13黑盒测试和调试解析优秀PPT.ppt

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1、 本堂课重点n白盒测试技术（限制结构测试）n黑盒测试技术n调试限制结构测试n基本路径测试n条件测试n循环测试基本路径测试n基本路径测试是在程序限制图的基础上，通过分析限制构造的环行困难性，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（如让循环体只执行一次）。n例子 基本路径测试例子例子nvoid Sort(int iRecordNum,int iType)n1 n2 int x=0;n3 int y=0;n4 while(iRecordNum-0)n5 n6 if(0=iType)n7x=y+2;n9 elsen8 if(1=

2、iType)n10 x=y+10;n12 elsen11 x=y+20;n13 n14 环形困难度其次步：计算环形困难度n环形困难度是一种为程序逻辑困难性供应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，为确保全部语句至少执行一次的测试数量的上界。独立路径必需包含一条在定义之前不曾用到的边。n有以下三种方法计算圈困难度：n 流图中区域的数量对应于环型的困难性；n 给定流图G的圈困难度V(G)，定义为V(G)=E-N+2，E是流图中边的数量，N是流图中结点的数量；n 给定流图G的圈困难度V(G)，定义为V(G)=P+1，P是流图G中判定结点的数量。第三步：确定独立路径的基本集合

3、n依据上面的计算方法，可得出四个独立的路径：n 路径1：4-14n 路径2：4-6-7-14n 路径3：4-6-8-10-13-4-14n 路径4：4-6-8-11-13-4-14n依据上面的独立路径，去设计输入数据，使程序分别执行到上面四条路径。第四步：设计测试用例n为了确保基本路径集中的每一条路径的执行，依据推断结点给出的条件，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：n路径1：4-14n输入数据：iRecordNum0，或者取iRecordNum0的某一个值n预期结果：x0n路径2：4-6-7-14n输入数据：iRecordNum1,iType0n预

4、期结果：x2n路径3：4-6-8-10-13-4-14n输入数据：iRecordNum1,iType1n预期结果：x10n路径4：4-6-8-11-13-4-14n输入数据：iRecordNum1,iType2n预期结果：x20条件测试n条件测试概念n条件测试检查的项目n条件测试策略条件测试概念n基本路径测试技术简洁而且高效，但是仅有这种技术还不够（可以保证程序中的每条语句至少执行一次，而且每个条件在执行时都将分别取真、假两种值），还须要运用其他限制结构测试技术，才能进一步提高白盒测试的质量。n条件测试是检查程序模块中所包含逻辑条件的测试用例设计方法 n简洁条件是一个布尔变量或一个关系表达式，

5、在布尔变量或关系表达式之前还可能有一个NOT算符。n关系表达式的形式如：nE1关系运算符E2n 其中E1和E2是算术表达式，而关系运算符是下列之一：“”、“”、“=”、“”(“！=”)、“”、或“”。n困难条件由简洁条件、布尔运算符和括弧组成。我们假定可用于困难条件的布尔算符包括OR“|”，AND“”和NOT“！”。所以条件的成分类型包括布尔运算符、布尔变量、布尔括弧(括住简洁或困难条件)、关系运算符或算术表达式。条件测试检查的项目n假如条件不正确，则至少条件的一个成分不正确。因此，条件错误的类型如下：n布尔运算符错误(遗漏布尔运算符，布尔运算符多余或布尔运算符不正确)；n布尔变量错误；n布尔

6、括弧错误；n关系运算符错误；n算术表达式错误。条件测试策略 n1.分支测试n 可能是最简洁的条件测试策略，对于复合条件C，C的真分支和假分支以及C中的每个简洁条件都须要至少执行一次。n2.域测试(Domain testing)n 要求从表达式中导出三个或四个测试，表达式的形式如：nE1关系操作符E2n须要三个测试分别用于计算E1的值是大于、等于或小于E2的值。假如关系操作符错误，而E1和E2正确，则这三个测试能够发觉关系算符的错误。为了发觉E1和E2的错误，计算E1小于或大于E2的测试应使两个值间的差别尽可能小。n3.BRO(branch and relational)测试BRO(branch

7、 and relational)测试集n测试保证能发觉布尔变量和关系操作符只出现一次而且没有公共变量的条件中的分支和条件操作符错误。例一例二例一nC1 B1B2n其中其中B1和和B2是布尔变量。是布尔变量。C1的条件约束式如的条件约束式如(D1，D2)，其中，其中D1和和D2是是“T”或或“F”，值，值(T，F)是是C1的条件约束，由使的条件约束，由使B1为真、为真、B2为为假的测试所覆盖。假的测试所覆盖。BRO测试策略要求约束集测试策略要求约束集(T，T)，(F，T)，(T，F)由由C1的执行所的执行所覆盖，假如覆盖，假如C1由于布尔算子的错误而不正确，由于布尔算子的错误而不正确，至少有一个

8、约束强制至少有一个约束强制C1失败。失败。例二nC2 B1(E3=E4)n其中其中B1是布尔表达式，而是布尔表达式，而E3和和E4是算术表达式。是算术表达式。C2的条件约束形式如的条件约束形式如(D1，D2)，其中，其中D1是是“T”或或“F”，D2是，是，=或。除了或。除了C2的其次个简洁条件是关系的其次个简洁条件是关系表达式以外，表达式以外，C2和和C1相同，所以可以修改相同，所以可以修改C1的约束的约束集集(T，T)，(F，T)，(T，F)，得到，得到C2的约束集，的约束集，留意留意(E3=E4)的的“T”意味着意味着“=”，而，而(E3=E4)的的“F”意味着意味着“”或或“”。分别用

9、。分别用(T，=)和和(F，=)替换替换(T，T)和和(F，T)，并用，并用(T，)和和(T，)替换替换(T，F)，就得到，就得到C2的约束集的约束集(T，=)，(F，=)，(T，)，(T，)。上述条件约束集的覆盖率将保证检测。上述条件约束集的覆盖率将保证检测C2的布尔和关系算子的错误。的布尔和关系算子的错误。循环测试n循环测试是一种白盒测试技术，留意于循环构造的有效性n有四种循环：简洁循环，串接循环，嵌套循环和不规则循环（如图）。n循环测试策略：简洁循环策略，串接循环策略，嵌套循环策略 简洁循环测试策略n 整个跳过循环；n只有一次通过循环；n两次通过循环；nm次通过循环，其中mn-1；nn-

10、1，n,n+1次通过循环。嵌套循环n假如将简洁循环的测试方法用于嵌套循环，可能的测试数就会随嵌套层数成几何级增加，这会导致不实际的测试数目，下面是一种削减测试数的方法：n 从最内层循环起先，将其它循环设置为最小值；n 对最内层循环运用简洁循环，而使外层循环的跌代参数（即循环计数）最小，并为范围外或解除的值增加其它测试；n 由内向外构造下一个循环的测试，但其它的外层循环为最小值，并使其它的嵌套循环为“典型”值；n 接着直到测试全部的循环。串接循环n假如串接循环的循环都彼此独立，可是运用简洁循环的策略测试n假如两个循环串接起来，而第一个循环是其次个循环的初始值，则这两个循环并不是独立的。假如循环不

11、独立，则举荐运用的嵌套循环的方法进行测试。黑盒测试技术n黑盒测试的概念n黑盒测试范围n与白盒测试的区分n黑盒测试回答的问题n等价划分n边界值分析法黑盒测试的概念n黑盒测试留意于测试软件的功能需求，也即黑盒测试使软件工程师派生出执行程序全部功能需求的输入条件。黑盒测试并不是白盒测试的替代品，而是用于帮助白盒测试发觉其他类型的错误。黑盒测试范围n黑盒测试试图发觉以下类型的错误：n(1)功能不对或遗漏n(2)界面错误n(3)数据结构或外部数据库访问错误n(4)性能错误n(5)初始化和终止错误与白盒测试的区分n白盒测试在测试的早期执行，而黑盒测试主要用于测试的后期n黑盒测试有意不考虑限制结构，而是留意

12、信息域 等价划分n等价划分的概念n等价划分的类别n等价划分步骤n等价划分启发式规则n等价划分例子等价划分法概念n等价类划分法是把全部可能的输入数据,即程序的输入域划分成若干部分（子集）,然后从每一个子集中选取少数具有代表性的数据作为测试用例.该方法是一种重要的,常用的黑盒测试用例设计方法等价类划分类别n等价类划分可有两种不同的状况:有效等价类和无效等价类.n有效等价类:是指对于程序的规格说明来说是合理的,有意义的输入数据构成的集合.利用有效等价类可检验程序是否实现了规格说明中所规定的功能和性能.n无效等价类:与有效等价类的定义恰巧相反.n设计测试用例时,要同时考虑这两种等价类.因为,软件不仅要

13、能接收合理的数据,也要能经受意外的考验.这样的测试才能确保软件具有更高的可*性 等价划分步骤n划分等价类n依据划分的等价类，设计测试方案等价类划分阅历之一n在输入条件规定了取值范围或值的个数的状况下,则可以确立一个有效等价类和两个无效等价类.例如，程序的规范中提到的输入条包括“项数可以从1到999”，则可取有效等价类为“l项数999”，无效等价类为“项数l，及“项数999”。n在输入条件规定了输入值的集合或者规定了“必需如何”的条件的状况下,可确立一个有效等价类和一个无效等价类.如某程序涉及标识符，其输入条件规定“标识符应以字母开头”则“以字母开头者”作为有效等价类，“以非字母开头”作为无效等

14、价类。等价类划分阅历之二n在输入条件是一个布尔量的状况下,可确定一个有效等价类和一个无效等价类.n在规定了输入数据的一组值（假定n个）,并且程序要对每一个输入值分别处理的状况下,可确立n个有效等价类和一个无效等价类.例如，在老师上岗方案中规定对教授、副教授、讲师和助教分别计算分数，做相应的处理。因此可以确定四个有效等价类为教授、副教授、讲师和助教，一个无效等价类，它是全部不符合以上身份的人员的输入值的集合。n在规定了输入数据必需遵守的规则的状况下,可确立一个有效等价类（符合规则）和若干个无效等价类（从不同角度违反规则）.例如，某程序语言规定“一个语句必需以分号;结束”。这时，可以确定一个有效等

15、价类“以;结束”，若干个无效等价类“以:结束”、“以,结束”、“以 结束”等。n在确知已划分的等价类中各元素在程序处理中的方式不同的状况下,则应再将该等价类进一步的划分为更小的等价类.设计测试用例n在确立了等价类后,可建立等价类表,列出全部划分出的等价类（如下表）设计测试用例的原则n为每一个等价类规定一个唯一的编号.n设计一个新的测试用例,使其尽可能多地覆盖尚未被覆盖地有效等价类,重复这一步.直到全部的有效等价类都被覆盖为止.n设计一个新的测试用例,使其仅覆盖一个尚未被覆盖的无效等价类,重复这一步.直到全部的无效等价类都被覆盖为止.这里强调每次只覆盖一个无效等价类。这是因为一个测试用例中假如含

16、有多个缺陷，有可能在测试中只发觉其中的一个，另一些被忽视。n等价类划分法能够全面、系统地考虑黑盒测试的测试用例设计问题，但是没有留意选用一些“高效的”、“有针对性的”测试用例。后面介绍的边值分析法可以弥补这一缺点。边界值分析法边界值分析法n长期的测试工作阅历告知我们,大量的错误是发生在输入或输出范围的边界上,而不是发生在输入输出范围的内部.因此针对各种边界状况设计测试用例,可以查出更多的错误。选取用例原则n应确定边界状况.通常输入和输出等价类的边界,就是应着重测试的边界状况.典型地包括IF语句中的判别值，定义域、值域边界，空或畸形输入.应当选取正好等于,刚刚大于或刚刚小于边界的值作为测试数据,

17、而不是选取等价类中的典型值或随意值作为测试数据.基于边界值分析方法选择测试用基于边界值分析方法选择测试用例的原则例的原则（一）n1）假如输入条件规定了值的范围,则应取刚达到这个范围的边界的值,以及刚刚超越这个范围边界的值作为测试输入数据.n2）假如输入条件规定了值的个数,则用最大个数,最小个数,比最小个数少一,比最大个数多一的数作为测试数据.如有规范“某文件可包含l至255”个记录“，则测试用例可选1和255及0和256等。n3）假如程序的规格说明给出的输入域或输出域是有序集合,则应选取集合的第一个元素和最终一个元素作为测试用例.基于边界值分析方法选择测试用基于边界值分析方法选择测试用例的原则

18、例的原则（二）n4）假如程序中运用了一个内部数据结构,则应当选择这个内部数据结构的边界上的值作为测试用例.n边值分析和等价类划分侧重不同，对等价类划分是一个补充。在每个等价类中不只选取一个覆盖用例，而是先用等价类划分法设计测试用例，然后再用边值分析法再补充一些测试用例。调试的概念n调试就是在测试发觉一个错误后消退错误的过程 n软件工程师评估测试结果时，常常会看到问题的症状。错误的外部表现和它的内部缘由并没有明显的关系，调试就是发觉问题症状缘由的、尚未很好理解的智力过程。n调试过程从执行一个测试例子起先 调试的结果n(1)发觉问题的缘由并将之改正及消退 n(2)未能发觉问题的缘由 调试困难的缘由

19、n1.症状和缘由可能是相隔很远的。也就是说，症状可能在程序的一部分出现，而缘由事实上可能在很远的另一个地方。高度耦合的程序结构(第14章)加剧了这种状况。n2.症状可能在另一个错误被订正后消逝或短暂性的消逝。n3.症状可能事实上并不是由错误引起的(如舍入误差)。n4.症状可能是由不太简洁跟踪的人工错误引起的。n5.症状可能是和时间相关的，而不是处理问题。n6.很难重新产生完全一样的输入条件(如一个输入依次不确定的实时应用)。n7.症状可能是时有时无的。这在那些不行避开的耦合硬件和软件的嵌入式系统中特殊常见。n8.症状可能是由分布在很多不同任务中的缘由引起的，这些任务运行在不同的处理器上 调试途

20、径n蛮干法(brute force)。n回溯法(backtracKing)。n缘由解除法(cause elimination)。蛮力法n依据“让计算机自己来找寻错误”的思想，进行内存映象，激活运行时的跟踪，而且程序里到处都是WRITE语句 回溯n回溯是在小程序中常常能够奏效的相当常用的调试方法。从发觉症状的地方起先，起先(手工地)向回跟踪源代码，直到发觉错误缘由 缘由解除法n是通过演绎和归纳，以及二分法来实现的。对和错误发生有关的数据进行分析可找寻到潜在的缘由。先假设一个可能的错误缘由，然后利用数据来证明或者否定这个假设。也可以先列出全部可能的缘由，然后进行检测来一个个地进行解除。假如最初的测

21、试表明某个缘由看起来很象的话，那么就要对数据进行细化来精确定位错误。n1.这个错误缘由在程序的其他地方也产生过吗？在很多情形下，一个程序错误是由错误的逻辑模式引起的，而这种逻辑模式可能会在别的地方出现。对这种逻辑模式的细致考虑可以帮助发觉其他的错误。n2.我将要进行的修改可能会引发的“下一个错误”是什么？在进行修改之前，须要细致地探讨源代码(最好包括设计)的逻辑和数据结构之间的耦合，假如是在修改高度耦合的程序段的话，那么就应当特殊的当心。n3.为了防止这个错误，我们首先应当做什么呢？这个问题是建立统计的软件质量保证方法的第一个步骤(第8章)。假如我们不仅修改了产品，还修改了软件的开发过程，那么我们就不仅解除了现在的程序错误，还避开了全部今后的程序可能出现的错误。