白盒测试-软件技术

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1、软件测试技术白盒测试1白盒测试（White Box Testing）n软件测试人员可以访问 程序员的代码，并通过 检查代码来测试，可以 看到盒子里面以及里面 是如何运作的。被测试的软件2n贯穿程序的独立路径数是天文数字。但即使每条 路径都测试了仍然可能有错误。n第一，穷举路径测试决不能查出程序违反了设计 规范，即程序本身是个错误的程序。n第二，穷举路径测试不可能查出程序中因遗漏路 径而出错。n第三，穷举路径测试可能发现不了一些与数据相 关的错误。 3讨论n白盒测试也通常被认为是单元测试与集成测试的 统称，但这个概念是相对的，与当前项目遵循的研 发流程有关，某些流程把白盒测试划分为单元测试 与集

2、成测试，而另一些流程，把白盒测试划分为模 块单元测试、模块系统测试、多模块集成测试，还 有一些流程把单元测试与集成测试混为一体，统称 为持续集成测试。 4采用白盒测试方法必须遵循以下几条原则n保证一个模块中的所有独立路径至少被使用一次n对所有逻辑值均需测试true和falsen在上下边界及可操作范围内运行所有循环n检查内部数据结构以确保其有效性n在上下边界及可操作范围内运行所有循环5白盒测试的其它称呼n玻璃盒测试（Glass Box Testing）n透明盒测试（Clear Box Testing）n开放盒测试（Open Box Testing）n结构化测试（Structured Testin

3、g）n基于代码的测试（Code-Based Testing）n逻辑驱动测试（Logic-Driven Testing）6本次课程的主要内容n为什么要进行白盒测试n静态白盒测试n动态白盒测试7从一个比喻开始n假设有一台的面包机，从上面倒入面粉与水，开动机器后 从下面出来的就是烤好了的面包，这个机器的功能比较单一 ，接口很清晰，输入是面粉与水，输出是面包。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。n那如何更快速的清洗这台面包机呢？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

4、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。8n无疑，上面第二种方法是正确的，我们的前提是：清洗多 年未用的面包机，铁锈够多，如果洗不干净，造出的面包都 是致癌物质。当然，清洗面包机还只能算简单劳动，清理软 件中的Bug要复杂得多，一个if语句有两条分支，一个while 循环判断也是两条分支，还有break、continue、return等 ，想想看，一个1万行规模的软件能有多少个分支！一个分 支就是一条坑坑槽槽，而且软件Bug还具备动态特性，不是 静止的明摆在哪儿。n所以，软

5、件的白盒测试不可或缺，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！9白盒测试是高效测试 n第一个误解：白盒测试太低效，不值得去做 针对一个功能点的测试，若将 问题发现、定位与解决都计算 进去，单元测试效率最高，是 集成测试的2倍，是系统测试 的3倍。 10白盒测试是高效测试 n第二个误解：决策者并未认清一个bug若遗留到 下一阶段须多付出多少代价 11白盒测试能彻底解决编码阶段引入的问题 n一个案例，在某交换机产品的系统测试中，发现 ISDN话机拨打某新业务号码时，在特定线路上，若 一位一位的拨至18位，不会有问题，但如果先拨

6、完 号码再成组发送，会导致系统死机。这是一个导致 死机的致命问题，最后定位出问题所在：呼叫处理 的某段代码判断有误，本应小于18的判断，错写成 小于等于18。 这个问题本该在单元测试去发现，由于单元测试没做，问题就 遗留到系统测试，庆幸的是没把它遗留到网上，否则问题就大 了。我们从另一个角度去反思，这个问题是特定线路下的特定 终端，按特定方式拔打特定业务才暴露，在系统测试好不容易 把它揪出来，但类似的其它问题呢？ 12不同阶段的测试发现问题的特点各不相同 n单元测试阶段，容易发现逻辑问题、边界条件（ 如上例“小于18”的错误）、变量未初始化、内存越 界等问题 n集成测试容易发现接口错误、任务配

7、合问题等 n系统测试容易发现业务流程问题、界面操作问题 等 13V模型中软件开发过程与测试行为的对应关系 单元测试针对编码阶段引入的问题 集成测试与功能测试针对软件设计中引入的问题 验收测试针对需求与规格。单元测试不要或缺的重要原因是：编码阶段引入的问题占很高比例 ，不进行单元测试就难以保证系统最终的稳定性。14本次课程的主要内容n为什么要进行白盒测试n静态白盒测试n动态白盒测试15静态白盒测试n静态白盒测试是在不执行的条件下有条理地仔细 审查软件设计、体系结构和代码，从而找出软件缺 陷的过程。n好处：尽早发现软件缺陷。 为黑盒测试员提供思路。16n审查n要审查的代码模块的准则n为什么要坚持编

8、码标准和规范n国家和国际标准获得途径n通用代码审查清单数据引用错误；数据声明错误；计算错误；比较错误；控制流程错误；子程序参数错误； 输入/输出错误；其他检查。17静态白盒测试-审查审查是正式、严格、具有深度的技术评审， 以便尽可能准确地确定问题之所在。 审查过程的目的：n在软件开发过程中尽可能早地发现问题。n确保对需要重做部分达成一致意见。n验证任何重做部分满足预先定义的准则。18静态白盒测试一次审查一般需要5人至7人，这些角色是： 主审员：协调本次审查并主持讨论。 责任人：负责被审查的产品。 讲解员：在审查会上讲解被审查的产品。 审查员：审查产品。 记录员：记录在审查会议上讨论的问题。 经

9、 理：责任人的管理者。19静态白盒测试选择要审查的代码模块的准则：n对于正确操作产品起关键作用的模块。n复杂度较高的模块n与过去发生错误率较高的模块功能类似的模块。n相对较新的或缺乏经验的软件程序师编写的模块 。20静态白盒测试为什么要坚持编码标准和规范？n可靠性。n可读性/维护性n移植性21静态白盒测试大多数计算机语言和信息技术的国家和国际标准可 以通过以下途径获得：n国际工程协议（IEC）：www.iec.orgn国际标准化组织（ISO）：www.iso.chn信息技术标准国家委员会（NCITS）：www.ncits.orgn计算机械联合会（ACM）：www.acm.orgn电子电气工程学

10、会（IEEE）：www.ieee.org22静态白盒测试-通用代码审查清单n数据引用错误；n数据声明错误；n计算错误；n比较错误；n控制流程错误；n子程序参数错误；n输入/输出错误；n其他检查。23静态白盒测试-数据引用错误n是否引用了未初始化的变量？n数组和字符串的下标是整数值吗？n是否在应该使用常量的地方使用了变量？n变量是否被赋予不同类型的值？n为引用的指针分配内存了吗？n一个数据结构是否在多个函数或者子程序中引用 ，在每一个引用中明确定义结构了吗？24静态白盒测试-数据声明错误n所有变量都赋予正确的长度和类型了吗？n变量是否在声明的同时进行了初始化？n存在声明过、但从未引用或者只引用过

11、一次的变 量吗？n在特定模块中所有变量都显示声明了吗？25静态白盒测试-计算错误n计算中是否使用了不同数据类型的变量？n计算中是否了解和考虑到编译器对类型或长度不 一致的变量的转换规则？n在数值计算过程中是否可能出现溢出？n除数/模是否可能为零？n变量的值是否超过有意义的范围？n对于包含多个操作数的表达式，求值的次序是否 混乱，运算优先级对吗？26静态白盒测试-比较错误n比较得正确吗？n存在分数或者浮点值之间的比较吗？如果有，精 确问题会影响比较吗？n每一个逻辑表达式都正确表达了吗？逻辑计算如 期进行了吗？求值次序有疑问吗？n逻辑表达式的操作是逻辑值吗？27静态白盒测试-控制流程错误n如果程序

12、包含beginend和 do while 等语句 组，end是否对应？n程序、模块、子程序和循环能否终止？n可能存在永远不停的循环吗？n循环可能从不执行吗？28静态白盒测试-子程序参数错误n子程序接受的参数类型和大小与调用代码发送的 匹配吗？n如果子程序有多个入口点，引用的参数是否与当 前入口点没有关联？n常量是否当作形参传递，意外在子程序中改动？29静态白盒测试-输入/输出错误n软件是否严格遵守外部设备读写数据的专用格式 ？n文件或者外部不存在或者未准备好的错误情况有 处理吗？n软件是否处理外部设备未连接、不可用，或者读 写过程中存储空间占满等情况？30静态白盒测试-同行审查n仅在编写代码的

13、程序员和充当审查者的其他一两 个程序员和测试员之间进行。保证审查的高效率， 注意审查的4个关键要素：确定问题；遵守规则；审查准备；编写报告。31静态白盒测试的小结n代码评审n同行审查n检查单32本次课程的主要内容n为什么要进行白盒测试n静态白盒测试n动态白盒测试基本路径测试逻辑覆盖（逻辑驱动）n语句覆盖n判定覆盖n条件覆盖n判定/条件覆盖n组合覆盖n路径覆盖33一些相关概念n语句覆盖：语句覆盖就是设计若干个测试用例，运行被测试程 序，使得每一条可执行语句至少执行一次；n判定覆盖（也称为分支覆盖）：设计若干个测试用例，运行所 测程序，使程序中每个判断的取真分支和取假分支至少执行一次 ；n条件覆盖

14、：设计足够多的测试用例，运行所测程序，使程序中 每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次；n判定-条件覆盖：设计足够多的测试用例，运行所测程序，使 程序中每个判断的每个条件的所有可能取值至少执行一次，并且 每个可能的判断结果也至少执行一次，换句话说，即是要求各个 判断的所有可能的条件取值组合至少执行一次；n条件组合测试：设计足够多的测试用例，运行所测程序，使程 序中每个判断的所有可能的条件取值组合至少执行一次；n路径测试：设计足够多的测试用例，运行所测程序，要覆盖程 序中所有可能的路径。 34下面以例子进行分析讲解 void DoWork(int x,int y,int z) int k=

15、0,j=0;if(x3) /语句块2j=j%3; /语句块3 35画出上面函数的流程图如下：36语句覆盖为了说明简略，分别对各个判断的取真、取假分支编号为 b、c、d、e。 为了测试语句覆盖率只要设计一个测试用例就可以把三个 执行语句块中的语句覆盖了。 测试用例输入为： x=4、y=5、z=5 程序执行的路径是：abd 该测试用例虽然覆盖了可执行语句，但并不能检查判断逻 辑是否有问题，例如在第一个判断中把 8 else 9 if(1= =iType) 10 x=y+10; 11 else 12 x=y+20; 13 14 55第一步：画出控制流图c/c+语句中的控制语句表示含义如下： 图中的每

16、一个圆称为流图的结点，代表一条或多条语句。 流图中的箭头称为边或连接，代表控制流。 为了说明流图的用法，我们采用过程设计表示法，此处， 流程图用来描述程序控制结构。可将流程图映射到一个相应 的流图(假设流程图的菱形决定框中不包含复合条件)。在流 图中，每一个圆，称为流图的结点，代表一个或多个语句。 一个处理方框序列和一个菱形决测框可被映射为一个结点， 流图中的箭头，称为边或连接，代表控制流，类似于流程图 中的箭头。一条边必须终止于一个结点，即使该结点并不代 表任何语句(例如：参见if-else-then结构的符号)。由边和结 点限定的范围称为区域。计算区域时应包括图外部的范围。 任何过程设计都要被翻译成控制流图。 56画出其程序流程图和对应的控制流图如下：57程序设计中遇到复合条件时，生成的流图变得更为复 杂。当条件语句中用到一个或多个布尔运算符(逻辑OR，AND ，NAND，NOR)时，就出现了复合条件。下图为语句IF