序變異。在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析控制構(gòu)造的環(huán)路復(fù)雜性，導(dǎo)出基本可執(zhí)行路徑集合，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例。 (3) 導(dǎo)出測(cè)試用例：根據(jù)圈復(fù)雜度和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用例數(shù)據(jù)輸入和預(yù)期結(jié)果。圓圈稱(chēng)為控制流圖的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，表示一個(gè)或多個(gè)無(wú)分支的語(yǔ)句或源程序語(yǔ)句流圖只有二種圖形符號(hào)：圖中的每一個(gè)圓稱(chēng)為流圖的結(jié)點(diǎn)，代表一條或多條語(yǔ)句。 基本路徑測(cè)試法的步驟： 第一步：畫(huà)出控制流圖 流程圖用來(lái)描述程序控制結(jié)構(gòu)。一條邊必須終止于一個(gè)結(jié)點(diǎn)，即使該結(jié)點(diǎn)并不代表任何語(yǔ)句 (例如： ifelsethen 結(jié)構(gòu) )。獨(dú)立路徑必須包含一條在定義之前不曾用到的邊。V(G)值正好等于該程序的獨(dú)立路徑的條數(shù)。 /*5*/． else /*6*/． { /*7*/． if (temp = = ) 第二章 軟件測(cè)試基本技術(shù) 11 /*8*/． (1)。 /*21*/． else /*22*/． (5)。 表 測(cè)試用例列表 第二章 軟件測(cè)試基本技術(shù) 13 傳入?yún)?shù) 預(yù)期調(diào)用 Path 1 ReadPara（ ” =” ） (0) Path 2 ReadPara（ ” ” ） (1) Path 3 ReadPara（ ” ==” ） (2) Path 4 ReadPara（ ” ” ） (3) Path 5 ReadPara（ ” =” ） (4) Path 6 ReadPara（ ” +” ） (5) 2. 白盒測(cè)試之程序插樁 在軟件測(cè)試中，常常要用到一種“插樁”技術(shù)，通過(guò)在源代碼中加入記錄信息語(yǔ)句，以便進(jìn)行運(yùn)行信息的追蹤和調(diào)試，統(tǒng)計(jì)有關(guān)的運(yùn)行資源狀況。 //不能直接在之前插入，否則意義全變了 } 軟件測(cè)試方法與 測(cè)試過(guò)程的分析與研究 14 （ 2）當(dāng)出現(xiàn)需要在 for 循環(huán)語(yǔ)句、 while 循環(huán)語(yǔ)句中進(jìn)行插入信息時(shí)候，很可能會(huì)導(dǎo)致程序運(yùn)行時(shí)間非常長(zhǎng)，是否有辦法改進(jìn)“插樁”機(jī)制？ （ 3）是否可以由用戶進(jìn)行指定，比如 for 語(yǔ)句、 while 語(yǔ)句或者指定的語(yǔ)句前不允許進(jìn)行“插樁”，怎么實(shí)現(xiàn)？ （ 4）如果對(duì)于一個(gè)龐大的系統(tǒng)軟件，我們需要進(jìn)行對(duì)所運(yùn)行的程序的每個(gè)函數(shù)記錄其運(yùn)行的有關(guān)參數(shù)，如：運(yùn)行開(kāi)始時(shí)間、退 出時(shí)間、運(yùn)行總時(shí)間、調(diào)用次數(shù)等等的統(tǒng)計(jì)。語(yǔ)句覆蓋的含義是，選擇足夠多的測(cè)試數(shù)據(jù)，使被測(cè)程序中每個(gè)語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。上述兩個(gè)判定表達(dá)式中有 4 個(gè)條件： a1, b=0, a=2, x1 選擇兩組測(cè)試數(shù)據(jù)： a=2， b=0， x=3 (使 a1， b=0， a=2， x1 為真，通過(guò)路徑 14567) a=1， b=1， x=1 (使 a1， b=0， a=2， x1 為假，通過(guò)路徑 123) 選擇另外兩組測(cè)試數(shù)據(jù)： a=1， b=0， x=3 (使 b=0， x1 為真， a1， a=2 為假，通過(guò)路徑 1267) a=2， b=1， x=1 (使 b=0， x1 為假， a1， a=2 為真，通過(guò)路徑 1267) 這兩組測(cè)試數(shù)據(jù)均使 a1 AND b=0 為假， a=2 OR x1 為真，不滿足判定覆蓋。 選擇兩組測(cè)試用例： a=2， b=0， x=3(使 a1,b=0,a=2,x1 和 (a1)AND(b=0)， (a=2)OR(x1)為真 第二章 軟件測(cè)試基本技術(shù) 17 a=1， b=1， x=1(使 a1,b=0,a=2,x1 和 (a1)AND(b=0)， (a=2)OR(x1)為假 注意：若將 b=0 寫(xiě)為 b≠ 0，而 a1 為假， x1 寫(xiě)為 x≤ 1，而 a=2 為真，就 測(cè)試不出來(lái)。 a≤ 1, b=0。 a≠ 2,x≤ 1 以下 4 組測(cè)試用例可以滿足條件組合覆蓋： ① a=2， b=0， x=2 ② a=2， b=1， x=1 ③ a=1， b=0， x=2 ④ a=1， b=1， x=1 （ 6）路徑覆蓋 覆蓋所有可能 的路徑，以下 4 組測(cè)試用例可以路徑覆蓋： ① a=2， b=0， x=2 ② a=2， b=1， x=1 ③ a=1， b=1， x=1 ④ a=1， b=0， x=2 但不能覆蓋 a≤ 1， b=0 和 a≠ 2， x1。在結(jié)構(gòu)化的程序中通常只有三種循環(huán)，分別是簡(jiǎn)單循環(huán)、串 接循環(huán)和嵌套循環(huán)，如圖 所示。 〃 只通過(guò)循環(huán)一次。 【例】 n=k。 提出了一種能減少測(cè)試數(shù)的方法。 白盒測(cè)試作為軟件質(zhì)量保證中的重要一環(huán)，對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的影響，不幸的是，由于實(shí)施白盒測(cè)試有較高技術(shù)難度，該軟件過(guò)程常被廠商忽略，因?yàn)殡y于實(shí)施，所以容易失敗，失敗后產(chǎn)生畏懼心理，就更不愿意進(jìn)一步去嘗試，如此形成惡性循環(huán)。黑盒測(cè)試著眼于程序外部結(jié)構(gòu)，不考慮內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，主要針對(duì)軟件界面和軟件功能進(jìn)行測(cè)試。這樣看來(lái) ，完全測(cè)試是不可能的，所以我們要進(jìn)行有針對(duì)性的測(cè)試，通過(guò)制定測(cè)試案例指導(dǎo)測(cè)試的實(shí)施，保證軟件測(cè)試有組織、按步驟，以及有計(jì)劃地進(jìn)行。我們必須仔細(xì)分析和推敲說(shuō)明書(shū)的各項(xiàng)需求，特別是功能需求。使用這一方法設(shè)計(jì)測(cè)試用例，首先必須在分析需求規(guī)格說(shuō)明的基礎(chǔ)上劃分等價(jià)類(lèi)，列出等價(jià)類(lèi)表。 因此，可以把全部輸入數(shù)據(jù)合理地劃分為若干等價(jià)類(lèi)，在每一個(gè)等價(jià)類(lèi)中取一個(gè)數(shù)據(jù)作為測(cè)試的輸入條件，就可以用少量代表性的測(cè)試數(shù)據(jù)取得較好的測(cè)試結(jié)果。 無(wú)效等價(jià)類(lèi)：與有效等價(jià)類(lèi)的定義恰巧相反。 下面給出 6 條確定等價(jià)類(lèi)的原則： ○ 1 在輸入條件規(guī)定了取值范圍或值的個(gè)數(shù)的情況下，可以確立一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)和兩個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)。 ○ 5 在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵守的規(guī)則的情況下，可確立一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)（符合規(guī)則）和若干個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)（從不同角度違反規(guī)則）。 ○ 2 設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未覆蓋的有效等價(jià)類(lèi)。 在尋找等價(jià)區(qū)間時(shí)，想辦法把軟件的相似輸入、輸出、操作分成組。程序?qū)?1 和最大數(shù)值相加的處理和對(duì)兩個(gè)小一些的數(shù)值相加的處理軟件測(cè)試方法與 測(cè)試過(guò)程的分析與研究 24 有所不同?！耙粋€(gè)程序讀入 3 個(gè)整數(shù)，把這 3 個(gè)數(shù)值看作一個(gè)三角形的 3 條邊的長(zhǎng)度值。 如果是等腰的，還要判斷 A=B，或 B=C，或 A=C。 表 等價(jià)類(lèi)表 輸 入 條 件 有效等價(jià)類(lèi) 無(wú)效等價(jià)類(lèi) 是否三角形的 3條邊 （ A0）， （ 1） （ B0）， （ 2） （ C0）， （ 3） （ A+BC）， （ 4） （ B+CA）， （ 5） （ A+CB） （ 6） （ A≤ 0）， （ 7） （ B≤ 0）， （ 8） （ C≤ 0）， （ 9） （ A+B≤ C）， （ 10） （ B+C≤ A）， （ 11） （ A+C≤ B） （ 12） 是否等腰三角形 （ A=B）， （ 13） （ B=C）， （ 14） （