软件测试第03章(1).ppt

1、1/145,第3章 软件测试基本技术,3.1 黑盒测试与白盒测试 3.2 白 盒 测 试技术 3.3 黑 盒 测 试技术,2/145,3.1 黑盒测试与白盒测试,任何工程产品都可以使用白盒测试和黑盒测试两种方法之一进行测试。 1黑盒测试 黑盒测试：已知产品的功能设计规格和用户手册，可以进行测试证明每个功能是否实现、每个实现了的功能是否符合要求，以及产品的性能是否满足用户的要求。,3/145,软件的黑盒测试意味着测试要在软件的接口处进行，测试人员完全不考虑程序内部的逻辑结构和内部特性，只依据程序的需求规格说明书和用户手册，检查程序的功能是否符合它的功能说明，以及性能是否满足用户的要求。因此黑盒测

2、试又叫功能测试或数据驱动测试。,4/145,2白盒测试 白盒测试：已知产品的内部工作过程，可以通过测试证明每种内部操作是否符合设计规格要求，所有内部成分是否已经过检查。 白盒测试是对软件的过程性细节做细致的检查，利用程序内部的逻辑结构，对程序所有逻辑路径进行测试，通过在不同点检查程序状态，确定实际状态是否与预期的状态一致。因此白盒测试又称为结构测试或逻辑驱动测试。,5/145,6/145,3.2 白 盒 测 试 技 术,白盒测试的测试对象基本上是源程序，是以程序的内部逻辑为基础的一种测试方法。 白盒测试方法又可分为静态测试和动态测试。静态测试主要是检查软件的表示和描述是否一致，动态测试主要是对

3、软件系统行为进行分析。,7/145,3.2.1 白盒测试静态测试 最常见的静态测试是找出源代码的语法错误，这类测试可由编译器来完成，因为编译器可以逐行分析检验程序的语法，找出错误并报告。除此之外，有些地方存在非语法方面的错误，只能通过人工检测的方法来判断。 人工检测的方法主要有代码检查法、静态结构分析法等。,8/145,1代码检查法,9/145,代码检查法主要检查： (1) 检查代码和设计的一致性； (2) 代码的可读性及对设计标准的遵循情况； (3) 代码逻辑表达的正确性； (4) 代码结构的合理性； (5) 程序中不安全、不明确和模糊的部分； (6) 编程风格方面的问题等。,10/145,

4、main( ) int a10, i, j, tmp; for(i=0; i =10; i+) scanf(%d, ,无注释 书写格式不规范 tmp变量未使用 数组下标越界使用,11/145,代码检查方式主要有： （1）桌面检查：程序员单独完成 （2）代码审查：程序员和测试员根据检查列表阅读程序 （3）走查：程序员和测试员通过代表性测试用例逻辑运行程序,12/145,2静态结构分析法,13/145,静态结构分析法常用以下方法进行分析： (1) 生成各种图表 标号交叉引用表 变量交叉引用表 子程序（宏、函数）引用表 函数调用关系图：展示系统的结构 模块控制流图：反映函数的内部结构,14/145,

5、(2)静态错误分析 静态错误分析主要用于确定在源程序中是否有某类错误或“危险”结构。 类型和单位分析 引用分析 表达式分析 接口分析,15/145,3.2.2 程序插桩技术 在软件动态测试中，程序插桩是一种基本的测试手段，有着广泛的应用。 程序插桩方法是借助往被测程序中插入操作，来实现测试目的的方法，即向源程序中添加一些语句，实现对程序语句的执行、变量的变化等情况进行检查。,16/145,图3-1 插桩后求最大公约数程序的流程图,每个语句的实际执行次数,对？,17/145,设计插桩程序时需要考虑的问题包括： 探测哪些信息； 在程序的什么部位设置探测点； 需要设置多少个探测点； 如何在程序中特定

6、部位插入某些用以判断变量特性的语句。,18/145,3.2.3 逻辑覆盖 逻辑覆盖也是白盒测试主要的动态测试方法之一，是以程序内部的逻辑结构为基础的测试技术，是通过对程序逻辑结构的遍历实现程序的覆盖，这一方法要求测试人员对程序的逻辑结构有清楚的了解,19/145,从覆盖源程序语句的详细程度分析，逻辑覆盖标准有语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖。 为便于理解，根据下面所示的2个被测试程序（用C语言书写），分别讨论几种常用的覆盖技术。,20/145,程序1如下： function js（float A，floatB，float X） if（ A1 if(x3) /语句块3

7、,23/145,图3-4 程序2流程图,24/145,1语句覆盖 语句覆盖使程序中每个语句至少都能被执行一次。 例如，在程序1中，为使程序中每个语句至少执行一次，只需设计一个能通过路径a-c-e的数据就可以了，例如选择输入数据为：A=2，B=0，X=3就可达到“语句覆盖”标准。 在程序2中，如测试用例输入为：x=4、y=5、z=5 程序执行的路径是：a-b-d。,25/145,2判定覆盖 比语句覆盖稍强的覆盖标准是判定覆盖。按判定覆盖准则进行测试是指，设计若干测试用例，运行被测程序，使得程序中每个判断的取真分支和取假分支至少经历一次，即判断的真假值均曾被满足。判定覆盖又称为分支覆盖。,26/1

8、45,要实现程序2的判定覆盖，需要设计两个测试用例。 输入数据为：x=4、y=5、z=5；x=2、y=5、z=5 程序执行的路径分别是：abd；ace 分析：上述两个测试用例不仅满足了判定覆盖，同时还做到语句覆盖。从这点看似乎判定覆盖比语句覆盖更强一些，但仍然无法确定判定内部条件的错误。例如把第二个判定中的条件y5错误写为y5，使用上述测试用例，照样能按原路径执行而不影响结果。因此，需要有更强的逻辑覆盖准则去检验判定内的条件。,27/145,3条件覆盖 在设计程序中，一个判定语句可能是由多个条件组合而成的复合判定。 条件覆盖的含义是：构造一组测试用例，使得每一判定语句中每个逻辑条件的可能值至少

9、满足一次。,28/145,对程序2中各个判定的各种条件取值加以标记 对于第一个判定( (x3) if ( (x3) j=j%3 （5）j=j%3 LCSAJ路径（4条）： （1）-（2）-（4） （1）-（2）-（5） （1）-（3）-（4） （1）-（3）-（5）,52/145,3.2.4 基本路径测试法 基本路径测试法是在程序控制流图的基础上，通过分析控制构造的环路复杂性，导出基本可执行路径集合，从而设计测试用例的方法。设计出的测试用例要保证在测试中程序的每一条可执行语句至少执行一次。,53/145,1程序的控制流图 控制流图是程序流程图简化后得到的，它可以更加突出的表示程序控制流的结构。

10、 控制流图中包括两种图形符号：节点和控制流线。 节点由带标号的圆圈表示，可代表一个或多个语句、一个处理框序列和一个条件判定框（假设不包含复合条件）。 控制流线由带箭头的弧或线表示，可称为边。它代表程序中的控制流。,54/145,图3-5 基本的控制流图的图形符号,其中，包含条件的节点被称为判定节点（也叫谓词节点），由边和节点所限定的范围被称为区域。 注意：由判定节点发出的边必须终止于某一个节点。,55/145,图3-6（a）所示的是一个程序的流程图，它可以映射成图（b）所示的控制流图。,图3-6 程序流程图和对应的控制流图,56/145,对于复合条件，则可将其分解为多个单个条件，并映射成控制流

11、图。,57/145,2环形复杂度 环形复杂度也称为圈复杂度，它是一种为程序逻辑复杂度提供定量尺度的软件度量。 环形复杂度可用于基本路径方法，它可以提供：程序基本路径集合中的独立路径数量；确保所有语句至少执行一次的测试数量的上界。 独立路径指程序中至少引入一个新的处理语句集合或一个新条件的程序通路，即独立路径必须至少包含一条在本次定义路径之前不曾用过的边。 测试可以被设计为基本路径集的执行过程，但基本路径集通常并不唯一。,58/145,环形复杂度以图论为基础，为我们提供了非常有用的软件度量，有三种方法用于计算环形复杂度： 控制流图中区域的数量对应于环形复杂度。 给定控制流图G的环形复杂度V(G)

12、，定义为 V(G) = E-N+2 其中，E是控制流图中边的数量，N是控制流图中的节点数量。 给定控制流图G的环形复杂度V(G)，也可定义为 V(G) = P+1 其中，P是控制流图G中判定节点的数量。,59/145,练习,根据左图给出的程序流程图，完成以下要求： （1）画出相应的控制流图 （2）计算环形复杂度 （3）找出程序的独立路径集合,60/145,3基本路径测试法的步骤 (1) 画出程序控制流图 (2) 计算程序环路复杂性 (3) 确定独立路径集合 (4) 准备测试用例,61/145,void Sort ( int iRecordNum, int iType ) 1 2 int x=0

13、; 3 int y=0; 4 while ( iRecordNum- 0 ) 5 6 if ( iType=0 ) 7 x=y+2; break; 8 else 9 if ( iType=1 ) 10 x=y+10; 11 else 12 x=y+20; 13 14 ,4,6,7,9,10,12,13,14,62/145,画出控制流图： 如右图所示 计算环形复杂度： 10（边）- 8（节点）+ 2 = 4 导出独立路径 路径1：414 路径2：46714 路径3：4691013414 路径4：4691213414,63/145,设计测试用例：,64/145,65/145,步骤1：导出过程的流图

14、,66/145,步骤2：确定环形复杂度V(G) 1）V(G)= 6 （个区域） 2）V(G)=EN+2=1612+2=6 其中E为流图中的边数，N为结点数； 3）V(G)=P+1=5+1=6 其中P为谓词结点的个数。在流图中，结点2、3、5、6、9是谓词结点。,67/145,步骤3：确定基本路径集合 路径1：1-2-9-10-12 路径2：1-2-9-11-12 路径3：1-2-3-9-10-12 路径4：1-2-3-4-5-8-2 路径5：1-2-3-4-5-6-8-2 路径6：1-2-3-4-5-6-7-8-2,68/145,4. 基本路径测试中的图形矩阵工具 图形矩阵是在基本路径测试中起

15、辅助作用的软件工具，利用它可以实现自动地确定一个基本路径集。 为了使导出程序控制流图和决定基本测试路径的过程均自动化实现，开发了一个辅助基本路径测试的软件工具，称为图形矩阵(graph matrix)，在进行基本路径测试中很有用。,69/145,图矩阵是控制流图的矩阵表示形式。 图矩阵是一个方形矩阵，其维数等于控制流图的节点数。矩阵中的每列和每行都对应于标识的节点，矩阵元素对应于节点间的边。 通常，控制流图中的结点用数字标识，边则用字母标识。如果在控制流图中从第 i 个结点到第 j 个结点有一个标识为 x 的边相连接，则在对应图矩阵的第 i 行第 j 列有一个非空的元素 x 。 参见书本59页

16、的图,70/145,3.2.5 其他白盒测试方法 1域测试 域测试在分析输入域的基础上，选择适当的测试点，对应不同的执行路径，进行测试，主要检查程序控制流（结构）的错误。 2符号测试 允许程序的输入不仅仅是具体的数值数据，而且包括符号值，用于避免具体值的非典型性。,71/145,3Z路径覆盖 Z路径覆盖是路径覆盖的一种变体，它是将程序中的循环结构简化为选择结构的一种路径覆盖。 循环简化的目的是限制循环的次数，无论循环的形式和循环体实际执行的次数，简化后的循环测试只考虑执行循环体一次和零次（不执行）两种情况，即考虑执行时进入循环体一次和跳过循环体这两种情况。,72/145,在循环简化的思路下，循环与判定分支的效果是一样的，即：循环要么执行、要么跳过。,73/145,4程序变异 程序变异方法是一种错误驱动测试。所谓错误驱动测试方法，是指该方法是针对某类特定程序错误的。显然，要想找出程序中所有的错误几乎是不可能的。比较现实的解决办法是将错误的搜索范围尽可能地缩小，以利于专门测试某类错误是否存在。,74/145,3.2.6 白盒测试应用策略 以下是各种白盒测试方法的综合应用策略，可供在实际测试应用过程中参考。 （1）在测试中，应尽量先使用工具进行静态结构分析。 （2）测试中可采取先静态后