第5章白盒測試

1、2022-3-1信息工程教研室 谷凌雁白盒測試白盒測試 白盒測試概念 測試覆蓋標(biāo)準(zhǔn)邏輯驅(qū)動測試基本路徑測試 把測試對象看做一個透明的盒子 白盒測試是根據(jù)被測程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計測試用例并完成測試的一種測試方法 白盒測試或邏輯驅(qū)動測試 基于一個應(yīng)用代碼的內(nèi)部邏輯知識，測試覆蓋全部代碼、分支、路徑和條件 白盒測試（結(jié)構(gòu)測試）概念白盒測試 (結(jié)構(gòu)測試)特點 可以構(gòu)成測試數(shù)據(jù)使特定程序部分得到測試 有一定的充分性度量手段 可獲得較多工具支持 通常只用于單元測試白盒測試的方法靜態(tài)測試方法： 程序結(jié)構(gòu)分析正式審查 同事審查 公開陳述 檢驗動態(tài)測試方法： 邏輯覆蓋語句覆蓋判定覆蓋條件覆蓋判定-條件覆蓋條件組合

2、 路徑覆蓋通用代碼審查清單 數(shù)據(jù)引用錯誤 數(shù)據(jù)聲明錯誤 計算錯誤 比較錯誤 控制流程錯誤 子程序參數(shù)錯誤 輸入、輸出錯誤 其他錯誤代碼覆蓋率 采用白盒法進行測試時，考慮的是測試用例對程序內(nèi)部邏輯的覆蓋程度 最徹底的白盒法是覆蓋程序中的每一條路徑，但這往往無法實現(xiàn) 采用其它一些標(biāo)準(zhǔn)來量度覆蓋的程度，并希望覆蓋程度盡可能高些測試覆蓋標(biāo)準(zhǔn)測試覆蓋標(biāo)準(zhǔn) 上頁小程序的流程圖，其中包括了一個執(zhí)行達20次的循環(huán)。那么它所包含的不同執(zhí)行路徑數(shù)高達520（1013）條，若要對它進行窮舉測試，覆蓋所有的路徑。假使測試程序?qū)γ恳粭l路徑進行測試需要1毫秒，同樣假定一天工作24小時，一年工作365 天， 那么要想把如圖

3、所示的小程序的所有路徑測試完，則需要3170年。邏輯驅(qū)動測試 語句覆蓋 判定覆蓋 條件覆蓋 判定條件覆蓋 條件組合覆蓋路徑覆蓋例：實現(xiàn)一個簡單的數(shù)學(xué)運算 Dim a,b As Integer Dim c As Double If (a0 And b0) Then c=c/a End if If (a1 or c1) Then c=c+1 End if1. c=b+c1.語句覆蓋基本思想是：設(shè)計若干測試用例，運行被測程序，使程序中每個可執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次。11.語句覆蓋續(xù)1只需設(shè)計一個測試用例:a=2，b=1，c=6；即達到了語句覆蓋。1.語句覆蓋續(xù)2 【優(yōu)點】【優(yōu)點】 ：可以很直觀地從源代碼

4、得到測試用例，無須細(xì)分每條判定表達式。 【缺點】【缺點】 ：由于這種測試方法僅僅針對程序邏輯中顯式存在的語句，但對于隱藏的條件是無法測試的。如在多分支的邏輯運算中無法全面的考慮。語句覆蓋是最弱的邏輯覆蓋。2.判定覆蓋基本思想是：設(shè)計若干測試用例，運行被測程序，使得程序中每個判斷的取真分支和取假分支至少經(jīng)歷一次，即判斷真假值均曾被滿足。12.判定覆蓋續(xù)1a=2，b=1 ，c=6可覆蓋判斷M的Y分支和判斷Q的Y分支； a=-2，b=-1 ，c=-3可覆蓋判斷M的N分支和判斷Q的N分支 。 這兩組測試用例可覆蓋所有判定的真假分支。判斷M判斷Q2.判定覆蓋續(xù)2a=1，b=1 ，c=-3 可覆蓋判斷M的

5、Y分支和判斷Q的N分支 ； a=1，b=-2 ，c=3可覆蓋判斷M的N分支和判斷Q的Y分支 ； 同樣的這兩組測試用例也可覆蓋所有判定的真假分支。判斷M判斷Q2.判定覆蓋續(xù)3 【優(yōu)點】【優(yōu)點】：判定覆蓋具有比語句覆蓋更強的測試能力。同樣判定覆蓋也具有和語句覆蓋一樣的簡單性，無須細(xì)分每個判定就可以得到測試用例。 【缺點】【缺點】：往往大部分的判定語句是由多個邏輯條件組合而成，若僅僅判斷其整個最終結(jié)果，而忽略每個條件的取值情況，必然會遺漏部分測試路徑。判定覆蓋仍是弱的邏輯覆蓋。3.條件覆蓋基本思想是：設(shè)計若干測試用例，執(zhí)行被測程序以后要使每個判斷中每個條件的可能取值至少滿足一次。13.條件覆蓋續(xù)1

6、判斷M表達式:設(shè)條件 a0 取真 記為 T1 假 F1 條件 b0 取真 記為 T2 假 F2 判斷Q表達式:設(shè)條件 a1 取真 記為 T3 假 F3 條件 c1 取真 記為 T4 假 F4判斷M判斷Q3.條件覆蓋續(xù)2測試用例覆蓋條件具體取值條件a=2,b=-1,c=-2T1, F2, T3, F4a0,b1,c=1a=-1,b=2,c=3F1, T2, F3, T4a0,a1它覆蓋了判定它覆蓋了判定M M的的N分支和判斷分支和判斷Q Q的的Y分支。分支。我們用條件覆蓋設(shè)計的思想就是讓測試用例能覆蓋T1、T2、T3、T4、F1、F2、F3、F4判斷M判斷Q3.條件覆蓋續(xù)3 【優(yōu)點】【優(yōu)點】：增

7、加了對條件判定情況的測試，增加了測試路徑。 【缺點】【缺點】：條件覆蓋不一定包含判定覆蓋。例如，我們剛才設(shè)計的用例就沒有覆蓋判斷M的Y分支和判斷Q的N分支。條件覆蓋只能保證每個條件至少有一次為真，而不考慮所有的判定結(jié)果。4.判定條件覆蓋基本思想是：設(shè)計足夠的測試用例，使得判斷條件中的所有條件可能至少執(zhí)行一次取值，同時，所有判斷的可能結(jié)果至少執(zhí)行一次。1判斷M判斷Q4.判定條件覆蓋續(xù)1 按照判定條件覆蓋的要求，我們設(shè)計的測試用例要滿足如下條件：所有條件可能至少執(zhí)行一次取值；所有判斷的可能結(jié)所有判斷的可能結(jié)果至少執(zhí)行一次。果至少執(zhí)行一次。要滿足要滿足T1、T2、 T3 、T4F1、 F2 、F3、

8、F44.判定條件覆蓋續(xù)2測試用例覆蓋條件覆蓋判斷a=2,b=1,c=6T1, T2,T3, T4M的Y分支和Q的Y分支a=-1,b=-2,c=-3F1, F2, F3, F4M的N分支和Q的N分支判斷M判斷Q要滿足要滿足T1、T2、 T3 、T4F1、 F2 、F3、F44.判定條件覆蓋續(xù)3 【優(yōu)點】【優(yōu)點】 ：能同時滿足判定、條件兩種覆蓋標(biāo)準(zhǔn)。 【缺點】【缺點】 ：判定/條件覆蓋準(zhǔn)則的缺點是未考慮條件的組合情況。5.條件組合覆蓋基本思想是：設(shè)計足夠的測試用例，基本思想是：設(shè)計足夠的測試用例，使使得所有可能的條件取值組合至少執(zhí)行一得所有可能的條件取值組合至少執(zhí)行一次次15.條件組合覆蓋續(xù)1 按

9、照條件組合覆蓋的基本思想，對于前面的例子，我們把每個判斷中的所有條件進行組合，設(shè)計組合條件如表所示，而我們設(shè)計的測試用例就要包括所有的組合條件。編號覆蓋條件取值判定條件取值具體條件取值1 T1,T2M取Y a0,b02 T1,F2M取N a0,b=03 F1,T2M取N a04 F1,F2M取N a= 0,b1,c16 T3,F4Q取Y a1,c=17 F3,T4Q取Y a18 F3,F4Q取N a=1,c 0 )5 6 If ( iType=0 )7x=y+2;8 else9 If ( iType=1 )10 x=y+10;11 else12 x=y+20;13 14 基本路徑測試方法（續(xù)）

10、 畫出控制流圖： 如右圖所示 計算環(huán)形復(fù)雜度： 10（條邊）- 8（個節(jié)點）+ 2 = 4 導(dǎo)出獨立路徑（用語句編號表示） 路徑1：414 路徑2：46714 路徑3：4691013414 路徑4：4691213414467910121314路徑覆蓋的利弊 實現(xiàn)了所有路徑的測試，發(fā)現(xiàn)錯誤能力強 某些條件錯誤可能無法發(fā)現(xiàn) 路徑數(shù)龐大，不可能覆蓋所有路徑 用例數(shù)量的增加例1：有下面的C函數(shù)，用基本路徑測試法進行測試 void Sort(int iRecordNum,int iType)o o int x=0;o int y=0;o while (iRecordNum- 0)o o if(0= =i

11、Type)o x=y+2; break;o elseo if (1= =iType)ox=y+10;o elseo x=y+20;o 1. 基本路徑測試舉例912基本路徑測試舉例第一步：第一步：畫出控制流圖流程圖用來描述程序控制結(jié)構(gòu)?？蓪⒘鞒虉D映射到一個相應(yīng)的流圖(假設(shè)流程圖的菱形決定框中不包含復(fù)合條件)。在流圖中，每一個圓，稱為流圖的結(jié)點，代表一個或多個語句。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。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：if-else-then結(jié)構(gòu))。由邊和結(jié)點限定的范圍稱為區(qū)域。

12、計算區(qū)域時應(yīng)包括圖外部的范圍?；韭窂綔y試-畫控制流圖出 畫出其程序流程圖和對應(yīng)的控制流圖如下467810111314467148101113程序流程圖 控制流圖991212基本路徑測試 - 計算圈復(fù)雜度第二步：第二步：計算圈復(fù)雜度計算如下：流圖中有四個區(qū)域；V(G)=10條邊-8結(jié)點+2=4;V(G)=3個判定結(jié)點+1=4。4671481011132134基本路徑測試 - 導(dǎo)出測試用例第三步：第三步：導(dǎo)出測試用例根據(jù)上面的計算方法，可得出四個獨立的路徑。(一條獨立路徑是指，和其他的獨立路徑相比，至少引入一個新處理語句或一個新判斷的程序通路。V(G)值正好等于該程序的獨立路徑的條數(shù)。) 路徑1

13、：4-14 路徑2：4-6-7-14 路徑3：4-6-8-10-13-4-14 路徑4：4-6-8-11-13-4-14根據(jù)上面的獨立路徑，去設(shè)計輸入數(shù)據(jù)，使程序分別執(zhí)行到上面四條路徑。4671481011132134基本路徑測試 - 準(zhǔn)備測試用例第四步：第四步：準(zhǔn)備測試用例 為了確?；韭窂郊械拿恳粭l路徑的執(zhí)行，根據(jù)判斷結(jié)點給出的條件，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)以保證某一條路徑可以被測試到，滿足上面例子基本路徑集的測試用例是：基本路徑測試 - 準(zhǔn)備測試用例路徑1：4-14輸入數(shù)據(jù)：iRecordNum0，或者取iRecordNum 0)o o if(0= =iType)o x=y+2; break;o

14、 elseo if(1= =iType)o x=y+10;o elseo x=y+20;o 1. 例2：下例程序流程圖描述了最多輸入50個值（以1作為輸入結(jié)束標(biāo)志），計算其中有效的學(xué)生分?jǐn)?shù)的個數(shù)、總分?jǐn)?shù)和平均值。開始 i =1，n1=n2=0，sum=0Score i -1 AND n20 AND scorei0average=sum/n1average= 1 返回FFFTTT12和345和6789101112123456789111012R1R2R3R4R5R6開始 i =1，n1=n2=0，sum=0Score i -1 AND n20 AND scorei0average=sum/n1a

15、verage= 1 返回FFFTTT12和345和6789101112步驟步驟1：導(dǎo)出過程的流圖導(dǎo)出過程的流圖步驟步驟2:2:確定環(huán)形復(fù)雜性度量確定環(huán)形復(fù)雜性度量V(G)V(G)：1）V(G)= 6 （個區(qū)域）2）V(G)=EN+2=1612+2=6其中E為流圖中的邊數(shù)，N為結(jié)點數(shù)；3）V(G)=P+1=5+1=6 其中P為謂詞結(jié)點的個數(shù)。在流圖中，結(jié)點2、3、5、6、9是謂詞結(jié)點。123456789111012R1R2R3R4R5R6步驟步驟3 3：確定基本路徑集合確定基本路徑集合（即獨立路徑集合）。于是可確定6條獨立的路徑：路徑1：1-2-9-10-12路徑2：1-2-9-11-12路徑3

16、：1-2-3-9-10-12路徑4：1-2-3-4-5-8-2路徑5：1-2-3-4-5-6-8-2路徑6：1-2-3-4-5-6-7-8-2123456789111012R1R2R3R4R5R6步驟步驟4 4：為每一條獨立路徑各為每一條獨立路徑各設(shè)計一組測試用例，以便設(shè)計一組測試用例，以便強迫程序沿著該路徑至少強迫程序沿著該路徑至少執(zhí)行一次。執(zhí)行一次。1）路徑1(1-2-9-10-12)的測試用例： scorek=有效分?jǐn)?shù)值，當(dāng)k i ； scorei=1, 2i50；期望結(jié)果：根據(jù)輸入的有效分?jǐn)?shù)算出正確的分?jǐn)?shù)個數(shù)n1、總分sum和平均分average。開始 i =1，n1=n2=0，sum

17、=0Score i -1 AND n20 AND scorei0average=sum/n1average= 1 返回FFFTTT12和345和67891011122）路徑2(1-2-9-11-12)的測試用例： score 1 = 1 ； 期望的結(jié)果：average = 1 ，其他量保持初值。3）路徑3(1-2-3-9-10-12)的測試用例： 輸入多于50個有效分?jǐn)?shù)，即試圖處理51個分?jǐn)?shù)，要求前51個為有效分?jǐn)?shù)；期望結(jié)果：n1=50、且算出正確的總分和平均分。開始 i =1，n1=n2=0，sum=0Score i -1 AND n20 AND scorei0average=sum/n1a

18、verage= 1 返回FFFTTT12和345和67891011124）路徑4(1-2-3-4-5-8-2)的測試用例： scorei=有效分?jǐn)?shù)，當(dāng)i50； scorek0， k i ；期望結(jié)果：根據(jù)輸入的有效分?jǐn)?shù)算出正確的分?jǐn)?shù)個數(shù)n1、總分sum和平均分average。5）路徑5的測試用例： scorei=有效分?jǐn)?shù)， 當(dāng)i100， k i ；期望結(jié)果：根據(jù)輸入的有效分?jǐn)?shù)算出正確的分?jǐn)?shù)個數(shù)n1、總分sum和平均分average。開始 i =1，n1=n2=0，sum=0Score i -1 AND n20 AND scorei0average=sum/n1average= 1 返回FFFTT

19、T12和345和67891011126）路徑6(1-2-3-4-5-6-7-8-2)的測試用例： scorei=有效分?jǐn)?shù)， 當(dāng)i50；期望結(jié)果：根據(jù)輸入的有效分?jǐn)?shù)算出正確的分?jǐn)?shù)個數(shù)n1、總分sum和平均分average。開始 i =1，n1=n2=0，sum=0Score i -1 AND n20 AND scorei0average=sum/n1average= 1 返回FFFTTT12和345和6789101112 例3.第一步：第一步：導(dǎo)出控制流圖第二步：第二步：計算環(huán)形復(fù)雜度1）V(G)= 4 （個區(qū)域）2）V(G)=EN+2=108+2=4 其中E為流圖中的邊數(shù)，N為結(jié)點數(shù)；3）V(

20、G)=P+1=3+1=4 其中P為謂詞結(jié)點的個數(shù)。在流圖中，結(jié)點7、9、11是謂詞結(jié)點。第三步：第三步：確定基本路徑集 路徑1：7-18 路徑2：7-9-10-16-7-18 路徑3：7-9-11-15-16-7-18 路徑4：7-9-11-13-14-15-16-7-18第四步：第四步：為每一條路徑設(shè)計測試用例白盒測試的主要目的: 保證一個模塊中的所有獨立路徑至少被執(zhí)行一次； 對所有的邏輯值均需要測試真、假兩個分支； 在上下邊界及可操作范圍內(nèi)運行所有循環(huán)； 檢查內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以確保其有效性。本章小結(jié) 控制流圖有以下幾個特點： （1）具有唯一入口結(jié)點，表示程序段的開始語句； （2）具有唯一出口結(jié)

21、點，表示程序段的結(jié)束語句； （3）結(jié)點由帶標(biāo)號的圓圈表示，表示一個或多個無分支的源程序語句； （4）控制邊由帶箭頭的直線或弧表示，代表控制流的方向。本章小結(jié)白盒測試： 邏輯覆蓋+路徑覆蓋 覆蓋標(biāo)準(zhǔn)從低到高分別是： 語句覆蓋：是一個比較弱的測試標(biāo)準(zhǔn)，它的含義是：選擇足夠的測試用例，使得程序中每個語句至少都能被執(zhí)行一次。它是最弱的邏輯覆蓋，效果有限，必須與其它方法交互使用。 判定覆蓋（也稱為分支覆蓋）：執(zhí)行足夠的測試用例，使得程序中的每一個分支至少都通過一次。判定覆蓋只比語句覆蓋稍強一些，但實際效果表明，只是判定覆蓋，還不能保證一定能查出在判斷的條件中存在的錯誤。因此，還需要更強的邏輯覆蓋準(zhǔn)則去檢驗判斷內(nèi)部條件。條件覆蓋：執(zhí)行足夠的測試用例，使程序中每個判斷的每個條件的每個可能取值至少執(zhí)行一次；條件覆蓋深入到判定中的每個條