白盒测试技术.ppt

1、南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,白盒测试技术,广州南天电脑系统有限公司 质量中心,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,目录,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,为什么要进行白盒测试,从清洗面包机讲起 现在假定这个面包机多年未用，内部都生锈了，现在要清洗它，类似于我们开发的软件，软件有Bug，那得通过测试来清理。 有两种洗法，一是拿水从上往下灌，这是系统测试的方法。另一种是拆开来洗，拆开机器后，拿抺布沾点清洁剂，把各零件的坑坑槽槽擦洗一遍，然后组装回来，再用水从上往下冲一遍，拆开来洗是白盒方法，组装回来用水冲是黑盒方式，相当于白盒测试之后再追加一次系统测试。 所以，软件的白

2、盒测试不可或缺，因为遗留Bug的影响很大，就像面包机没洗净留铁锈会致癌，还因为软件系统远比面包机复杂，不拆开来怎么能洗干净！,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,第一章 白盒测试的基本概念,白盒测试又称结构测试、透明盒测试、逻辑驱动测试或基于代码的测试。盒子指的是被测试的软件，白盒指的是盒子是可视的,你清楚盒子内部的东西以及里面是如何运作的。白盒测试是被测代码可见的测试 。与黑盒测试的概念是相反的。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,第一章 白盒测试的基本概念,白盒测试的原则： 1）保证模块中每一个独立的路径至少执行一次。 2）保证所有判断的每一个分支至少执行一次。 3）保证每一

3、个循环都在边界条件和一般条件下至少执行一次。 4）验证所有内部数据结构的有效性。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,第一章 白盒测试的基本概念,黑 盒 测 试 VS 白 盒 测 试,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,第二章 白盒测试基本技术,词法与语法分析,静态错误分析,程序插桩技术,白盒测试的几种基本技术,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,一、词法与语法分析,通过词法与语法分析可以获取软件组成的重要基本因数，包括变量标识符、过程标识符、常量等。 1）标号交叉引用表：列出各模块中出现的全部标号及标号的属性，模块以外的全局、计算标号。 2）变量交叉引用表：列出变量定义及引

4、用信息，变量的属性，变量类型（全局、局部） 3）子程序、宏和函数表：列出各个子程序、宏及函数的属性，输入、输出参数信息。 4）等价表：列出在等价语句和等值语句中出现的全部变量和标号。 5）常数表：列出全部数字常数和字符常数 。 使用这些引用表可以直接查出说明或使用错误、为用户提高辅助信息和做错误预测、程序复杂度计算。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,例子,根据流程图来导出其定义和引用的变量，导出变量交叉引用表来查看程序中存在的问题：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,例子（答案）,从定义和引用表来看，该程序有两个错误： 1）语句

5、2使用了变量W，而在此之前并未对其定义。 2）语句5、6使用变量V，这在第一次执行循环时也未对其定义过。 此外，该程序还包括一个异常： 3）语句8对W的定义也从未使用过。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,表格作用,利用以上表格可以直接找出以下问题： 引用未定义的变量（错误） 未曾使用的定义（错误） 常数传播（可优化） 循环内的不变定义（可优化） 用错的局部变量和全局变量（错误） 不匹配的参数（错误） 不允许的递归（错误） ,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,二、静态错误分析,类型和单位分析,引用分析,表达式分析,对源程序的类型进行检查，为了强化检查效果， 扩充一些新的数据类型

6、，进行静态预处理程序， 分析程序中的类型错误。,对程序中变量的引用进行检查，发现引用异常错误 （如变量在定义前被引用，变量定义后未被引用）。 采用深度优选的方法遍历程序流图的每一条路径。 建立引用异常的探测工具，包括变量定义表和变量引用表。,对表达式进行分析，以发现和纠正在表达式出现的错误，如：在表达式中不正确的使用了括号造成错误；数组下标越界错误 ；除数为零；浮点数计算的误差（最复杂）。,接口分析,各模块之间接口一致性。 模块与外部数据库的接口一致性。 形参与实参在类型，数量，顺序，维数，使用上的一致性。 全局变量和公共数据区在使用上的一致性。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,三、

7、程序插桩技术,设计时考虑的问题如下： 明确要探测哪些信息； 在程序的什么部位设置探测点； 需要设计多少个探测点。,探测点设置位置（以Fortran为例）： 程序块的第一个可执行语句之前； Entry语句的前后； 有标号的可执行语句处； 循环、条件、call、go to语句之后；,向程序中插入断言语句来测试： 当断言语句成立时，程序可以继续往下执行，否则将终止该程序。,在动态测试中，是一种基本的测试手段，有广泛的应用。主要借助向程序中插入操作，来实现测试目的的方法（即向源程序中添加一些语句（也称探测器），实现对程序语句的执行、变量的变化等情况进行检查）。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息

8、,断言语句,在程序中特定部位插入某些用以判断变量特性的语句，使得程序执行中这些语句得以证实，从而使程序的运行特性得到证实。我们把插入的这些语句称为断言。这一做法是程序正确性证明的基本步骤，尽管算不上严格的证明，但方法本身仍然是很实用的。 在什么情况下该插入断言语句： 1）程序的入口处需要插入断言语句； 2）在判定语句的前后需要插入断言语句； 3）可以判断出变量确切值时，可以插入断言语句来断言变量的值。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,断言语句实例分析,源代码如下： public class SampleCalculator public int add(int augend , in

9、t addend) return augend + addend ; public int subtration(int minuend , int subtrahend) return minuend - subtrahend ; ,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,断言语句实例分析,使用Junit工具编写断言语句的测试代码如下： public class TestSample extends TestCase public void testAdd() SampleCalculator calculator = new SampleCalculator(); int result

10、= calculator.add(50 , 20); assertEquals(70 , result);/*断言预期结果为70*/ public void testSubtration() SampleCalculator calculator = new SampleCalculator(); int result = calculator.subtration(50 , 20); assertEquals(30 , result);/*断言预期结果为30*/ ,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,包括桌面检查、代码审查和走查等,通过测试工具分析源程序的各种内部结构,用质量度量模型来

11、评估软件的每个方面,通过对程序逻辑结构的遍历实现程序的覆盖,分析控制流图环路复杂性，导出基本可执行路径的集合,代码检查法,静态结构分析法,静态质量度量法,逻辑覆盖法,基本路径测试法,第三章 白盒测试方法,白盒测试的几种测试方法,其他方法,包括域测试、符号测试、Z路径覆盖和程序变异等,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,一、代码检查法,目的： 排除违背程序编写标准的问题 排除违背程序编程风格的问题 找出程序中不可移植的部分 发现程序中不安全、不明确和模糊的部分 确保代码和设计的一致性 确保代码的逻辑表达的正确性 确保代码结构的合理性,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,一、代码检查法

12、,由程序员检查自己的程序,程序编译通过后，对源程序代码进行分析、检验，并补充相关的文档，为了发现程序中的错误。,由审查小组静态分析程序,以审查会议的形式审查设计规格说明书、控制流程图、程序文本、有关要求和规范是否存在错误。,由走查小组将程序沿逻辑运行一遍,以会议的形式借助测试用例让程序沿逻辑运行一遍，记录程序的踪迹，对程序的逻辑和功能提出的问题展开讨论，为了能发现更多问题。,代码审查,走查,桌面检查,代码检查方式,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,几种检查方式比较,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,代码检查项目,检查变量的交叉引用表。 检查标号的交叉引用表。 检查子程序、宏、函

13、数。 等价性检查。 标准检查。 风格检查。 比较控制流。 选择、激活路径。 对照程序的规格说明和源代码。 补充文档。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,代码检查重点和规则,代码检查重点： 变量命名和类型审查 变量初始值检查 变量作用范围检查 程序逻辑审查 程序语法检查 程序结构检查 根据编程语言以及被测试程序的特点，选择自动化测试工具中内置的合适的编码规则来进行检查。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,编码规范,是程序编写过程中必须遵循的规则，详细规定了代码的语法规则、语法格式等。从以下几个方面的规定进行检查： 排版、注释、标识符命名、可读性、变量、函数、过程、可测性、程序效率

14、、质量保证、代码编辑、编译和审查、代码测试、维护和宏。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,缺陷检查表,缺陷检查表既检查时用到的测试用例，里面包括一些容易出错的地方和以往遇到的典型错误如下：（每种语言有各自的特点） 格式部分。 入口和出口的连接。 程序语言的使用。 存储器的使用。 判断和转移。 性能。 可维护性。 逻辑。 可靠性。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,二、静态结构分析法,源代码的系统结构,内部控制逻辑,数据结构,数据接口,静态分析,内部文件调用关系图,子程序表、宏和函数参数表,函数调用关系图,模块控制流图（使用Logiscope测试工具）,生成,生成,生成,生成,南

15、天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,二、静态结构分析法,在设计和开发阶段，使用LOGISCOPE可以对软件的体系结构和编码进行确认。可以在尽可能的早期阶段检测那些关键部分，寻找潜在的错误，并在禁止更改和维护工作之前做更多的工作。 Logiscope RuleChecker：根据工程中定义的编程规则自动检查软件代码错误，可直接定位错误。包含大量标准规则，用户也可定制创建规则。自动生成测试报告。 Logiscope Audit：定位错误模块，可评估软件质量及复杂程度。提供代码的直观描述，自动生成软件文档。 Logiscope TestChecker：测试覆盖分析，显示没有测试的代码路径，基于源

16、码结构分析。直接反馈测试效率和测试进度，协助进行衰退测试。既可在主机上测试，也可在目标板上测试。支持不同的实时操作系统、支持多线程。可累积合并多次测试结果，自动鉴别低效测试和衰退测试。自动生成定制报告和文档。 Logiscope分为Audit、RuleChecker和TestChecker3部分，对代码分别进行静态度量、编程风格检测和测试覆盖率分析 。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,三、静态质量度量法,有效性（时间特性、资源特性 ）,可靠性（成熟性、容错性、可恢复性 ）,可用性（可理解性、易学性、可操作性 ）,轻便性（即可移植性，包括适应性、可安装性、一致性、可替换性 ）,可维护性

17、（可分析性、可修改性、稳定性、可测性 ）,功能性(适合性、准确性、互操作性、依从性、安全性 ),质量,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,构造质量模型度量可维护性,确定度量的规则：代码行数、注释频度等度量软件的各种行为属性。度量规则参数表参考书本P176。 确定所采用的分类标准：可分析性、可修改性、稳定性和可测性，每个分类标准由一系列度量规则组成，由规则的取值与权重值计算出每个分类标准的取值。分类标准组参考书本P177。 计算出各分类标准后确定代码的质量等级：优秀、良好、一般和较差。 根据分类标准的计算结果来确定质量因素的取值，也分为四个等级：优秀、良好、一般和较差。 可以使用上述得出的

18、计算数据来量化被测程序的质量。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,软件质量评价过程,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,四、逻辑覆盖法,这是其中一种动态白盒测试的方法，动态白盒测试也称结构化测试 ，要根据程序的控制结构设计相应的测试用例，原则如下： 1）保证一个模块中的所有独立路径至少被使用一次。 2）对所有逻辑值均需测试true和false。 3）在上下边界及可操作范围内运行所有循环。 4）检查内部数据结构以确保其有效性。 逻辑覆盖法是其中一种实用的白盒测试用例设计的方法，是通过对程序逻辑结构的遍历来实现程序的覆盖，是一系列测试过程的总称。 逻辑覆盖标准包括以下几种：语句覆盖（

19、SC）、判定覆盖（DC）、条件覆盖（CC）、条件判定组合覆盖（CDC）、多条件覆盖（MCC）和修正判定条件覆盖（MCDC）。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,四、逻辑覆盖法,首先，来看个例子,源代码如下： if (!(x=80) ,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,四、逻辑覆盖法,开始,(x=80) int y=0; while(iRecordNum- 0) if(0=iType) x=y+2;break; else if(1=iType) x=y+10; else x=y+20; ,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,例子,画出程序流程图：,4,6,7,14,8,10

20、,11,13,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,例子,控制流图如下：,4,6,7,14,8,10,11,13,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,例子,二、计算圈复杂度，计算如下： 1）流图中有四个区域。 2）V(G)=10条边-8结点+2=4。 3）V(G)=3个判定结点+1=4 。 三、导出测试用例 路径1：4-14 路径2：4-6-7-14 路径3：4-6-8-10-13-4-14 路径4：4-6-8-11-13-4-14,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,例子,四、准备测试用例： 路径1：4-14 输入数据：iRecordNum=0,或者取iRecord Num0

21、的某一个值 预期结果：x=0 路径2：4-6-7-14 输入数据：iRecordNum=1,iType=0 预期结果：x=2 路径3：4-6-8-10-13-4-14 输入数据：iRecordNum=1,iType=1 预期结果：x=10 路径4：4-6-8-11-13-4-14 输入数据：iRecordNum=1,iType=2 预期结果：x=20,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,五、基本路径法,基本路径法缺点： 缺点1：只考虑每个判定表达式的取值，并没有检验表达 式中条件的各种可能组合情况 解决办法：1、拆分 2、和条件覆盖法结合起来使用 缺点2：对循环结构测试不充分 解决办法：对循环结构进行补充测试,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,六、其他白盒测试方法,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,白盒测试方法小结,从前面的例子我们可以看到，采用任何一种覆盖方法都不能满足我们的要求，所以，在实际的测试用例设计过程中，可以根据需要将不同的覆盖方法组合起来使用，以实现最佳的测试用例设计 。,南天培训教材系列 版权所有（C）南天信息,白盒测试综合选择策略,在测试中，应尽量先用工具进行静态结构分析； 测试中要采取先静态后动态的组合方式：先进行静态结构分析、代码检查和静态质量度量，再进行覆盖率测试； 利用静态分析的结果作为引导，