《软件测试 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 佟伟光 1_ 第03章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《软件测试 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 佟伟光 1_ 第03章（94页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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,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。,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。因此黑盒测试又叫功能测试或数据驱动测试。,黑盒
2、测试主要是为了发现以下几类错误： 1. 是否有不正确或遗漏的功能？ 2. 在接口上，输入是否能正确的接受？能否输出正确的结果？ 3. 是否有数据结构错误或外部信息（例如数据文件）访问错误？ 4. 性能上是否能够满足要求？ 5. 是否有初始化或终止性错误？,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，所有内部成分是否以经过检查。 软件的白盒测试是对软件的过程性细节做细致的检查，它允许测试人员利用程序内部的逻辑结构及有关信息，设计或选择测试用例，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
3、称为结构测试或逻辑驱动测试。,白盒测试须对程序模块进行如下检查： 1. 保证一个模块中的所有独立路径至少被使用一次 2. 对所有逻辑值均测试true和false。 3. 在循环的边界和运行的界限内执行循环体。 4. 检查内部数据结构以确定其有效性。,3.2 白 盒 测 试 技 术,白盒测试是一种被广泛使用的逻辑测试方法，也称为结构测试或逻辑驱动测试。 白盒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。静态测试是一种不通过执行程序而进行测试的技术，其关键功能是检查软件的表示和描述是否一致，没有冲突或者没有歧义。它瞄准的是纠正软件系统在描
4、述、表示和规格上的错误，是任何进一步测试的前提。而动态测试需要软件的执行，当软件系统在模拟的或真实的环境中执行之前、之中和之后，对软件系统行为的分析是动态测试的主要特点。它显示了一个系统在检查状态下是正确还是不正确。,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，测试人员须采用人工的方法来检验程序，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。,1代码检查法 代码检查法主要是通过桌面检查，代码审查和走查方式，对以下内
5、容进行检查： (1) 检查代码和设计的一致性； (2) 代码的可读性以及对软件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。,代码检查方式主要有： （1）桌面检查 （2）代码审查 （3）走查,2静态结构分析法 在静态结构分析中，测试人员通常通过使用测试工具分析程序源代码的系统结构、数据结构、数据接口、内部控制逻辑等内部结构，生成函数调用关系图、模块控制流图、内部文件调用关系图等各种图形、图表，清晰地标识整个软件的组成结构。 通过分析这些图表，包括控制流分析、数据据流分析、接口分析、表达
6、式分析等，使其便于阅读与理解，然后可以通过分析这些图表，检查软件有没有存在缺陷或错误。,静态结构分析法通常采用以下一些方法进行源程序的静态分析： (1) 通过生成各种图表，来帮助对源程序的静态分析 常用的的各种引用表主要有： 标号交叉引用表 变量交叉引用表 子程序（宏、函数）引用表 等价表 常数表,常用的的各种关系图、控制流图主要有： 函数调用关系图：列出所有函数，用连线表示调用关系，通过应用程序各函数之间的调用关系展示了系统的结构。 模块控制流图：由许多结点和连接结点的边组成的图形，其中每个结点代表一条或多条语句，边表示控制流向，可以直观地反映出一个函数的内部结构。,(2) 错误静态分析 静
7、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,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。,想要了解一个程序在某次运行中所有可执行语句被覆盖的情况，或是每个语句的实际执行次数，最好的办法是利用插桩技术。这里仅以计算整数X和整数Y的最大公约数程序为例，说明插桩方法的要点。图3-1给出了这一程序的流程图。,图3-1 插桩后求最大公约数程序的流程图,设计
8、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； 程序中特定部位插入某些用以判断变量特性的语句。,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,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。,程序1如下： function js（float A，f
9、loat B，float X） if（ A1&B=0）X=X/A； if（A=2|X1） X=X+1； ,图3-3 程序1流程图,程序2如下： void DoWork(int x，int y，int z) int k=0，j=0; if(x3) 语句块3 ,图3-4 程序2流程图,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。,2判定
10、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。,3条件覆盖 在设计程序中，一个判定语句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满足一次。,4条件判定组合覆盖 条件判定组合覆盖的含义是：设计足够的测试用例，使得判定中每个条件的所有可能（真/假）至少出现一次，并且每个判定本身的判定结果（真/假）也至少出现一次。,5多条件覆盖 多条件覆盖也称为条件组合覆盖，它的含义是：设计
11、足够的测试用例，使得每个判定中条件的各种可能组合都至少出现一次。显然满足多条件覆盖的测试用例是一定满足判定覆盖、条件覆盖和条件判定组合覆盖的。,测试覆盖准则 （1）Foster的ESTCA覆盖准则 前面所介绍的逻辑覆盖其出发点似乎是合理的。所谓“覆盖”，就是想要做到全面而无遗漏。但是，事实表明，它并不能真的做到无遗漏。 K.A.Foster从测试工作实践的教训出发，吸收了计算机硬件的测试原理，提出了一种经验型的测试覆盖准则。,（2）Woodward等人的层次LCSAJ覆盖准则 Woodward等人曾经指出结构覆盖的一些准则，如分支覆盖或路径覆盖，都不足以保证测试数据的有效性。为此，他们提出了一
12、种层次LCSAJ覆盖准则。,3.2.4 基本路径测试法 上节的例子是个比较简单的程序段，只有两条路径。但在实际问题中，即使一个不太复杂的程序，其路径的组合都是一个庞大的数字。 基本路径测试法是在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。,1程序的控制流图 控制流图是描述程序控制流的一种图示方式。其中基本的控制结构对应的图形符号如图3-5所示。在图3-5所示的图形符号中，圆圈称为控制流图的一个结点，它表示一个或多个无分支的语句或源程序语句。,图3-5 控制流图的图形符号
13、,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,图3-7 复合逻辑下的控制流程图,2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 进行程序的基本路径测试时，程序的环路复杂性给出了程序基本路径集合中的独立路径条数，这是确保程序中每个可执行语句至少执行一次所必须的测试用例数目的上界。 所谓独立路径，是指包括若干未曾处理的语句或条件的一条路径,基本路径集不是惟一的，对于给定的控制流图，可以得到不同的基本路径集。 通常环路复杂性可用以下3种方法求得。 将环路复杂性定义为控制流图中的区域数。 设E为控制流
14、图的边数，N为图的结点数，则定义环路的复杂性为V(G)=EN+2。 若设P为控制流图中的判定结点数，则有V(G)=P+1。,(3) 确定独立路径集合 (4) 准备测试用例,3. 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。,3.2.5 其他白盒测试方法 1域测试 域测试是一种基于程序结构的测试方法。 域测试正是在分析输入域的基础上，选择适当的测试点以后进
15、行测试的。,2符号测试 符号测试的基本思想是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，这一方法也因此而得名。,3Z路径覆盖 分析程序中的路径是指检验程序从入口开始，执行过程中经历的各个语句，直到出口。,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。经过多年的测试理论研究和软件测试的实践，人们逐渐发现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。 错误驱动测试主要有两种，即程序强变异和程序弱变异。,3.2.6 白盒测试应用策略 以下是各种白盒测试方法的综
16、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动态的组合方式：先进行静态结构分析、代码检查，再进行覆盖率测试。,（3）利用静态分析的结果作为导引，通过代码检查和动态测试的方式对静态发现结果进行进一步的确认，使测试工作更为有效。 （4）覆盖率测试是白盒测试的重点，一般可使用基本路径测试法达到语句覆盖标准；对于软件的重点模块，应使用多种覆盖率标准衡量代码的覆盖率。,（5）在不同的测试节点，测试的侧重点不同：在单元测试阶段，以代码检查、逻辑覆盖为主；在集成测试阶段，需要增加静态结构分析等；在系统测试阶段，应根据黑盒测试的结果，采取相应的白盒测试。,3.3 黑 盒 测 试 技 术,黑盒测试也称数据驱动测试，在测试时，把程序看作一个不能打开的黑盒子，在完全不考虑程序内部结构盒内部特性的情况下，测试者在程序接口进行测试。 在黑盒测试过
