【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 敲門(mén)磚，本章從不同的角度介紹了軟件測(cè)試技術(shù)的分類。 從是否需要執(zhí)行被測(cè)軟件的角度，可分為靜態(tài)測(cè)試（ Static Testing）和動(dòng)態(tài)測(cè)試（ Dynamic Testing）； 從測(cè)試用例設(shè)計(jì)的角度，可分為黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試；按照軟件測(cè)試過(guò)程和測(cè)試策略，可分為單元測(cè)試、集成測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試。 另外，本章還專門(mén)介紹了目前在實(shí)際工作中對(duì)軟件測(cè)試的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，希望讀者能夠明確軟件測(cè)試的目的，正確的認(rèn)識(shí)軟件測(cè)試工作的必要性和重要性。 習(xí)題 1. 名詞解釋： 軟件測(cè)試 錯(cuò)誤 缺陷 失效 測(cè)試用例 回歸測(cè)試 靜態(tài)測(cè)試 動(dòng)態(tài)測(cè)試 黑盒測(cè)試 白盒測(cè)試 單元測(cè)試 集成測(cè)試 系統(tǒng)測(cè)試 2. 簡(jiǎn)述軟件測(cè)試發(fā)展的過(guò)程。從不同角度描述軟件測(cè)試的現(xiàn)狀。 3. 測(cè)試的生命周期可以分為幾個(gè)階段？簡(jiǎn)單描述各階段需要完成的任務(wù)。 4. 什么是 V模型？簡(jiǎn)述 V模型在軟件測(cè)試過(guò)程中的作用，以及在 V模型中各個(gè)測(cè)試階段和開(kāi)發(fā)過(guò)程的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 5. 請(qǐng)概括一下靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試，以及黑盒測(cè)試與白盒測(cè)試的不同點(diǎn)。 6. 分別描述一下，需求階段、設(shè)計(jì) amp。編碼階段、集成系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試的軟件測(cè)試流程。 7. 列舉軟件測(cè)試的目的。 8. 列舉軟件測(cè)試的十項(xiàng)原則。 9. 列舉軟件測(cè)試的誤區(qū)。 第二章 軟件測(cè)試基礎(chǔ) [本章要點(diǎn) ] ? 軟件測(cè)試基礎(chǔ)知識(shí)； ? 白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試的定義； ? 常見(jiàn)的白盒和黑盒測(cè)試設(shè)計(jì)技術(shù)； ? 白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試的區(qū)別； ? 測(cè)試計(jì)劃和測(cè)試報(bào)告的編制； ? 測(cè)試用例的定義和編制方法。 [本章目標(biāo) ] ? 掌握有關(guān)測(cè)試的一些數(shù)學(xué)知識(shí)，包括集合、函數(shù)和圖論基礎(chǔ)等； ? 理解并掌握白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試，以及二者的優(yōu)缺點(diǎn)和各自的應(yīng)用范圍； ? 能夠熟練使用幾種常見(jiàn)測(cè)試用例設(shè)計(jì)技術(shù)； ? 了解測(cè)試計(jì)劃和測(cè)試文檔的作用，以及應(yīng)該包含的內(nèi)容和制定方法； ? 了解測(cè)試報(bào)告的基本內(nèi)容，以及測(cè)試用例的基本內(nèi)容和編制方法。 一般而言，在功能性測(cè)試中，通常要用到離散數(shù)學(xué)知識(shí)，而在結(jié)構(gòu)性測(cè)試領(lǐng)域中，則要用到一些關(guān)于圖論的知識(shí)。 集合論可分為：自然和不言自明兩種。自然的集合論把集合看作是基本術(shù)語(yǔ)，我們把集合看作一個(gè)單位，或一個(gè)整體引用多個(gè)事物。 集合的表示法有以下兩種： 將集合所有元素一一列出的表示法叫做?枚舉法?，但有時(shí)也可以只列出一部分元素。 用一個(gè)集合所具有的共同性質(zhì)來(lái)刻畫(huà)這個(gè)集合。 簡(jiǎn)而言之，函數(shù)是將唯一的輸出值賦予每一輸入的? 法則 ?。 通俗的講，關(guān)系就是客觀世界一定范圍的對(duì)象之間的某種特定聯(lián)系。 集合之間的關(guān)系 定義 : 給定兩個(gè)集合 A和 B，關(guān)系 R是笛卡兒積 A ?B的一個(gè)子集。 如果希望描述整個(gè)關(guān)系，則通常只寫(xiě) R?A?B。對(duì)于特定元素 ai?A、 bi?B，我們記做 aiRbi 。 關(guān)系的表示 關(guān)系 表示事物之間的某種聯(lián)系，二元關(guān)系表示兩個(gè)事物之間的關(guān)系，如果把這兩個(gè)事物分別放在一邊，如果某兩個(gè)元素有關(guān)系，那么就在它們之間畫(huà)一條有向線，用這種方式表示關(guān)系，稱作關(guān)系圖 。 這里我們必須對(duì)? 勢(shì) ?進(jìn)行解釋。勢(shì)在用于集合時(shí)，是指集合中的元素的個(gè)數(shù)。 定義 : 給定兩個(gè)集合 A和 B，一個(gè)關(guān)系 R?A?B，關(guān)系 R的勢(shì)是： 1）一對(duì)一勢(shì) 2）多對(duì)一勢(shì) 3）一對(duì)多勢(shì) 4）多對(duì)多勢(shì) 單個(gè)集合上的關(guān)系 首先，我們對(duì)關(guān)系進(jìn)行定義。設(shè) A是一個(gè)集合， R?A?A是定義在 A上的一個(gè)關(guān)系， a, a、a, b、 b, a、 b, c、 a, c?R。關(guān)系具有四個(gè)特殊屬性： 定義 : 關(guān)系 R?A?A是： 1）自反的 2）對(duì)稱的 3）反對(duì)稱的 4）傳遞的 凡是能分辨其真假的語(yǔ)句都叫做命題。我們通常采用小寫(xiě)字母 p， q和 r表示命題。 命題邏輯有著和集合論相似的操作，表達(dá)式和標(biāo)識(shí)。命題的真值只有兩種， T代表真，而 F代表假。 命題公式的分類： ①如果命題公式 A在任意的真值賦值函數(shù) t : U174。{0, 1}下的真值 t(A)都為 1,則稱命題公式 A為永真式 (tautology)（或稱重言式）； ② 如果命題 A在任意的真值賦值函數(shù)下的真值都為 0，則稱 A為矛盾式 (contradiction)； ③如果 A不是矛盾式，則稱為可滿足式。 概率是隨機(jī)事件發(fā)生的可能性的數(shù)量指標(biāo)。 在獨(dú)立隨機(jī)事件中，如果某一事件在全部事件中出現(xiàn)的頻率，在更大的范圍內(nèi)比較明顯的穩(wěn)定在某一固定常數(shù)附近。就可以認(rèn)為這個(gè)事件發(fā)生的概率為這個(gè)常數(shù)。對(duì)于任何事件的概率值一定介于 0和 1之間。 測(cè)試中使用兩種基本圖：無(wú)向圖和有向圖。這里我們給出一些概念。 圖 （又叫做線性圖）是一種由兩種集合定義的抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即一個(gè)節(jié)點(diǎn)集合和一個(gè)構(gòu)成節(jié)點(diǎn)之間連接的集合。 圖中 節(jié)點(diǎn)的度 是以該節(jié)點(diǎn)作為端點(diǎn)的邊的條數(shù)。 在本節(jié)中將介紹的三種圖： 程序圖 、 有限狀態(tài)機(jī) 、 狀態(tài)圖 。 程序圖 經(jīng)過(guò)改進(jìn)的 程序圖定義 ：節(jié)點(diǎn)要么是整個(gè)語(yǔ)句，要么是語(yǔ)句的一部分，邊表示控制流（從節(jié)點(diǎn) i到節(jié)點(diǎn) j有一條邊，當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn) j的語(yǔ)句或語(yǔ)句的一部分，可以立即在節(jié)點(diǎn) i對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句或語(yǔ)句的一部分之后執(zhí)行）。 程序的有向圖公式化能夠非常準(zhǔn)確地描述程序的測(cè)試方面的問(wèn)題?；窘Y(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的構(gòu)造，例如：串行、選擇和循環(huán)等可以用如圖 21所示的有向圖表示。 串行 IfThenElse IfThen條件 前測(cè)試環(huán)路后測(cè)試環(huán)路圖 21 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)構(gòu)造的有向圖 有限狀態(tài)機(jī) 有限狀態(tài)機(jī)已經(jīng)成為需求規(guī)格說(shuō)明的一種相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的表示方法。有限狀態(tài)機(jī)是一種有向圖，其中狀態(tài)是節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)移是邊。 圖 22是一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)柜員機(jī) (SATM)系統(tǒng)。該圖描述了用于個(gè)人標(biāo)識(shí)編號(hào) PIN嘗試部分的有限狀態(tài)機(jī)。這種機(jī)器包含 5 個(gè)狀態(tài)（空閑、等待第一次 PIN嘗試等等）和 8個(gè)用邊表示的轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移上的標(biāo)簽所遵循的規(guī)則是，?分子?是引起轉(zhuǎn)移的事件，?分母?是與該轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)的行為。 空閑等待第一次PIN 輸入嘗試等待事務(wù)選擇等待第三次PIN 輸入嘗試等待第二次PIN 輸入嘗試合法卡顯示屏幕 S2正確 PIN顯示屏幕 S5不正確的 PIN顯示屏幕 S4非法卡 顯示屏幕S1 。 退卡不正確的 PIN顯示屏幕 S3不正確的 PIN顯示屏幕 S3正確 PIN 顯示屏幕 S5圖 22 用于 PIN嘗試的有限狀態(tài)機(jī) 狀態(tài)圖 狀態(tài)圖現(xiàn)在被 Rational公司選為統(tǒng)一建模語(yǔ)言，即 UML的控制模型。 ＡＢＣＤ圖 23 狀態(tài)圖的團(tuán)點(diǎn) Harel使用與方法無(wú)關(guān)的術(shù)語(yǔ)?團(tuán)點(diǎn)?表示狀態(tài)圖的基本構(gòu)建塊。在圖 23中，團(tuán)點(diǎn) A包含兩個(gè)團(tuán)點(diǎn)B和 C，通過(guò)邊連接。團(tuán)點(diǎn) A通過(guò)邊與團(tuán)點(diǎn) D連接。 根據(jù) Harel的意圖 ， 我們可以把團(tuán)點(diǎn)解釋為狀態(tài) ， 把邊解釋為轉(zhuǎn)移 。 在圖 24中 ， 狀態(tài) A是初始狀態(tài) ， 當(dāng)進(jìn)入到這個(gè)狀態(tài)時(shí) ， 也進(jìn)入低層狀態(tài) B。 當(dāng)進(jìn)入某個(gè)狀態(tài)時(shí) ，我們可以認(rèn)為該狀態(tài)是活動(dòng)的 ， 這可與 Petri網(wǎng)中的被標(biāo)記地點(diǎn)類比 。 狀態(tài)圖工具采用色彩表示哪個(gè)狀態(tài)活動(dòng)的 ， 并等效于 Petri網(wǎng)中的標(biāo)記地點(diǎn) 。 圖 24中有一些微妙的地方 ， 從狀態(tài) A轉(zhuǎn)移到狀態(tài) D初看起來(lái)是有歧義的 ， 因?yàn)樗鼪](méi)有區(qū)分狀態(tài)B和 C。 約定是 ， 邊必須開(kāi)始和結(jié)束于狀態(tài)的周圍 。如果狀態(tài)包含子狀態(tài) ， 就像圖中的 A一樣 ， 邊會(huì)? 引用 ? 所有的子狀態(tài) 。 因此 ， 從 A到 D的邊意味著轉(zhuǎn)移可以從狀態(tài) B或從狀態(tài) C發(fā)生 。 如果有從狀態(tài) D到狀態(tài) A的邊 ，如圖 25所示 ， 則用 B來(lái)表示初始狀態(tài)這個(gè)事實(shí) ，意味著轉(zhuǎn)移實(shí)際上是從狀態(tài) D到狀態(tài) B。 這種約定可以大大減緩有限狀態(tài)機(jī)向 ? 空心代碼 ? 發(fā)展的趨勢(shì) 。 ＡＢＣＤ圖 24 狀態(tài)圖中的初始狀態(tài) ＡＢＣＤ圖 25 進(jìn)入自狀態(tài)的默認(rèn)入口 我們最后要討論的一個(gè)狀態(tài)圖的特性就是并發(fā)狀態(tài)圖概念 。 圖 26中狀態(tài) D的虛線用于表示狀態(tài) D實(shí)際上引用兩個(gè)并發(fā)狀態(tài) E和 F。 ＡＢＣＥＦＤ圖 26 并發(fā)狀態(tài) 白盒測(cè)試是一種可視的測(cè)試軟件的方法，即它把測(cè)試對(duì)象看作一個(gè)透明的盒子，測(cè)試人員要了解程序結(jié)構(gòu)和處理過(guò)程，按照程序內(nèi)部邏輯測(cè)試程序，檢查程序中的每條通路是否按照預(yù)定要求正確工作。白盒測(cè)試的過(guò)程如圖 27所示： 源程序測(cè)試用例被測(cè)程序執(zhí)行路徑分析覆蓋情況分析圖 27 白盒測(cè)試過(guò)程示意圖 那么，在對(duì)被測(cè)軟件進(jìn)行白盒測(cè)試時(shí)，主要對(duì)程序進(jìn)行哪些方面的檢查呢？有如下幾點(diǎn)： （１）保證一個(gè)模塊中的所有獨(dú)立執(zhí)行路徑至少測(cè)試一次； （２）對(duì)所有邏輯判定取值? true? 和? false? 的兩種情況都至少測(cè)試一次； （３）在循環(huán)邊界和運(yùn)行界限內(nèi)執(zhí)行循環(huán)體； （４）測(cè)試內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性。 在軟件測(cè)試領(lǐng)域，有六種基本的測(cè)試類型：?jiǎn)卧獪y(cè)試，集成測(cè)試，功能測(cè)試 /系統(tǒng)測(cè)試，可接受性測(cè)試，回歸測(cè)試和 Beta測(cè)試。白盒測(cè)試可以用在其中的三種測(cè)試類型中： 單元測(cè)試 集成測(cè)試 回歸測(cè)試 白盒測(cè)試和調(diào)試有哪些不同點(diǎn)呢？ 從承擔(dān)的任務(wù)來(lái)看，白盒測(cè)試同其他類型測(cè)試一樣，它的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)所開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目中的缺陷；但是，調(diào)試不屬于測(cè)試，其任務(wù)是糾正軟件中的缺陷。 從最終的結(jié)果來(lái)看，白盒測(cè)試有預(yù)知的結(jié)果，不可預(yù)知的只是程序是否通過(guò)測(cè)試，并且成功測(cè)試的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的癥狀，從而引起調(diào)試的進(jìn)行；而調(diào)試的結(jié)果是消除項(xiàng)目中的錯(cuò)誤。 從執(zhí)行的過(guò)程來(lái)看，測(cè)試是一個(gè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、改正錯(cuò)誤、重新測(cè)試的過(guò)程；而調(diào)試是一個(gè)推理過(guò)程。 從準(zhǔn)備工作來(lái)看，測(cè)試從已知的條件開(kāi)始，使用預(yù)先定義的程序；調(diào)試一般是以不可知的內(nèi)部條件開(kāi)始，做統(tǒng)一性調(diào)試 。 從執(zhí)行的計(jì)劃性來(lái)看，測(cè)試是有計(jì)劃的并要進(jìn)行測(cè)試設(shè)計(jì)；而調(diào)試則不受時(shí)間約束。 從執(zhí)行的人員來(lái)看，測(cè)試經(jīng)常是由獨(dú)立的測(cè)試組在不了解軟件設(shè)計(jì)的條件下完成的，而調(diào)試必須由程序員來(lái)完成。 從所使用的工具來(lái)看，大多數(shù)白盒測(cè)試的執(zhí)行和設(shè)計(jì)可有工具支持，而調(diào)試程序員能利用的工具主要是調(diào)試器。 白盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)技術(shù)就是研究如何用最少的測(cè)試用例最大限度地發(fā)現(xiàn)軟件中的錯(cuò)誤，目前主要有基本路徑測(cè)試、等價(jià)類劃分 /邊界值分析測(cè)試、覆蓋測(cè)試、循環(huán)測(cè)試、數(shù)據(jù)流測(cè)試、程序插樁測(cè)試、變異測(cè)試等等方法。下面主要對(duì)幾種常見(jiàn)的方法加以介紹： 一、基本路徑測(cè)試 二、等價(jià)類劃分 /邊界值分析（ Equivalence partitioning/boundary value analysis） 三、控制流 /覆蓋測(cè)試 （ Controlflow/Coverage Testing） ⑴ 方法覆蓋 方法覆蓋可用于衡量測(cè)試用例所覆蓋的方法的百分比。 ⑵語(yǔ)句覆蓋（ Statement Coverage） 語(yǔ)句覆蓋是一種衡量測(cè)試所覆蓋的程序語(yǔ)句百分比的措施。通過(guò)測(cè)試應(yīng)該達(dá)到 100%程序語(yǔ)句覆蓋的目標(biāo)，可以標(biāo)識(shí)圈數(shù)，然后執(zhí)行最少的一組測(cè)試用例就可以達(dá)到語(yǔ)句覆蓋的目標(biāo)。 ⑶判斷 /分支覆蓋