Chapter 05_白盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法(20121204140133)

1、軟件測(cè)試技術(shù)測(cè)試用例設(shè)計(jì)（一）本章目標(biāo)本章目標(biāo)了解測(cè)試用例概述了解測(cè)試用例的優(yōu)點(diǎn)了解測(cè)試用例的作用了解白盒測(cè)試用例常用設(shè)計(jì)方法測(cè)試用例設(shè)計(jì)（一）測(cè)試用例設(shè)計(jì)（一）掌握測(cè)試用例的作用掌握白盒測(cè)試用例的設(shè)計(jì)方法測(cè)試用例概述測(cè)試用例概述 如何以最少的人力、資源投入，在最短的時(shí)間內(nèi)完成測(cè)試，發(fā)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的缺陷，保證軟件的優(yōu)良品質(zhì)，則是軟件公司探索和追求的目標(biāo)。測(cè)試用例是測(cè)試工作的指導(dǎo)，是軟件測(cè)試的必須遵守的準(zhǔn)則，更是軟件測(cè)試質(zhì)量穩(wěn)定的根本保障。對(duì)一個(gè)測(cè)試工程師來說,測(cè)試用例的設(shè)計(jì)編寫是一項(xiàng)必須掌握的能力，但有效的設(shè)計(jì)和熟練的編寫測(cè)試用例卻是一個(gè)十分復(fù)雜的技術(shù)，測(cè)試用例編寫者不僅要掌握軟件測(cè)試技術(shù)和流程

2、，而且要對(duì)整個(gè)軟件不管從業(yè)務(wù)，還是對(duì)軟件的設(shè)計(jì)、程序模塊的結(jié)構(gòu)、功能規(guī)格說明等都要有透徹的理解。測(cè)試的設(shè)計(jì)方法不是單獨(dú)存在的，具體到每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目里都有很多種方法，每種類型都有各自的特點(diǎn)。什么是測(cè)試用例什么是測(cè)試用例測(cè)試用例，英文為TestCase,縮寫為TC，指的是在測(cè)試執(zhí)行之前設(shè)計(jì)的一套詳細(xì)的測(cè)試方案，包括測(cè)試環(huán)境、測(cè)試步驟、測(cè)試數(shù)據(jù)和預(yù)期結(jié)果。 測(cè)試用例設(shè)計(jì)的好壞直接決定了測(cè)試的效果和結(jié)果。所以說在軟件測(cè)試活動(dòng)中最關(guān)鍵的步驟就是設(shè)計(jì)有效的測(cè)試用例。 測(cè)試用例可以針對(duì)黑盒測(cè)試設(shè)計(jì)用例，也可以針對(duì)白盒測(cè)試設(shè)計(jì)用例.根據(jù)什么編寫測(cè)試用例根據(jù)什么編寫測(cè)試用例根據(jù)什么寫測(cè)試用例呢？我們編寫測(cè)試用例的

3、唯一標(biāo)準(zhǔn)就是用戶需求用戶需求, ,具體的參考資料是需求規(guī)格說明書,但需要說明的是，用戶需求不是一成不變的，而是在一直變化的，這就需要我們根據(jù)不斷調(diào)整變化的需求，來修改和維護(hù)我們已寫好的測(cè)試用例，這個(gè)工作量也很大。為什么需要測(cè)試用例為什么需要測(cè)試用例在開始實(shí)施測(cè)試之前設(shè)計(jì)好測(cè)試用例，避免盲目測(cè)試并提高測(cè)試效率，減少測(cè)試的不完全性；測(cè)試用例的使用令軟件測(cè)試的實(shí)施重點(diǎn)突出、目的明確；根據(jù)測(cè)試用例的多少和執(zhí)行難度，估算測(cè)試工作量，便于測(cè)試項(xiàng)目的時(shí)間和資源管理與跟蹤；減少回歸測(cè)試的復(fù)雜程度，在軟件版本更新后只需修正少量的測(cè)試用例便可展開測(cè)試工作，降低工作強(qiáng)度、縮短項(xiàng)目周期；功能模塊的測(cè)試用例的通用化和復(fù)

4、用化則會(huì)使軟件測(cè)試易于開展，并隨著測(cè)試用例的不斷細(xì)化其效率也不斷攀升；根據(jù)測(cè)試用例的操作步驟和執(zhí)行結(jié)果，為分析軟件缺陷和程序模塊質(zhì)量提供依據(jù)；可以方便地書寫軟件測(cè)試缺陷報(bào)告；可以根據(jù)測(cè)試用例的執(zhí)行等級(jí)，實(shí)施不同級(jí)別的測(cè)試；總結(jié)：軟件測(cè)試是有組織性、步驟性和計(jì)劃性的，為了能將軟件測(cè)試的行為轉(zhuǎn)換為可管理的、具體量化的模式，需要?jiǎng)?chuàng)建和維護(hù)測(cè)試用例。好的測(cè)試用例的特征好的測(cè)試用例的特征可以最大程度地找出軟件隱藏的缺陷可以最高效率的找出軟件缺陷可以最大程度地滿足測(cè)試覆蓋要求既不過分復(fù)雜、也不能過分簡(jiǎn)單使軟件缺陷的表現(xiàn)可以清楚的判定測(cè)試用例包含期望的正確的結(jié)果待查的輸出結(jié)果或文件必須盡量簡(jiǎn)單明了不包含重復(fù)

5、的測(cè)試用例測(cè)試用例內(nèi)容清晰、格式一致、分類組織測(cè)試用例的影響因素測(cè)試用例的影響因素測(cè)試用例設(shè)計(jì)的主要影響因素：需求目標(biāo)，是功能性的需求目標(biāo)也是非功能性的需求目標(biāo)。功能性測(cè)試比較清楚，正確與否一目了然，而非功能性測(cè)試，其相對(duì)性比較強(qiáng)，需要從不同角度比照。用戶實(shí)際使用場(chǎng)景。從用戶的角度來模擬程序的輸入，包括用戶的操作習(xí)慣， 使產(chǎn)品更能貼近用戶的需求。軟件功能需求規(guī)格說明書、產(chǎn)品設(shè)計(jì)文檔。測(cè)試方法對(duì)測(cè)試用例的設(shè)計(jì)影響非常大。測(cè)試對(duì)象?？蛻舳塑浖头?wù)器端系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)和集中式系統(tǒng)等。軟件實(shí)現(xiàn)所采用的技術(shù)。設(shè)計(jì)測(cè)試用例基本原則設(shè)計(jì)測(cè)試用例基本原則設(shè)計(jì)測(cè)試用例的基本原則如下： 利用成熟的測(cè)試用例設(shè)計(jì)方

6、法來指導(dǎo)設(shè)計(jì) 測(cè)試用例的針對(duì)性 測(cè)試用例的代表性 測(cè)試用例的可判定性 測(cè)試用例的可重現(xiàn)性 足夠詳細(xì)、準(zhǔn)確和清晰的步驟 測(cè)試用例必須符合內(nèi)部的規(guī)范的要求測(cè)試用例的測(cè)試用例的4 4性性測(cè)試用例的4性是指代表性、針對(duì)性、可判定性、可重現(xiàn)性：代表性代表性：能夠代表并覆蓋各種合理的和不合理、合法的和不合法的、邊界的和越界的以及極限的輸入數(shù)據(jù)、操作等。針對(duì)性針對(duì)性：對(duì)程序中的可能存在的錯(cuò)誤有針對(duì)性地測(cè)試可判定性可判定性：測(cè)試執(zhí)行結(jié)果的正確性是可判定的，每一個(gè)測(cè)試用例都應(yīng)有相應(yīng)的期望結(jié)果可重現(xiàn)性可重現(xiàn)性：對(duì)同樣的測(cè)試用例，系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)果應(yīng)當(dāng)是相同的。測(cè)試用例設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想測(cè)試用例設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想軟件測(cè)試需求和

7、測(cè)試計(jì)劃是測(cè)試用例的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)按照測(cè)試用例框架設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分布式的測(cè)試根據(jù)測(cè)試質(zhì)量目標(biāo)，測(cè)試周期，測(cè)試成本，測(cè)試者技能，確定合適的測(cè)試用例數(shù)量和測(cè)試內(nèi)容的詳細(xì)程度分析用戶實(shí)際使用的場(chǎng)景，被測(cè)試軟件的類型特征和測(cè)試方法尋求系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)的弱點(diǎn)，設(shè)計(jì)測(cè)試用例以尋求軟件存在的缺陷，而不是簡(jiǎn)單的復(fù)制軟件設(shè)計(jì)規(guī)格說明文檔既要設(shè)計(jì)正面的測(cè)試用例，也要設(shè)計(jì)負(fù)面的測(cè)試用例測(cè)試用例的元素測(cè)試用例的元素測(cè)試用例是對(duì)測(cè)試場(chǎng)景和操作的描述,所以必須給出測(cè)試目標(biāo)、測(cè)試對(duì)象、測(cè)試環(huán)境要求、軟件數(shù)據(jù)和操作步驟，預(yù)期結(jié)果，概括為5W1H1E。測(cè)試目標(biāo)：Why為什么而測(cè)？功能、性能、易用性、可靠性、兼容性、安全性等。測(cè)

8、試對(duì)象：What測(cè)什么？被測(cè)試的項(xiàng)目、如對(duì)象、菜單、按鈕等。測(cè)試環(huán)境：Where在哪里測(cè)？測(cè)試用例運(yùn)行時(shí)環(huán)境，包括系統(tǒng)配置和設(shè)定等要求，也包括操作系統(tǒng)、瀏覽器、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等。測(cè)試前提：When什么時(shí)候開始測(cè)？測(cè)試用例運(yùn)行的前提或條件限制。輸入數(shù)據(jù)：Which哪些數(shù)據(jù)？在操作時(shí)系統(tǒng)所接受的數(shù)據(jù)。操作步驟：How如何測(cè)？執(zhí)行軟件的先后次序步驟。預(yù)期結(jié)果：判定依據(jù)？執(zhí)行用例后的判定依據(jù)。測(cè)試用例的元素測(cè)試用例的元素測(cè)試用例通常包括以下幾個(gè)組成元素：測(cè)試用例編號(hào)測(cè)試用例名稱測(cè)試用例設(shè)計(jì)者軟件版本號(hào)測(cè)試目的參考信息測(cè)試條件測(cè)試環(huán)境輸入數(shù)據(jù) 操作步驟 預(yù)期結(jié)果 測(cè)試用例的范例測(cè)試用例的范例IDID類型類型測(cè)

9、試步驟測(cè)試步驟輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)期望的結(jié)果期望的結(jié)果001登錄輸入用戶、密碼，點(diǎn)擊“登錄”用戶名：user密 碼：987654提示登錄成功002登錄輸入用戶、密碼，點(diǎn)擊“登錄”用戶名：test密 碼：987654提示用戶名錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入003登錄輸入用戶、密碼，點(diǎn)擊“登錄”用戶名：user密 碼：123456提示密碼錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入004登錄輸入用戶、密碼，點(diǎn)擊“登錄”用戶名：密 碼：123456提示用戶名不能為空，請(qǐng)輸入用戶名005登錄輸入用戶、密碼，點(diǎn)擊“登錄”用戶名：user密 碼：提示密碼不能為空，請(qǐng)輸入密碼006登錄輸入用戶、密碼，點(diǎn)擊“登錄”用戶名：#密 碼：123456提示用戶名

10、錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入登錄功能測(cè)試用例：用戶名為user,密碼為987654測(cè)試用例的分類測(cè)試用例的分類測(cè)試用例的分類如下: 接口測(cè)試用例 路徑測(cè)試用例 功能測(cè)試用例 容錯(cuò)能力測(cè)試用例 性能測(cè)試用例 界面測(cè)試用列 安全性測(cè)試用例 壓力測(cè)試用例 可靠性測(cè)試用例 安裝/反安裝測(cè)試用例功能測(cè)試用例設(shè)計(jì)步驟功能測(cè)試用例設(shè)計(jì)步驟確定測(cè)試可用資源確定測(cè)試條件/環(huán)境確定測(cè)試條件優(yōu)先級(jí)確定測(cè)試功能點(diǎn)確定功能點(diǎn)的期望結(jié)果設(shè)計(jì)測(cè)試用例的文字執(zhí)行以驗(yàn)證測(cè)試用例修改并完成測(cè)試用例閱讀測(cè)試參考文檔測(cè)試用例入庫(kù)功能測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法功能測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)用例模板確定測(cè)試輸入數(shù)據(jù)測(cè)試設(shè)計(jì)規(guī)格說明軟件測(cè)試需求軟件需求文檔軟件設(shè)計(jì)規(guī)

11、格說明測(cè)試用例框架設(shè)計(jì)測(cè)試用例詳細(xì)設(shè)計(jì)組織測(cè)試用例軟件測(cè)試計(jì)劃測(cè)試用例評(píng)審用例白盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法白盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法白盒測(cè)試用例的設(shè)計(jì)方法白盒測(cè)試用例的設(shè)計(jì)方法邏輯覆蓋：以程序的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分為語(yǔ)句覆蓋、判定覆蓋、判定-條件覆蓋、條件組合覆蓋等基本路徑測(cè)試：在程序控制流程的基礎(chǔ)上，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。白盒測(cè)試用例注意事項(xiàng)白盒測(cè)試用例注意事項(xiàng)由于測(cè)試路徑可能非常多，由于時(shí)間和資源問題，選出足夠多的路徑測(cè)試由于深入到程序編碼，通常開發(fā)人員協(xié)助測(cè)試人員書寫白盒測(cè)試用例下面以例子進(jìn)行分析講解下面以例子進(jìn)行分析講解 示例代碼如下：void DoW

12、ork(int x,int y,int z) int k=0,j=0; if(x3)&(z5) j=x*y+10; /語(yǔ)句塊2 j=j%3; /語(yǔ)句塊3畫出上面函數(shù)的流程圖畫出上面函數(shù)的流程圖Yes入口Noabc執(zhí)行語(yǔ)句塊2執(zhí)行語(yǔ)句塊1YesdNoe出口執(zhí)行語(yǔ)句塊3(x3)&(z5)語(yǔ)句覆蓋語(yǔ)句覆蓋為了說明簡(jiǎn)略，分別對(duì)各個(gè)判斷的取真、取假分支編號(hào)為b、c、d、e。為了測(cè)試語(yǔ)句覆蓋率只要設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試用例就可以把三個(gè)執(zhí)行語(yǔ)句塊中的語(yǔ)句覆蓋了。測(cè)試用例輸入為： x=4、y=5、z=5程序執(zhí)行的路徑是：abd該測(cè)試用例雖然覆蓋了可執(zhí)行語(yǔ)句，但并不能檢查判斷邏輯是否有問題，例如在第一個(gè)判

13、斷中把&錯(cuò)誤的寫成了|，則上面的測(cè)試用例仍可以覆蓋所有的執(zhí)行語(yǔ)句?？梢哉f語(yǔ)句覆蓋率是最弱的邏輯覆蓋準(zhǔn)則。 分支覆蓋分支覆蓋 對(duì)于上面的程序，如果設(shè)計(jì)兩個(gè)測(cè)試用例則可以滿足條件覆蓋的要求。 測(cè)試用例的輸入為： x=4、y=5、z=5 x=2、y=5、z=5 上面的兩個(gè)測(cè)試用例雖然能夠滿足條件覆蓋的要求，但是也不能對(duì)判斷條件進(jìn)行檢查，例如把第二個(gè)條件y5錯(cuò)誤的寫成y3 取真值為T1，取假值為-T1條件z5 取真值為T4，取假值為-T4則可以設(shè)計(jì)測(cè)試用例如下: 測(cè)試用例測(cè)試用例 通過路徑通過路徑 條件取值條件取值覆蓋分支覆蓋分支x=4、y=6、z=5 abdT1、T2、T3、T4 bdx=2

14、、y=5、z=5 ace-T1、T2、-T3、-T4 cex=4、y=5、z=15 acdT1、-T2、T3、-T4 cd 上面的測(cè)試用例不但覆蓋了所有分支的真假兩個(gè)分支，而且覆蓋了判斷中的所有條件的可能值。 條件覆蓋條件覆蓋 但是如果設(shè)計(jì)了下面的測(cè)試用例，則雖然滿足了條件覆蓋，但只覆蓋了第一個(gè)條件的取假分支和第二個(gè)條件的取真分支，不滿足分支覆蓋的要求。 測(cè)試用例測(cè)試用例 通過路徑通過路徑 條件取值條件取值覆蓋分支覆蓋分支x=2、y=6、z=5 acd-T1、T2、-T3、T4 cdx=4、y=5、z=5 acdT1、-T2、T3、-T4 cd條件覆蓋條件覆蓋分支條件覆蓋分支條件覆蓋 分支條件

15、覆蓋就是設(shè)計(jì)足夠的測(cè)試用例，使得判斷中每個(gè)條件的所有可能取值至少執(zhí)行一次，同時(shí)每個(gè)判斷的所有可能判斷結(jié)果至少執(zhí)行，即要求各個(gè)判斷的所有可能的條件取值組合至少執(zhí)行一次。 根據(jù)定義只需設(shè)計(jì)以下兩個(gè)測(cè)試用例便可以覆蓋8個(gè)條件值以及4個(gè)判斷分支。 測(cè)試用例測(cè)試用例 通過路徑通過路徑 條件取值條件取值覆蓋分支覆蓋分支x=4、y=6、z=5 abdT1、T2、T3、T4 bdx=2、y=5、z=11ace-T1、-T2、-T3、-T4 ce分支條件覆蓋從表面來看，它測(cè)試了所有條件的取值，但是實(shí)際上某些條件掩蓋了另一些條件。例如對(duì)于條件表達(dá)式(x3)&(z3）為假則一般的編譯器不在判斷是否z5）來說

16、，若x=4測(cè)試結(jié)果為真，就認(rèn)為表達(dá)式的結(jié)果為真，這時(shí)不再檢查（y5）條件了。因此，采用分支條件覆蓋，邏輯表達(dá)式中的錯(cuò)誤不一定能夠查出來了。 分支條件覆蓋分支條件覆蓋條件組合覆蓋條件組合覆蓋 條件組合覆蓋就是設(shè)計(jì)足夠的測(cè)試用例，運(yùn)行被測(cè)試對(duì)象，使得每一個(gè)判斷的所有可能的條件取值組合至少執(zhí)行一次。 現(xiàn)在對(duì)例子中的各個(gè)判斷的條件取值組合加以標(biāo)記如下：1.x3,z3,z=10 記做T1 -T2， 第一個(gè)判斷的取假分支3.x=3,z0 記做-T1 T2， 第一個(gè)判斷的取假分支4.x=10 記做-T1 -T2，第一個(gè)判斷的取假分支5.x=4,y5 記做T3 T4， 第二個(gè)判斷的取真分支6.x=4,y5 記

17、做-T3 T4， 第二個(gè)判斷的取真分支8.x!=4,y 0) if(0= =iType) x=y+2; else if(1= =iType) x=y+10; else x=y+20; ret = x;第一步：畫出控制流圖第一步：畫出控制流圖c/c+語(yǔ)句中的控制語(yǔ)句表示含義如下：圖中的每一個(gè)圓稱為流圖的結(jié)點(diǎn)，代表一條或多條語(yǔ)句。流圖中的箭頭稱為邊或連接，代表控制流。為了說明流圖的用法，我們采用過程設(shè)計(jì)表示法，此處，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(gè)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(gè)圓，稱為流圖的結(jié)點(diǎn)，代表一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句。一個(gè)處理方框序列和一個(gè)菱形

18、決測(cè)框可被映射為一個(gè)結(jié)點(diǎn)，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(gè)結(jié)點(diǎn)，即使該結(jié)點(diǎn)并不代表任何語(yǔ)句(例如：參見if-else-then結(jié)構(gòu)的符號(hào))。由邊和結(jié)點(diǎn)限定的范圍稱為區(qū)域。計(jì)算區(qū)域時(shí)應(yīng)包括圖外部的范圍。任何過程設(shè)計(jì)都要被翻譯成控制流圖。 畫出其程序流程圖和對(duì)應(yīng)的控制流圖如下：467810111314467148101113程序流程圖 控制流圖 程序設(shè)計(jì)中遇到復(fù)合條件時(shí)，生成的流圖變得更為復(fù)雜。當(dāng)條件語(yǔ)句中用到一個(gè)或多個(gè)布爾運(yùn)算符(邏輯OR，AND，NAND，NOR)時(shí)，就出現(xiàn)了復(fù)合條件。 下圖為語(yǔ)句IF a OR b中的每一個(gè)a和b創(chuàng)建了一個(gè)獨(dú)立

19、的結(jié)點(diǎn)，包含條件的結(jié)點(diǎn)被稱為判定結(jié)點(diǎn)，從每一個(gè)判定結(jié)點(diǎn)發(fā)出兩條或多條邊。例如： if a or b x else y 對(duì)應(yīng)的邏輯為：21b1a23第二步：計(jì)算圈復(fù)雜度第二步：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。獨(dú)立路徑必須包含一條在定義之前不曾用到的邊。 有以下三種方法計(jì)算圈復(fù)雜度：1.流圖中區(qū)域的數(shù)量對(duì)應(yīng)于環(huán)型的復(fù)雜性；2.給定流圖G的圈復(fù)雜度V(G)，定義為V(G)=E-N+2，E是流圖中邊的數(shù)量，N是流圖中結(jié)點(diǎn)的數(shù)量；3.給定流圖G的圈復(fù)雜度V(G)，定義為V(G)=P+1，P是流圖G中判定結(jié)點(diǎn)的數(shù)量。 對(duì)應(yīng)上面圖中的圈復(fù)雜度，計(jì)算如下：流圖中有四個(gè)區(qū)域；V(G)=10條邊-8結(jié)點(diǎn)+2=4;V(G)=3個(gè)判定結(jié)點(diǎn)+1=4。4671481011132134第三步：導(dǎo)出測(cè)試用例第三步：導(dǎo)出測(cè)試用例 根據(jù)上面的計(jì)算方法，可得出四個(gè)獨(dú)立的路徑：路徑1：4-14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(dú)立路徑，去設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)，使程