一章白盒测试.ppt

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1、白盒测试,白盒测试,白盒测试概念 测试覆盖标准 逻辑驱动测试 基本路径测试,白盒测试概念,白盒测试也称结构测试或逻辑驱动测试，是一种测试用例设计方法，它从程序的控制结构导出测试用例。（测试用例由测试输入数据以及与之对应的输出结果组成。 测试用例设计的好坏直接决定了测试的效果和结果。所以说在软件测试活动中最关键的步骤就是设计有效的测试用例。） 白盒测试使用被测单元内部如何工作的信息，允许测试人员对程序内部逻辑结构及有关信息来设计和选择测试用例，对程序的逻辑路径进行测试。基于一个应用代码的内部逻辑知识，测试是基于覆盖全部代码、分支、路径、条件。,白盒测试的主要目的:,保证一个模块中的所有独立路径至

2、少被执行一次； 对所有的逻辑值均需要测试真、假两个分支； 在上下边界及可操作范围内运行所有循环； 检查内部数据结构以确保其有效性。,测试覆盖标准,白盒法特点：以程序的内部逻辑为基础设计测试用例，所以又称为逻辑覆盖法。应用白盒法时，手头必须有程序的规格说明以及程序清单。 白盒法考虑的是测试用例对程序内部逻辑的覆盖程度。最彻底的白盒法是覆盖程序中的每一条路径，但是由于程序中一般含有循环，所以路径的数目极大，要执行每一条路径是不可能的，只能希望覆盖的程度尽可能高些。,测试覆盖标准,测试覆盖标准,上页小程序的流程图，其中包括了一个执行达20次的循环。那么它所包含的不同执行路径数高达520（1013）条

3、，若要对它进行穷举测试，覆盖所有的路径。假使测试程序对每一条路径进行测试需要1毫秒，同样假定一天工作24小时，一年工作365 天， 那么要想把如图所示的小程序的所有路径测试完，则需要3170年。,测试覆盖标准,为了衡量测试的覆盖程度，需要建立一些标准，目前常用的一些覆盖标准从低到高分别是： 语句覆盖：是一个比较弱的测试标准，它的含义是：选择足够的测试用例，使得程序中每个语句至少都能被执行一次。 它是最弱的逻辑覆盖，效果有限，必须与其它方法交互使用。 判定覆盖（也称为分支覆盖）：执行足够的测试用例，使得程序中的每一个分支至少都通过一次。 判定覆盖只比语句覆盖稍强一些，但实际效果表明，只是判定覆盖

4、，还不能保证一定能查出在判断的条件中存在的错误。因此，还需要更强的逻辑覆盖准则去检验判断内部条件。 条件覆盖：执行足够的测试用例，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； 条件覆盖深入到判定中的每个条件，但可能不能满足判定覆盖的要求。,测试覆盖标准,判定/条件覆盖：执行足够的测试用例，使得判定中每个条件取到各种可能的值，并使每个判定取到各种可能的结果。 判定/条件覆盖有缺陷。从表面上来看，它测试了所有条件的取值。但是事实并非如此。往往某些条件掩盖了另一些条件。会遗漏某些条件取值错误的情况。为彻底地检查所有条件的取值，需要将判定语句中给出的复合条件表达式进行分解，形成由多个基本判定

5、嵌套的流程图。这样就可以有效地检查所有的条件是否正确了。 条件组合覆盖：执行足够的例子，使得每个判定中条件的各种可能组合都至少出现一次。 这是一种相当强的覆盖准则，可以有效地检查各种可能的条件取值的组合是否正确。它不但可覆盖所有条件的可能取值的组合，还可覆盖所有判断的可取分支，但可能有的路径会遗漏掉。测试还不完全。,白盒测试的主要方法：,逻辑驱动测试 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； 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； 条件覆盖：设计足够多的测试用例，运行所

6、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； 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； 条件组合覆盖：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所有可能的条件取值组合至少执行一次； 基本路径测试 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。这是最强的覆盖准则。但在路径数目很大时，真正做到完全覆盖是很困难的，必须把覆盖路径数目压缩到一定限度。,语句覆盖,语句覆盖”是一个比较弱的测试

7、标准，它的含义是：选择足够的测试用例，使得程序中每个语句至少都能被执行一次。 如，例1： PROCEDURE M(VAR A，B，X：REAL)； BEGIN IF (A1) AND (B=0) THEN X:=X/A； IF (A=2) OR (X1) THEN X:=X+1； END.,语句覆盖,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ace的例子就可以了，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。,语句覆盖,语句覆盖,从上例可看出，语句覆盖实际上是很弱的，如果第一个条件语句中的AND错误地编写成OR，上面的测试用例是不能发现这个错误的；又如第三

8、个条件语句中X1误写成X0，这个测试用例也不能暴露它，此外，沿着路径abd执行时，X的值应该保持不变，如果这一方面有错误，上述测试数据也不能发现它们。,语句覆盖,例2： void DoWork(int x,int y,int z) int k=0,j=0; if(x3) /语句块3 ,语句覆盖,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,语句覆盖,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&错误的写成了|，则上面的测试用例仍可以覆盖所有的执行语句。 一般

9、认为“语句覆盖”是很不充分的一种标准，是最弱的逻辑覆盖准则。,分支覆盖,比“语句覆盖”稍强的覆盖标准是“分支覆盖” （判定覆盖）标准。 含义是：执行足够的测试用例，使得程序中的每一个分支至少都通过一次。 即对于每个判定，到少使其获得一次真值和一次假值。,分支覆盖,对例1的程序，如果设计两个例子，使它们能通过路径ace和abd，或者通过路径acd和abe，就可达到“判定覆盖”标准，为此，可以选择输入数据为： A=3，B=0，X=1 (沿路径acd执行)； A=2，B=1，X=3(沿路径abe执行),分支覆盖,判定覆盖,判定覆盖,A=3，B=0，X=1 (沿路径acd执行) A=2，B=1，X=3

10、 (沿路径abe执行),分支覆盖,对于例2的程序，如果设计两个测试用例则可以满足条件覆盖的要求。 测试用例的输入为： x=4、y=5、z=5 x=2、y=5、z=5 上面的两个测试用例虽然能够满足条件覆盖的要求，但是也不能对判断条件进行检查，例如把第二个条件y5错误的写成y5,、上面的测试用例同样满足了分支覆盖。,分支覆盖,程序中含有判定的语句包括IF-THEN-ELSE、DO-WHILE等，除了双值的判定语句外，还有多值的判定语句，如CASE语句等。所以“分支覆盖”更一般的含义是：使得每一个分支获得每一种可能的结果。 “分支覆盖”比“语句覆盖”严格，因为如果每个分支都执行过了，则每个语句也就

11、执行过了。但是，“分支覆盖”还是很不够的，例如例1两个测试用例未能检查沿着路径abd执行时，X的值是否保持不变。,条件覆盖,一个判定中往往包含了若干个条件，如例1的程序中，判定 (A1) AND (B=0)包含了两个条件： A1以及 B=0，所以可引进一个更强的覆盖标准“条件覆盖”。 “条件覆盖”的含义是：执行足够的测试用例，使得判定中的每个条件获得各种可能的结果。,条件覆盖,例1的程序有四个条件： A1、 B=0、A=2、X1 为了达到“条件覆盖”标准，需要执行足够的测试用例使得在a点有： A1、A1、B=0、B0 等各种结果出现，以及在b点有： A=2、A2、X1、X1 等各种结果出现。

12、现在只需设计以下两个测试用例就可满足这一标准： A=2，B=0，X=4 (沿路径ace执行)； A=1，B=1，X=1 (沿路径abd执行)。,条件覆盖,条件覆盖,条件覆盖,A=2，B=0，X=4 (沿路径ace执行) A=1，B=1，X=1 (沿路径abd执行),条件覆盖,对例2中的所有条件取值加以标记。 对于第一个判断： 条件x3 取真值为T1，取假值为-T1 条件z5 取真值为T4，取假值为-T4,条件覆盖,则可以设计测试用例如下,上面的测试用例不但覆盖了所有分支的真假两个分支，而且覆盖了判断中的所有条件的可能值。,条件覆盖,“条件覆盖”通常比“分支覆盖”强，因为它使一个判定中的每一个条

13、件都取到了两个不同的结果，而判定覆盖则不保证这一点。 “条件覆盖”并不包含“分支覆盖”和“语句覆盖”，如对语句IF(A AND B)THEN S 设计测试用例使其满足“条件覆盖“,即使A为真并使B为假,以及使A为假而且B为真,但是它们都未能使语句S得以执行。,条件覆盖,如对例2设计了下面的测试用例，则虽然满足了条件覆盖，但只覆盖了第一个条件的取假分支和第二个条件的取真分支，不满足分支覆盖的要求。,分支/条件覆盖,针对上面的问题引出了另一种覆盖标准“分支 条件覆盖” 它的含义是：执行足够的测试用例，使得分支中每个条件取到各种可能的值，并使每个分支取到各种可能的结果。 对例1的程序，前面的两个例子

14、 A=2，B=0，X=4 (沿ace路) A=1，B=1，X=1 (沿abd路径) 是满足这一标准的。,分支/条件覆盖,对例2，根据定义只需设计以下两个测试用例便可以覆盖8个条件值以及4个判断分支。,分支/条件覆盖,分支/条件覆盖从表面来看，它测试了所有条件的取值，但是实际上某些条件掩盖了另一些条件。 例如对于条件表达式(x3)&(z3）为假则一般的编译器不在判断是否z5）来说，若x=4测试结果为真，就认为表达式的结果为真，这时不再检查（y5）条件了。因此，采用分支/条件覆盖，逻辑表达式中的错误不一定能够查出来了。,条件组合覆盖,针对上述问题又提出了另一种标准“条件组合覆盖”。 它的含义是：执

15、行足够的例子，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“条件组合覆盖”的测试用例是一定满足“分支覆盖”、“条件覆盖”和“分支/条件覆盖”的。,条件组合覆盖,再看例1的程序，我们需要选择适当的例子，使得下面 8种条件组合都能够出现： 1）A1, B=0 2) A1, B0 3) A1, B=0 4) A1, B0 5) A=2, X1 6) A=2,X1 7) A2, X1 8) A2, X1 5)、 6)、 7)、8）四种情况是第二个 IF语句的条件组合，而X的值在该语句之前是要经过计算的，所以还必须根据程序的逻辑推算出在程序的入口点X的输入值应是什么。,条件组合覆盖,下面

16、设计的四个例子可以使上述 8种条件组合至少出现一次： A=2，B=0，X=4 使 1)、5)两种情况出现； A=2，B=1，X=1 使 2)、6)两种情况出现； A=1，B=0，X=2 使 3)、7)两种情况出现； A=1，B=1，X=1 使 4)、8)两种情况出现。,条件组合覆盖,上面四个例子虽然满足条件组合覆盖，但并不能覆盖程序中的每一条路径，例如路径acd就没有执行，因此，条件组合覆盖标准仍然是不彻底。,条件组合覆盖,现对例2中的各个判断的条件取值组合加以标记如下： 1、x3,z3,z=10 记做T1 -T2，第一个判断的取假分支 3、x=10 记做-T1 -T2，第一个判断的取假分支

17、5、x=4,y5 记做T3 T4，第二个判断的取真分支 6、x=4,y5 记做-T3 T4，第二个判断的取真分支 8、x!=4,y=5 记做-T3 -T4，第二个判断的取假分支,根据定义取4个测试用例，就可以覆盖上面8种条件取值的组合。 测试用例如下表：,上面的测试用例覆盖了所有条件的可能取值的组合，覆盖了所有判断的可取分支，但是却丢失了一条路径abe。,条件组合覆盖,部分覆盖准则间的关系,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,例：工资管理程序BONUS的输入数据是职员表(Employee Table)和部门表(Department Table)(如图)。职员表由姓名(Name)、职务(Job

18、 Code)、部门(Dept.)和工资(Salary)四项组成，部门表由部门(Dept)和销售量(Sales)两项组成。,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,程序的功能是；“为销售量最大的部门中每一个职员增加200元工资，但是，如果某个职员的原有工资已达15000元，或者他的职务是经理，则只给他增加100元，如果程序能正常地完成，则输出出错码0；如果输入表格中没有任何条目，则输出出错码 1；如果没有职员在部门表中销售量最大的部门中工作，则输出出错码2”。,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,下面是BONUS的源程序，参数表中EMPTAB、DEPTTAB分别是职员表和部门表，ESIZE、DS

19、IZE分别是两个表的长度，ERRCODE是出错码。 PROCEDURE BONUS(EMPTAB，DEPTTAB：TABLE； ESIZE，DSIZE，ERRCODE： INTEGER)； ,1 BEGIN MAXSALERS:=0； ERRCODE:=0； 2 IF （ESIZE0）OR (DSIZE0) 3 THEN ERRCODE:=1 4 ELSE 5 BEGIN FOR I:=1 TO DSIZE DO 6 IF SALES(I)MAXSALES 7 THEN MAXSALES:=SALES(I)； 8 FOR J:=1 TO DSIZE DO 9 IF SALES(J):=MAXS

20、ALES 10 THEN 11 BEGIN FOUND:=FALSE; 12 FOR K:=1 TO ESIZE DO 13 IF (EMPTAB.DEPT(K)=DEPTTAB.DEFT(J)） 14 THEN 15 BEGIN FOUND:=TRUE； 16 IF (SALARY(K)15000.00) 17 OR (JOB(K)=“M”) 18 THEN SALARY(K):=SALARY(K)+100.00 19 ELSE SALARY(K):=SALARY(K)+200.00 20 END； 21 IF（NOT FOUND）THEN ERRCODE:=2 22 END 23 END

21、24 END.,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,现用白盒法设计测试用例。 首先列出程序中的判定，考虑所有的条件句和循环句。本例中只要输入表格不空，循环句总会经历进入循环体和跳过循环体这两种情况(因为循环终值都大于等于循环初值)，所以就不必专门考虑了，需要分析的只是六个条件语句中的判定。 2 IF (ESIZE0) OR (DSIZE0) 6 IF（SALES(I)MAXSALES） 9 IF（SALES(J)=MAXSALES） 13 IF（EMPTAB.DEPT(K)=DEPTTAB.DEFT(J) 16 IF（SALARY(K)15000.00) OR (JOB(K)=“M”) 21

22、 IF（NOT FOUND）,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,1.采用“判定覆盖”标准，使得上述 6个判定都取到两种结果，这就需要以下12种情况出现。,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,设计下面的两个测试用例可以满足“判定覆盖” (图中“职务”一栏，“E”表示是一般职员，“M”表示是经理)。,ESIZE=DSIZE=3 EMPTAB DEPTTAB,ERRCODE=2 ESIZE,DSIZE,DEPTTAB 不变 EMPTAB,ESIZE=DSIZE=3 EMPTAB DEPTTAB,ERRCODE=2 ESIZE,DSIZE,DEPTTAB 不变 EMPTAB,白盒法测试举例 -

23、工资管理程序测试,虽然这两个例子满足“判定覆盖”标准，但是它们不能发现程序中许多其他可能的错误，例如没有检查ERRCODE为0、职员是经理、部门表为“空”等情况。,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,2.采用“条件覆盖”标准，则必须使判定中的每一个条件取到两种可能的值，这就需要以下16种情况出现。,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,设计下面的两个测试用例可以满足“条件覆盖” 。,ESIZE=DSIZE=3 EMPTAB DEPTTAB,ERRCODE=2 ESIZE,DSIZE,DEPTTAB 不变 EMPTAB,ESIZE=DSIZE=3 EMPT

24、AB DEPTTAB,ERRCODE=2 ESIZE,DSIZE,DEPTTAB 不变 EMPTAB,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,尽管上面的测试用例满足“条件覆盖”标准，但是它们可能比满足“判定覆盖”标准的测试用例差，因为它们不能执行每一个语句(如语句19)，而且它们起的作用也不比满足“判定覆盖”的测试用例多许多，如未能使ERRCODE=0，如果语句2误写成(ESIZE=O) AND (DSIZE=0)，这个错误也不能被发现。,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,3.采用“判定条件覆盖”标准，就可克服“条件覆盖”中例子的弱点，我们需要提供足够的测试用例使得所有判定和条件都取到两个不

25、同的值，这里只需使“条件覆盖”测试用例中的职员JONES为经理，而使LORIN不是经理，则判定 16就可取到两种结果，语句19因而得以执行。,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,问题:如果所用的编译系统将含有“OR”的表达式处理成：遇到第一项为“真”就不再检查后面的项，则这样的两个测试用例并不能检查到 JOB(K)=“M”这一部分。,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,4.最后考虑“条件组合覆盖”标准，它需要足够的例子，使得每个判定中条件的各种组合情况都出现一次。本例中判定6、9、13和 21各有两种组合，判定2和16各有 4种组合。可以先选一个测试用例使其包含尽可能多的组合情况。再选另一

26、测试用例使其包含尽可能多的余下的组合情况，直至得到一组测试用例能包含所有的组合情况。 下面是满足“条件组合覆盖”标准的一组测试用例，它比前面几组测试用例都全面。,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,白盒法测试举例 - 工资管理程序测试,可以看出：即使是满足“条件组合覆盖”标准的例子仍不能发现BONUS中许多其他的错误。例如： 没有检查 ERRCODE0的情况，所以如果语句1中的 ERRORCODE:=0; 被遗漏了就查不出； 如语句16中 15000.00误写成 15000.01也是发现不了的， 如SALARY(K)=15000误写成SALARY(K)15000也是发现不了的；,白盒法测试举

27、例 - 工资管理程序测试,通过前面例子的讨论，可以得到两点结论： “条件组合覆盖”标准比其他标准优越。 即使达到任何一种覆盖标准，其测试效果仍然是不彻底的，我们还需要用其他的测试方法作补充。,综合策略 - 黑盒法补充测试用例,白盒法和黑盒法各有长处和短处，每种方法都可提供一组有用的测试用例，这组测试用例容易发现某种类型的错误，但不易发现其他类型的错误，然而没有一种方法能提供一组“完整的”测试用例。因此，实际软件测试方案设计是不同方法的综合应用。 一个参考的黑盒法补充策略是： 1) 在任何情况下都需使用边界值分析(这个方法应包括对输入和输出的边界值进行分析)。 2) 必要的话，再用等价分类法补充

28、一些测试用例。 3) 再用错误推测法附加测试用例。 4) 检查上述例子的逻辑覆盖程度，如果未能满足某些覆盖标准，则再增加足够的测试用例。 5) 如果功能说明中含有输入条件的组合情况，则一开始就可先用因果图(判定表)法。,习题,为以下流程图所示的程序段设计一组测试用例，要求分别满足语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖和条件组合覆盖。,路径测试,路径测试就是设计足够多的测试用例，覆盖被测试对象中的所有可能路径。 对于例1，下面的测试用例则可对程序进行全部的路径覆盖。,对于例2，下面的测试用例则可对程序进行全部的路径覆盖。,基本路径测试,例1、例2都是很简单的程序函数，只有四条路径。但在实践

29、中，一个不太复杂的程序，其路径都是一个庞大的数字，要在测试中覆盖所有的路径是不现实的。为了解决这一难题，只得把覆盖的路径数压缩到一定限度内，例如，程序中的循环体只执行一次。 下面介绍的基本路径测试就是这样一种测试方法，它在程序控制图的基础上，通过分析控制构造的环行复杂性，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个可执行语句至少执行一次。,基本路径测试,前提条件 测试进入的前提条件是在测试人员已经对被测试对象有了一定的了解，基本上明确了被测试软件的逻辑结构。 测试过程 过程是通过针对程序逻辑结构设计和加载测试用例，驱动程序执行，以对程序路径进行测试

30、。测试结果是分析实际的测试结果与预期的结果是否一致。,基本路径测试,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。包括以下4个步骤和一个工具方法： 程序的控制流图：描述程序控制流的一种图示方法。 程序圈复杂度：McCabe复杂性度量。从程序的环路复杂性可导出程序基本路径集合中的独立路径条数，这是确定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。 导出测试用例：根据圈复杂度和程序结构设计用例数据输入和预期结果。 准备测试用例：确保基本路径集中的每一条路径的执行。 工具方法： 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

31、以实现自动地确定一个基本路径集。,控制流图的符号,在介绍基本路径方法之前，必须先介绍一种简单的控制流表示方法，即流图。流图是对待测试程序过程处理的一种表示。流图使用下面的符号描述逻辑控制流，每一种结构化构成元素有一个相应的流图符号。,控制流图,流图只有二种图形符号 图中的每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。 任何过程设计都要被翻译成控制流图。,控制流图,在将程序流程图简化成控制流图时，应注意： 在选择或多分支结构中，分支的汇聚处应有一个汇聚结点。 边和结点圈定的区域叫做区域，当对区域计数时，图形外的区域也应记为一个区域。 如下页图所示,控制流图,

32、控制流图,如果判断中的条件表达式是由一个或多个逻辑运算符 (OR, AND, NAND, NOR) 连接的复合条件表达式，则需要改为一系列只有单条件的嵌套的判断。 例如： 1 if a or b 2 x 3 else 4 y 对应的逻辑为：,独立路径,独立路径：至少沿一条新的边移动的路径,1,7,6,2,3,8,9,10,11,4,5,路径1：1-11 路径2：1-2-3-4-5-10-1-11 路径3：1-2-3-6-8-9-10-1-11 路径4：1-2-3-6-7-9-10-1-11,对以上路径的遍历，就是至少一次地执行了程序中的所有语句。,基本路径测试,第一步：画出控制流图 流程图用来

33、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策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：if-else-then结构)。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。,基本路径测试,例4：有下面的C函数，用基本路径测试法进行测试 void Sort(int iRecordNum,int iType) int x=0; int y=0; while (

34、iRecordNum- 0) if(0= =iType) x=y+2; break; else if (1= =iType) x=y+10; else x=y+20; ,基本路径测试,画出其程序流程图和对应的控制流图如下,基本路径测试 - 计算圈复杂度,第二步：计算圈复杂度 圈复杂度是一种为程序逻辑复杂性提供定量测度的软件度量，将该度量用于计算程序的基本的独立路径数目，为确保所有语句至少执行一次的测试数量的上界。独立路径必须包含一条在定义之前不曾用到的边。 有以下三种方法计算圈复杂度： 流图中区域的数量对应于环型的复杂性； 给定流图G的圈复杂度V(G)，定义为V(G)=E-N+2，E是流图中边

35、的数量，N是流图中结点的数量； 给定流图G的圈复杂度V(G)，定义为V(G)=P+1，P是流图G中判定结点的数量。,基本路径测试 - 计算圈复杂度,对应上面图中的圈复杂度，计算如下： 流图中有四个区域； V(G)=10条边-8结点+2=4; V(G)=3个判定结点+1=4。,基本路径测试 - 导出测试用例,第三步：导出测试用例 根据上面的计算方法，可得出四个独立的路径。(一条独立路径是指，和其他的独立路径相比，至少引入一个新处理语句或一个新判断的程序通路。V(G)值正好等于该程序的独立路径的条数。) 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：

36、4-6-8-11-13-4-14 根据上面的独立路径，去设计输入数据，使程序分别执行到上面四条路径。,基本路径测试 - 准备测试用例,第四步：准备测试用例 为了确保基本路径集中的每一条路径的执行，根据判断结点给出的条件，选择适当的数据以保证某一条路径可以被测试到，满足上面例子基本路径集的测试用例是：,基本路径测试 - 准备测试用例,路径1：4-14 输入数据：iRecordNum0，或者 取iRecordNum0的某一个值 预期结果：x0 路径2：4-6-7-14 输入数据：iRecordNum1,iType0 预期结果：x2 路径3：4-6-8-10-13-4-14 输入数据：iRecord

37、Num1,iType1 预期结果：x10 路径4：4-6-8-11-13-4-14 输入数据：iRecordNum1,iType2 预期结果：x20,void Sort(int iRecordNum,int iType) int x=0; int y=0; while (iRecordNum- 0) if(0= =iType) x=y+2; break; else if(1= =iType) x=y+10; else x=y+20; ,基本路径测试再举例,例5：下例程序流程图描述了最多输入50个值（以1作为输入结束标志），计算其中有效的学生分数的个数、总分数和平均值。,步骤1：导出过程的流图。

38、,步骤2:确定环形复杂性度量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。,基本路径测试再举例,基本路径测试再举例,步骤3：确定基本路径集合（即独立路径集合）。于是可确定6条独立的路径： 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,基本路径测试再

39、举例,步骤4：为每一条独立路径各设计一组测试用例，以便强迫程序沿着该路径至少执行一次。 1）路径1(1-2-9-10-12)的测试用例： scorek=有效分数值，当k i ； scorei=1, 2i50； 期望结果：根据输入的有效分数算出正确的分数个数n1、总分sum和平均分average。,基本路径测试再举例,2）路径2(1-2-9-11-12)的测试用例： score 1 = 1 ； 期望的结果：average = 1 ，其他量保持初值。 3）路径3(1-2-3-9-10-12)的测试用例： 输入多于50个有效分数，即试图处理51个分数，要求前51个为有效分数； 期望结果：n1=50、

40、且算出正确的总分和平均分。,基本路径测试再举例,4）路径4(1-2-3-4-5-8-2)的测试用例： scorei=有效分数，当i100， k i ； 期望结果：根据输入的有效分数算出正确的分数个数n1、总分sum和平均分average。,基本路径测试再举例,6）路径6(1-2-3-4-5-6-7-8-2)的测试用例： scorei=有效分数， 当i50； 期望结果：根据输入的有效分数算出正确的分数个数n1、总分sum和平均分average。,基本路径测试,必须注意，一些独立的路径，往往不是完全孤立的，有时它是程序正常的控制流的一部分，这时，这些路径的测试可以是另一条路径测试的一部分。,工具方

41、法：图形矩阵,导出控制流图和决定基本测试路径的过程均需要机械化，为了开发辅助基本路径测试的软件工具，称为图形矩阵(graph matrix)的数据结构很有用。 利用图形矩阵可以实现自动地确定一个基本路径集。一个图形矩阵是一个方阵，其行/列数控制流图中的结点数，每行和每列依次对应到一个被标识的结点，矩阵元素对应到结点间的连接（即边）。在图中，控制流图的每一个结点都用数字加以标识，每一条边都用字母加以标识。如果在控制流图中第i个结点到第j个结点有一个名为x的边相连接，则在对应的图形矩阵中第i行/第j列有一个非空的元素x。,工具方法：图形矩阵,对每个矩阵项加入连接权值(link weight)，图矩

42、阵就可以用于在测试中评估程序的控制结构，连接权值为控制流提供了另外的信息。最简单情况下，连接权值是 1(存在连接)或0(不存在连接)，但是，连接权值可以赋予更有趣的属性： 执行连接(边)的概率。 穿越连接的处理时间。 穿越连接时所需的内存。 穿越连接时所需的资源。,工具方法：图形矩阵,根据上面的方法对例4画出图形矩阵如下：,工具方法：图形矩阵,连接权为“1”表示存在一个连接，在图中如果一行有两个或更多的元素“1”，则这行所代表的结点一定是一个判定结点，通过连接矩阵中有两个以上（包括两个）元素为“1”的个数，就可以得到确定该图圈复杂度的另一种算法。,其他程序结构的测试方法,程序插装 借助往被测程

43、序中插入操作来实现测试目的的方法。 程序变异 是一种错误驱动测试，针对某类特定程序错误实现测试。 程序强变异 程序弱变异,程序强变异的基本思想： 对于给定的程序P，先假定程序中存在一些小错误，每假设一个错误， 程序P就变成P，如果假设了n个错误：e1，e2，en，则对应有 n个不同的程序：P1，P2，Pn，这里Pi称为P的变异因子。 理论上，如果P是正确的，则Pi肯定是错误的。即存在测试数据Ci，使得P和Pi的输出结果是不同的。因此，根据程序P和每个变异的程序，可以求得P1，P2，Pn的测试数据集 C=C1，C2，Cn。运行C，如果对每一个Ci，P都是正确的，而Pi都是错误的，这说明P的正确性

44、较高。如果对某个Ci，P是错误的，而Pi是正确的，这说明P存在错误，而错误就是ei。,程序强变异的优缺点： 优点：发现错误能力较强，并且测试人员可以有选择地使用变异算子的一个子集来完成不同层次的测试分析，增加了灵活性； 缺点：需要大量的计算机资源完成测试充分性分析 ，运行大量的变异因子也导致了时间上巨大的开销。,程序弱变异测试的基本思想： 设P是一个程序，C是P的简单组成部分，若有一变异变换作用于C而生成C，如果P是含有C的P的变异因子，则在弱变异方法中，要求存在测试数据，当P在此测试数据下运行时，C被执行，且至少在一次执行中，使C的产生值与C不同。 优点：开销小，效率较高。,白盒测试工具：,静态： 软件需要文档、设计文档、程序结构 ViewLog公司LogiScope分析工具 动态： 功能确认、接口测试、覆盖率分析 IBM公司的Rational Purify,课堂练习,void Sort(int i, int j) int m, n, k; m=n=k=0; while(i+0) if(j5) m+; else if(j8) n+; else k+; printf(“ %d, %d, %d ” m, n, k); ,