1、2.1 白盒測(cè)試方法2.2 白盒測(cè)試的基本概念2.3 覆蓋測(cè)試2.4 路徑測(cè)試2.5 最少測(cè)試用例數(shù)計(jì)算理論環(huán)節(jié)理論環(huán)節(jié)v 學(xué)習(xí)理解白盒測(cè)試方法的基本概念v 學(xué)習(xí)理解白盒測(cè)試的覆蓋理論v 學(xué)習(xí)掌握白盒測(cè)試的路徑表達(dá)v 學(xué)習(xí)掌握白盒測(cè)試的基本路徑測(cè)試法實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)踐環(huán)節(jié)v 通過(guò)案例運(yùn)用學(xué)習(xí)掌握覆蓋問(wèn)題的解決方法v 運(yùn)用基本路徑測(cè)試方法進(jìn)行實(shí)際程序測(cè)試v 為什么要進(jìn)行白盒測(cè)試？ 如果所有軟件錯(cuò)誤的根源都可以追溯到某個(gè)唯一原因，那么問(wèn)題就簡(jiǎn)單了。然而，事實(shí)上一個(gè)bug 常常是由多個(gè)因素共同導(dǎo)致的，如下圖所示。v 白盒測(cè)試也稱結(jié)構(gòu)測(cè)試或邏輯驅(qū)動(dòng)測(cè)試，是針對(duì)被測(cè)單元內(nèi)部是如何進(jìn)行工作的測(cè)試。它根據(jù)程序的控

2、制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)測(cè)試用例，主要用于軟件或程序驗(yàn)證。v 白盒測(cè)試法檢查程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，對(duì)所有邏輯路徑進(jìn)行測(cè)試，是一種窮舉路徑的測(cè)試方法。v 但即使每條路徑都測(cè)試過(guò)了，仍然可能存在錯(cuò)誤。因?yàn)椋焊F舉路徑測(cè)試無(wú)法檢查出程序本身是否違反了設(shè)計(jì)規(guī)范，即程序是否是一個(gè)錯(cuò)誤的程序。窮舉路徑測(cè)試不可能查出程序因?yàn)檫z漏路徑而出錯(cuò)。窮舉路徑測(cè)試發(fā)現(xiàn)不了一些與數(shù)據(jù)相關(guān)的錯(cuò)誤。v 采用白盒測(cè)試方法必須遵循以下幾條原則，才能達(dá)到測(cè)試的目的： 保證一個(gè)模塊中的所有獨(dú)立路徑至少被測(cè)試一次。 所有邏輯值均需測(cè)試真 (true) 和假 (false) 兩種情況。 檢查程序的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，保證其結(jié)構(gòu)的有效性。 在上下邊界及可操作范圍內(nèi)

3、運(yùn)行所有循環(huán)。v 白盒測(cè)試主要是檢查程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、邏輯、循環(huán)和路徑。常用測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法有： 邏輯覆蓋法（邏輯驅(qū)動(dòng)測(cè)試） 基本路徑測(cè)試方法2.2.1 控制流圖2.2.2 環(huán)形復(fù)雜度2.2.3 圖矩陣v控制流圖（可簡(jiǎn)稱流圖）是對(duì)程序流程圖進(jìn)行簡(jiǎn)化后得到的，它可以更加突出的表示程序控制流的結(jié)構(gòu)。v控制流圖中包括兩種圖形符號(hào)：節(jié)點(diǎn)和控制流線。v對(duì)于復(fù)合條件，則可將其分解為多個(gè)單個(gè)條件，并映射成控制流圖。常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的控制流圖常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的控制流圖節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)由帶標(biāo)號(hào)的圓圈表示，可代表一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句、一個(gè)處理框序列和一個(gè)條件判定框（假設(shè)不包含復(fù)合條件）。控制流線由帶箭頭的弧或線表示，可稱為邊。它代表程序中的控制

4、流。其中，包含條件的節(jié)點(diǎn)被稱為判定節(jié)點(diǎn)判定節(jié)點(diǎn)（也叫謂詞節(jié)點(diǎn)）順序結(jié)構(gòu)IF選擇結(jié)構(gòu)WHILE重復(fù)結(jié)構(gòu)UNTIL重復(fù)結(jié)構(gòu)CASE多分支結(jié)構(gòu)2.3.1 測(cè)試覆蓋率2.3.2 邏輯覆蓋法2.3.3 面向?qū)ο蟮母采w2.3.4 測(cè)試覆蓋準(zhǔn)則v 測(cè)試覆蓋率：用于確定測(cè)試所執(zhí)行到的覆蓋項(xiàng)的百分比。其中的覆蓋項(xiàng)是指作為測(cè)試基礎(chǔ)的一個(gè)入口或?qū)傩裕热缯Z(yǔ)句、分支、條件等。v 測(cè)試覆蓋率可以表示出測(cè)試的充分性，在測(cè)試分析報(bào)告中可以作為量化指標(biāo)的依據(jù)，測(cè)試覆蓋率越高效果越好。但覆蓋率不是目標(biāo)，只是一種手段。 v 測(cè)試覆蓋率包括功能點(diǎn)覆蓋率和結(jié)構(gòu)覆蓋率： 功能點(diǎn)覆蓋率大致用于表示軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能與軟件需要實(shí)現(xiàn)的功能之

5、間的比例關(guān)系。 結(jié)構(gòu)覆蓋率包括語(yǔ)句覆蓋率、分支覆蓋率、循環(huán)覆蓋率、路徑覆蓋率等等。v 根據(jù)覆蓋目標(biāo)的不同，邏輯覆蓋又可分為語(yǔ)句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判定/條件覆蓋、組合覆蓋和路徑覆蓋。 語(yǔ)句覆蓋語(yǔ)句覆蓋：選擇足夠多的測(cè)試用例，使得程序中的每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。 判定覆蓋：判定覆蓋：通過(guò)執(zhí)行足夠的測(cè)試用例，使得程序中的每個(gè)判定至少都獲得一次“真”值和“假”值， 也就是使程序中的每個(gè)取“真”分支和取“假”分支至少均經(jīng)歷一次，也稱為“分支覆蓋”。 條件覆蓋：條件覆蓋：設(shè)計(jì)足夠多的測(cè)試用例，使得程序中每個(gè)判定包含的每個(gè)條件的可能取值（真/假）都至少滿足一次。 判定判定/ /條件覆蓋：條件覆蓋

6、：設(shè)計(jì)足夠多的測(cè)試用例，使得程序中每個(gè)判定包含的每個(gè)條件的所有情況（真/假）至少出現(xiàn)一次，并且每個(gè)判定本身的判定結(jié)果（真/假）也至少出現(xiàn)一次。 滿足判定/條件覆蓋的測(cè)試用例一定同時(shí)滿足判定覆蓋和條件覆蓋。 組合覆蓋：組合覆蓋：通過(guò)執(zhí)行足夠的測(cè)試用例，使得程序中每個(gè)判定的所有可能的條件取值組合都至少出現(xiàn)一次。 滿足組合覆蓋的測(cè)試用例一定滿足判定覆蓋、條件覆蓋和判定/條件覆蓋。 路徑覆蓋：路徑覆蓋：設(shè)計(jì)足夠多的測(cè)試用例，要求覆蓋程序中所有可能的路徑。 組合覆蓋判斷/條件覆蓋判斷覆蓋條件覆蓋語(yǔ)句覆蓋CFA1andB=0A=2 orX1X=X/AX=X/ATceTdb12354ADBEA1andB=0

7、A=2 orX1X=X/AX=X/ATceTdb12354ADBEA1andB=0A=2 orX1X=X/AX=X/ATceTdb12354ADBEA1andB=0A=2 orX1X=X/AX=X/ATceTdb12354ADBEv語(yǔ)句覆蓋語(yǔ)句覆蓋：選擇足夠多的測(cè)試用例，使得程序中的每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。A1andB=0A=2 orX1X=X/AX=X/ATceTdb12354ADBE測(cè)試用例A，B，X(A1)and(B=0) A=2 or X1執(zhí)行路徑測(cè)試用例12 0 3真（T）真（T）ace(BCEF)檢查不檢查不出出and 寫(xiě)成寫(xiě)成or 判定覆蓋：判定覆蓋：通過(guò)執(zhí)行足夠的測(cè)試用例，

8、使得程序中的每個(gè)判定至少都獲得一次“真”值和“假”值， 也就是使程序中的每個(gè)取“真”分支和取“假”分支至少均經(jīng)歷一次，也稱為“分支覆蓋”。A1andB=0A=2 orX1X=X/AX=X/ATceTdb12354ADBE測(cè)試用例A，B，X(A1)and(B=0)A=2 or X1執(zhí)行路徑測(cè)試用例12 0 3真（T）真（T）ace(BCEF)測(cè)試用例21 0 1假（-T）假（-T）abd(AD)檢查不出檢查不出X1誤寫(xiě)誤寫(xiě)成成X1為真 -T1:A1為假v T2:B=0為真 -T2:B=0為假v 對(duì)于第二個(gè)條件v T3:A=2為真 -T3:A=2為假v T4:X1為真 -T4:X1為假A1andB

9、=0A=2 orX1X=X/AX=X/ATceTdb12354ADBE測(cè)試用例A，B，X執(zhí)行路徑覆蓋條件測(cè)試用例12 0 3ace(BCEF)T1,T2,T3,T4測(cè)試用例51 1 1abd(AD)-T1,-T2,-T3,-T4 判定判定/ /條件覆蓋：條件覆蓋：設(shè)計(jì)足夠多的測(cè)試用例，使得程序中每個(gè)判定包含的每個(gè)條件的所有情況（真/假）至少出現(xiàn)一次，并且每個(gè)判定本身的判定結(jié)果（真/假）也至少出現(xiàn)一次。 滿足判定/條件覆蓋的測(cè)試用例一定同時(shí)滿足判定覆蓋和條件覆蓋。A1andB=0A=2 orX1X=X/AX=X/ATceTdb12354ADBE測(cè)試用例A，B，X執(zhí)行路徑覆蓋條件(A1)and(B

10、=0)A=2 or X1測(cè)試用例12 0 3ace(BCEF) T1,T2,T3,T4真（T）真（T1）測(cè)試用例51 1 1abd(AD)-T1,-T2,-T3,-T4假（-T）假（-T1） 組合覆蓋：組合覆蓋：通過(guò)執(zhí)行足夠的測(cè)試用例，使得程序中每個(gè)判定的所有可能的條件取值組合都至少出現(xiàn)一次。 滿足組合覆蓋的測(cè)試用例一定滿足判定覆蓋、條件覆蓋和判定/條件覆蓋。結(jié)合書(shū)結(jié)合書(shū)P96 8P96 8種組合種組合A1andB=0A=2 orX1X=X/AX=X/ATceTdb12354ADBE測(cè)試用例A，B，X執(zhí)行路徑覆蓋條件覆蓋組合號(hào)測(cè)試用例12 0 3ace(BCEF)T1,T2,T3,T41,5測(cè)

11、試用例42 1 1abeT1,-T2,T3,-T42,6測(cè)試用例51 1 1abd(AD)-T1,-T2,-T3,-T44,8測(cè)試用例61 0 3abe-T1,T2,-T3,T43,7路徑覆蓋：路徑覆蓋：設(shè)計(jì)足夠多的測(cè)試用例，要求覆蓋程序中所有可能的路徑。A1andB=0A=2 orX1X=X/AX=X/ATceTdb12354ADBE測(cè)試用例A，B，X執(zhí)行路徑測(cè)試用例12 0 3ace測(cè)試用例21 0 1abd測(cè)試用例33 0 3acd測(cè)試用例42 1 1abe2.4.1 路徑表達(dá)式2.4.2 基本路徑測(cè)試方法2.4.3 循環(huán)測(cè)試方法2.4.4 產(chǎn)生測(cè)試用例v 通常采用控制流圖的邊（弧）序列

12、和節(jié)點(diǎn)序列表示某一條具體路徑，更為概括的表示方法為：（1）弧a和弧b相乘，表示為ab。（2）弧a和弧b相加，表示為a+b。v 路徑數(shù)的計(jì)算： 在路徑表達(dá)式中，將所有弧均以數(shù)值1來(lái)代替，再進(jìn)行表達(dá)式的相乘和相加運(yùn)算，最后得到的數(shù)值即為該程序的路徑數(shù)。12345abcdef路徑表達(dá)式abdf+abef+acdf+acefv 路徑測(cè)試就是從一個(gè)程序的入口開(kāi)始，執(zhí)行所經(jīng)歷的各個(gè)語(yǔ)句的完整過(guò)程。v 從廣義的角度講，任何有關(guān)路徑分析的測(cè)試都可以被稱為路徑測(cè)試。v 完成路徑測(cè)試的理想情況是做到路徑覆蓋，但對(duì)于復(fù)雜性大的程序要復(fù)雜性大的程序要做到所有路徑覆蓋（測(cè)試所有可執(zhí)行路徑）是不可能做到所有路徑覆蓋（測(cè)試

13、所有可執(zhí)行路徑）是不可能的。v 在不能做到所有路徑覆蓋的前提下，如果某一程序的每一個(gè)獨(dú)立路徑如果某一程序的每一個(gè)獨(dú)立路徑都被測(cè)試過(guò)，那么可以認(rèn)為程序中的每個(gè)語(yǔ)句都已經(jīng)檢驗(yàn)過(guò)了，即達(dá)都被測(cè)試過(guò)，那么可以認(rèn)為程序中的每個(gè)語(yǔ)句都已經(jīng)檢驗(yàn)過(guò)了，即達(dá)到了語(yǔ)句覆蓋到了語(yǔ)句覆蓋。這種測(cè)試方法就是通常所說(shuō)的基本路徑測(cè)試方法。 v 環(huán)形復(fù)雜度也稱為圈復(fù)雜度，它是一種為程序邏輯復(fù)雜度提供定量尺度的軟件度量。v 環(huán)形復(fù)雜度的應(yīng)用可以將環(huán)形復(fù)雜度用于基本路徑方法，它可以提供：程序基本集的獨(dú)立路徑數(shù)量；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)立路徑是指程序中至少引入了一個(gè)新的處理語(yǔ)句集合或一個(gè)新條件的程序通路。采

14、用流圖的術(shù)語(yǔ)，即獨(dú)立路徑必須至少包含一條在本次定義路徑之前不曾用過(guò)的邊。v 測(cè)試可以被設(shè)計(jì)為基本路徑集的執(zhí)行過(guò)程，但基本路徑集通常并不唯一。 v 基本路徑測(cè)試方法在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析控制結(jié)構(gòu)的環(huán)形復(fù)雜度，導(dǎo)出基本可執(zhí)行路徑集合，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例。它包括以下4個(gè)步驟：（1）畫(huà)畫(huà)出程序的控制流圖控制流圖。（2）計(jì)算計(jì)算程序的環(huán)形復(fù)雜度環(huán)形復(fù)雜度，導(dǎo)出程序基本路徑集合中的獨(dú)立路徑條數(shù)，這是確定程序中每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次所必須的測(cè)試用例數(shù)目的上界測(cè)試用例數(shù)目的上界。（3）導(dǎo)出基本路徑集，確定確定程序的獨(dú)立路徑獨(dú)立路徑。（4）根據(jù)各條獨(dú)立路徑，設(shè)計(jì)測(cè)試用例設(shè)計(jì)測(cè)試用例的輸入數(shù)據(jù)和預(yù)期結(jié)

15、果。v 環(huán)形復(fù)雜度以圖論為基礎(chǔ)，為我們提供了非常有用的軟件度量。可用如下三種方法之一來(lái)計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度： 控制流圖中區(qū)域的數(shù)量對(duì)應(yīng)于環(huán)形復(fù)雜度。 給定控制流圖G的環(huán)形復(fù)雜度V(G)，定義為 V(G) = E-N+2 其中，E是控制流圖中邊的數(shù)量，N是控制流圖中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。 給定控制流圖G的環(huán)形復(fù)雜度V(G)，也可定義為 V(G) = P+1 其中，P是控制流圖G中判定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。467148101113案例：void Sort ( int iRecordNum, int iType void Sort ( int iRecordNum, int iType ) )1 1 2 int x=0;2

16、int x=0;3 int y=0;3 int y=0;4 while ( iRecordNum- 0 )4 while ( iRecordNum- 0 )5 5 6 6 If ( iType=0 ) If ( iType=0 )7 7x=y+2;x=y+2;8 else8 else9 9 If ( iType=1 ) If ( iType=1 )10 x=y+10;10 x=y+10;11 else11 else12 x=y+20;12 x=y+20;13 13 14 14 467910121314程序流程圖467910121314467149101213程序流程圖 控制流圖第一步：畫(huà)出控制

17、流圖第一步：畫(huà)出控制流圖例：圈復(fù)雜度，計(jì)算如下： 流圖中有四個(gè)區(qū)域； V(G)=11條邊-9結(jié)點(diǎn)+2=4; V(G)=3個(gè)判定結(jié)點(diǎn)+1=4。區(qū)域： 邊和節(jié)點(diǎn)所限定的范圍被稱為區(qū)域。注意！注意！ 計(jì)算區(qū)域時(shí)應(yīng)包括圖外部的范圍包括圖外部的范圍 467148101113v 畫(huà)出控制流圖： 如右圖所示v 計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度： 10（條邊）- 8（個(gè)節(jié)點(diǎn)）+ 2 = 4v 導(dǎo)出獨(dú)立路徑（用語(yǔ)句編號(hào)表示） 路徑1：414 路徑2：46714 路徑3：4691013414 路徑4：4691213414467910121314輸入數(shù)據(jù)預(yù)期輸出測(cè)試用例1irecordnum = 0itype = 0 x = 0y

18、= 0測(cè)試用例2irecordnum = 1itype = 0 x = 0y = 0測(cè)試用例3irecordnum = 1itype = 1x = 10y = 0測(cè)試用例4irecordnum = 1itype = 2x = 0y = 20v 設(shè)計(jì)測(cè)試用例：v思考題目 下例程序流程圖描述了最多輸入50個(gè)值(以1作為輸入結(jié)束標(biāo)志)，計(jì)算其中有效的學(xué)生分?jǐn)?shù)的個(gè)數(shù)、總分?jǐn)?shù)和平均值，請(qǐng)畫(huà)出其控制流圖并采用基本路徑進(jìn)行測(cè)試。void DoWork (int x,int y,int z)1 int k=0,j=0;2 if ( (x3)&(z5) )8 j=x*y+10; /語(yǔ)句塊2 9 j=j%

19、3; /語(yǔ)句塊310 792458X3 & z5執(zhí)行語(yǔ)句塊執(zhí)行語(yǔ)句塊3FFTTabdcev要實(shí)現(xiàn)DoWork函數(shù)的語(yǔ)句覆蓋，只需設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試用例就可以覆蓋程序中的所有可執(zhí)行語(yǔ)句。測(cè)試用例輸入為： x=4、y=5、z=5 程序執(zhí)行的路徑是：abdv要實(shí)現(xiàn)DoWork函數(shù)的判定覆蓋，需要設(shè)計(jì)兩個(gè)測(cè)試用例。測(cè)試用例的輸入為：x=4、y=5、z=5；x=2、y=5、z=5程序執(zhí)行的路徑分別是：abd；ace16352789410v說(shuō)明：以上僅考慮了兩出口的判斷，我們還應(yīng)把判定覆蓋準(zhǔn)則擴(kuò)充到多出口判斷（如Case語(yǔ)句）的情況。因此，判定覆蓋更為廣泛的含義應(yīng)該是使得每一個(gè)判定獲得每一種可能的結(jié)果至

20、少一次。v 在實(shí)際程序代碼中，一個(gè)判定中通常都包含若干條件。 條件覆蓋的目的是設(shè)計(jì)若干測(cè)試用例，在執(zhí)行被測(cè)程序后，要使每個(gè)判定中每個(gè)條件的可能值至少滿足一次。v 對(duì)DoWork函數(shù)的各個(gè)判定的各種條件取值加以標(biāo)記。 對(duì)于第一個(gè)判定( (x3)&(z3 取真值記為T(mén)1，取假值記為-T1 條件z5) )： 條件x=4 取真值記為T(mén)3，取假值記為-T3 條件y5 取真值記為T(mén)4，取假值記為-T4v 根據(jù)條件覆蓋的基本思想，要使上述4個(gè)條件可能產(chǎn)生的8種情況至少滿足一次，設(shè)計(jì)測(cè)試用例如下： 測(cè)試用例 執(zhí)行路徑 覆蓋條件 覆蓋分支 x=4、y=6、z=5 abd T1、T2、T3、T4 bd x

21、=2、y=5、 z=15 ace -T1、-T2、 -T3、-T4 cev分析：上面這組測(cè)試用例不但覆蓋了4個(gè)條件的全部8種情況，而且將兩個(gè)判定的4個(gè)分支b、c、d、e也同時(shí)覆蓋了，即同時(shí)達(dá)到了條件覆蓋和判定覆蓋。v 說(shuō)明：雖然前面的一組測(cè)試用例同時(shí)達(dá)到了條件覆蓋和判定覆蓋，但是，并不是說(shuō)滿足條件覆蓋就一定能滿足判定覆蓋。如果設(shè)計(jì)了下表中的這組測(cè)試用例，則雖然滿足了條件覆蓋，但只是覆蓋了程序中第一個(gè)判定的取假分支c 和第二個(gè)判定的取真分支d，不滿足判定覆蓋的要求。 測(cè)試用例 執(zhí)行路徑 覆蓋條件覆蓋分支x=2、y=6、z=5 acd-T1、T2、 -T3、T4 cdx=4、y=5、z=15 ac

22、dT1、-T2、 T3、-T4 cdv 判定/條件覆蓋實(shí)際上是將判定覆蓋和條件覆蓋結(jié)合起來(lái)的一種方法，即：設(shè)計(jì)足夠的測(cè)試用例，使得判定中每個(gè)條件的所有可能取值至少滿足一次，同時(shí)每個(gè)判定的可能結(jié)果也至少出現(xiàn)一次。v 根據(jù)判定/條件覆蓋的基本思想，只需設(shè)計(jì)以下兩個(gè)測(cè)試用例便可以覆蓋4個(gè)條件的8種取值以及4個(gè)判定分支。 測(cè)試用例 執(zhí)行路徑 覆蓋條件覆蓋分支x=4、y=6、z=5 abdT1、T2、 T3、T4 bdx=2、y=5、z=15ace-T1、-T2、 -T3、-T4 cev 分析：從表面上看，判定/條件覆蓋測(cè)試了各個(gè)判定中的所有條件的取值，但實(shí)際上，編譯器在檢查含有多個(gè)條件的邏輯表達(dá)式時(shí)，某些情況下的某些條件將會(huì)被其它條件所掩蓋。因此，判定/條件覆蓋也不一定能夠完全檢查出邏