【正文】 結(jié)點邊區(qū)域109 軟件測試方法與 測試過程的分析與研究 10 圖 控制流程圖和控制流圖 第二步：計算圈復(fù)雜度 圈復(fù)雜度是一種為程序邏輯復(fù)雜性提供定量測度的軟件度 量，將該度量用于計算程序的基本的獨立路徑數(shù)目，為確保所有語句至少執(zhí)行一次的測試數(shù)量的上界。一個處理方框序列和一個菱形決測框可被映射為一個結(jié)點，流圖中的箭頭，稱為邊或連接，代表控制流，類似于流程圖中的箭頭。 第二章 軟件測試基本技術(shù) 9 邊和結(jié)點圈定的區(qū)域叫做區(qū)域，當(dāng)對區(qū)域計數(shù)時，圖形外的區(qū)域也應(yīng)記為一個區(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立路徑條數(shù)，這是確定程序中每個可執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次所必須的測試用例數(shù)目的上界。設(shè)計出的測試用例要保證在測試中程序的每個可執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次。在選購白盒測試工具時，應(yīng)當(dāng)考慮該款測試工具的可視化是否良好，例如：測試過程中是否可以顯示覆蓋率的函數(shù)分布圖和上升趨勢圖，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)存情況實時圖表等，這些對于測試效率和測試質(zhì)量的提高是具有很大的作用的。目前測試工具主要 第二章 軟件測試基本技術(shù) 7 支持 的開發(fā)語言包括：標(biāo)準(zhǔn) C、 C++、 Visual C++、 Java、 Visual J++、Visual unit 等。 白盒測試的工具 白盒測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試了仍然可能有錯誤。 白盒法全面了解程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)、對所有邏輯路徑進行測試。 白盒測試的測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、基本路徑測試法、域測試、符號測試、 Z 路徑覆蓋、程序變異。黑盒測試一般可分為功能測試和非功能測試兩大類；功能測試主要包括等價類劃分、邊值分析、因果圖法、錯誤推測、功能圖法等，主要用于軟件確認(rèn)測試；非功能測試主要包括使用性能測試、性能測試、強度測試、兼容性測試、配臵測試、安全測試等。白盒測試又可分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試。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確定它的測試等級；第二，要認(rèn)真研究測試策略，以便能使用盡可能少的測試用例，發(fā)現(xiàn)盡可能多的程序錯誤。 在實際測試中，窮舉測試工作量太大，實踐上行不通，這就注定了一切實際測試都是不徹底的。第一，窮舉路徑測試決不能查出程序違反了設(shè)計規(guī)范，即程序本身是個錯誤的程序。通常也稱這種測試為“窮舉測試”。 軟件測試方法與 測試過程的分析與研究 4 此外，按照測試目的劃分還包括強度測試、壓力測試、用戶界面測試、安全測試、可靠性測試、安裝 \反安裝測試、文檔測試、恢復(fù)測試和兼容性測試。 （即按測試方式）劃 分為 靜態(tài)測試和 動態(tài)測試。 軟件測試框圖說明 圖 1— 1 軟件測試框圖 軟件測試原則和分類 軟件測試的基本原則 為了進行有效的測試，測試工程師必須掌握軟件測試的基本原則， 軟件修復(fù) 事故 缺陷 缺陷 缺陷 錯誤 錯誤 錯誤 錯誤 需求規(guī)格說明 設(shè)計 編碼 測試 缺陷分類 缺陷隔離 缺陷解決 第一章 緒論 3 測試的幾大原則： ； 測試自己的程序； ； 確的態(tài)度； ，物以類聚，軟件測試也不例外，一定要充分注意軟件測試中的群集現(xiàn)象，即“ Pareto 原則”； ，排除測試的隨意性，以避免發(fā)生疏漏或者重復(fù)無效的工作； 進行全面檢查； 、測試計劃、測試報告和最終分析報告，以備回歸測試及維護之用。也就是說軟件測試就是使用人工或者自動手段來運行或測試某個系統(tǒng)的過程 ,其目的在于檢驗它是否滿足規(guī)定的需求或弄清預(yù)期結(jié)果與實際結(jié)果之間的差別。 它是幫助識別開發(fā)完成（中間或最終的版本）的計算機軟件（整體或部分）的正確度 (correctness)、完全度 (pleteness)和質(zhì)量 (quality)的軟件過程；是 SQA(software quality assurance)的重要子域。 在遵守以上原則的基礎(chǔ)上進行軟件測試，可以以最少的 時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。 （即按測試過程）劃分為 單元測試 、 集成測試 、 確認(rèn)測試 、 系統(tǒng)測試 和 驗收測試。 軟件測試的復(fù)雜性與經(jīng)濟性 軟件測試的復(fù)雜性 設(shè)計測試用例是一項細(xì)致并需要高度技巧的工作，稍有不慎就會顧此失彼，發(fā)生不應(yīng)有的疏漏。 “黑盒”法是窮舉輸入 測試，只有把所有可能的輸入都作為測試情況使用，才能以這種方法查出程序中所有的錯誤。第二，窮舉路徑測試不可能查出程序中因遺漏路徑而出錯。當(dāng)然就不能夠保證被測試程序中不存在遺留的錯誤。 掌握好測試量是至關(guān)重要的，一位有經(jīng)驗的軟件開發(fā)管理人員在談到軟件測試時曾這樣說過：“不充分的測試是愚蠢的，而過度的測試是一種罪孽”。靜態(tài)測試技術(shù) 不要求在計算機上實際執(zhí)行所測程序，主要以一些人工的模擬技術(shù)對軟件進行分析和測試。對任何工程產(chǎn)品都可以使用白盒測試和黑盒測試兩種方法之一進行測試。 白盒測試法的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)有邏輯覆蓋、循環(huán)覆蓋和基本路徑 測試。白盒法是窮舉路徑測試。第一，窮舉路徑測試決不能查出程序違反了設(shè)計規(guī)范，即程序本身是個錯誤的程序。白盒測試工具在選購時應(yīng)當(dāng)主要是對開發(fā)語言的支持、代碼覆蓋的深度、嵌入式軟件的測試、測試的可視化等。 不同的測試工具對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試工具價格是極其昂貴的。 白盒測試的方法介紹 1. 白盒測試之基本路徑法 白盒測試的測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、基本路徑測試法、域測試、符號測試、 Z 路徑覆蓋、程序變異。在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制構(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)計測試用例。 (3) 導(dǎo)出測試用例：根據(jù)圈復(fù)雜度和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計用例數(shù)據(jù)輸入和預(yù)期結(jié)果。圓圈稱為控制流圖的一個結(jié)點，表示一個或多個無分支的語句或源程序語句流圖只有二種圖形符號：圖中的每一個圓稱為流圖的結(jié)點，代表一條或多條語句。 基本路徑測試法的步驟： 第一步：畫出控制流圖 流程圖用來描述程序控制結(jié)構(gòu)。一條邊必須終止于一個結(jié)點，即使該結(jié)點并不代表任何語句 (例如： ifelsethen 結(jié)構(gòu) )。獨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立路徑的條數(shù)。 /*5*/． else /*6*/． { /*7*/． if (temp = = ) 第二章 軟件測試基本技術(shù) 11 /*8*/． (1)。 /*21*/． else /*22*/． (5)。 表 測試用例列表 第二章 軟件測試基本技術(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. 白盒測試之程序插樁 在軟件測試中，常常要用到一種“插樁”技術(shù)，通過在源代碼中加入記錄信息語句，以便進行運行信息的追蹤和調(diào)試，統(tǒng)計有關(guān)的運行資源狀況。 //不能直接在之前插入，否則意義全變了 } 軟件測試方法與 測試過程的分析與研究 14 （ 2）當(dāng)出現(xiàn)需要在 for 循環(huán)語句、 while 循環(huán)語句中進行插入信息時候，很可能會導(dǎo)致程序運行時間非常長，是否有辦法改進“插樁”機制？ （ 3）是否可以由用戶進行指定，比如 for 語句、 while 語句或者指定的語句前不允許進行“插樁”，怎么實現(xiàn)？ （ 4）如果對于一個龐大的系統(tǒng)軟件，我們需要進行對所運行的程序的每個函數(shù)記錄其運行的有關(guān)參數(shù)，如：運行開始時間、退 出時間、運行總時間、調(diào)用次數(shù)等等的統(tǒng)計。語句覆蓋的含義是，選擇足夠多的測試數(shù)據(jù)，使被測程序中每個語句至少執(zhí)行一次。上述兩個判定表達(dá)式中有 4 個條件： a1, b=0, a=2, x1 選擇兩組測試數(shù)據(jù)： a=2， b=0， x=3 (使 a1， b=0， a=2， x1 為真，通過路徑 14567) a=1， b=1， x=1 (使 a1， b=0， a=2， x1 為假，通過路徑 123) 選擇另外兩組測試數(shù)據(jù)： a=1， b=0， x=3 (使 b=0， x1 為真， a1， a=2 為假，通過路徑 1267) a=2， b=1， x=1 (使 b=0， x1 為假， a1， a=2 為真，通過路徑 1267) 這兩組測試數(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 寫為 b≠ 0，而 a1 為假， x1 寫為 x≤ 1，而 a=2 為真，就 測試不出來。 a≤ 1, b=0。 a≠ 2,x≤ 1 以下 4 組測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)，分別是簡單循環(huán)、串 接循環(huán)和嵌套循環(huán)，如圖 所示。 〃 只通過循環(huán)一次。 【例】 n=k。 提出了一種能減少測試數(shù)的方法。 白盒測試作為軟件質(zhì)量保證中的重要一環(huán)，對產(chǎn)品穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的影響，不幸的是，由于實施白盒測試有較高技術(shù)難度，該軟件過程常被廠商忽略，因為難于實施，所以容易失敗，失敗后產(chǎn)生畏懼心理，就更不愿意進一步去嘗試，如此形成惡性循環(huán)。黑盒測試著眼于程序外部結(jié)構(gòu)，不考慮內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，主要針對軟件界面和軟件功能進行測試。這樣看來 ，完全測試是不可能的，所以我們要進行有針對性的測試，通過制定測試案例指導(dǎo)測試的實施，保證軟件測試有組織、按步驟，以及有計劃地進行。我們必須仔細(xì)分析和推敲說明書的各項需求，特別是功能需求。使用這一方法設(shè)計測試用例，首先必須在分析需求規(guī)格說明的基礎(chǔ)上劃分等價類，列出等價類表。 因此，可以把全部輸入數(shù)據(jù)合理地劃分為若干等價類，在每一個等價類中取一個數(shù)據(jù)作為測試的輸入條件，就可以用少量代表性的測試數(shù)據(jù)取得較好的測試結(jié)果。 無效等價類：與有效等價類的定義恰巧相反。 下面給出 6 條確定等價類的原則： ○ 1 在輸入條件規(guī)定了取值范圍或值的個數(shù)的情況下，可以確立一個有效等價類和兩個無效等價類。 ○ 5 在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵守的規(guī)則的情況下，可確立一個有效等價類（符合規(guī)則）和若干個無效等價類（從不同角度違反規(guī)則）。 ○ 2 設(shè)計一個新的測試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未覆蓋的有效等價類。 在尋找等價區(qū)間時，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)值相加的處理和對兩個小一些的數(shù)值相加的處理軟件測試方法與 測試過程的分析與研究 24 有所不同?！耙粋€程序讀入 3 個整數(shù)，把這 3 個數(shù)值看作一個三角形的 3 條邊的長度值。 如果是等腰的，還要判斷 A=B，或 B=C，或 A=C。 表 等價類表 輸 入 條 件 有效等價類 無效等價類 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） （