第四章白盒测试用例设计方法.ppt

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1、第4章 白盒测试用例设计方法 1本章内容p讨论常用的白盒测试用例设计方法，包括n基本路径测试n分支-条件测试n循环测试n其它白盒测试方法n综合运用白盒测试方法进行程序结构测试n白盒测试工具n覆盖准则n覆盖率测试工具软件测试方法和应用4-白盒测试p定义定义n基于系统或者组件的内部实现结构和逻辑寻找缺陷的测试技术p常用的白盒测试技术常用的白盒测试技术n基本路径测试n分支-条件测试n循环测试p说明说明n一般情况，仅使用一种测试用例设计方法很难获得被测对象所需的测试用例。在实际测试中，最终的测试用例通常都是多种设计技术相结合的结果。n在使用白盒测试方法之前进行代码评审是一个非常好的工程实践软件测试方法

2、和应用4-不可能进行彻底的白盒测试p结论是：41+42+43+410，需要14秒左右的时间p如果循环次数为20次，100次时，结果又如何？p结论是：循环20次，需要约4072小时，循环100次则大约需要6.79*1047年p左图是具有某程序的流程图，假设循环10次，请计算一下有多少条程序执行通路？假设由图中得到的所有路径都是可执行路径，执行一次循环大约需要10微秒（奔腾4 1.7G），且一年365天每天24小时不停机，请回答：如果循环次数为10的话，遍历图中所有路径需要多长时间？软件测试方法和应用4-基本路径测试p相关概念相关概念1.基本路径n本质上是从程序入口到出口的一些通路。之所以称其为基

3、本路径，原因在于可以通过对基本路径进行连接或者重复操作得到程序中的其它路径2.控制流图n基于代码结构构造的有向图，可用于描述程序的控制结构p测试思想测试思想 n根据程序的控制流图找出一个模块所需测试的基本路径，根据这些基本路径设计构造相应的测试用例软件测试方法和应用4-基本路径p基本路径1.1-2-112.1-2-3-4-5-6-10-2-113.1-2-3-4-5-7-10-2-114.1-2-3-8-9-10-2-115.1-2-3-8-10-2-111234567891011软件测试方法和应用4-控制流图1234567891011软件测试方法和应用4-基本路径测试p设计步骤设计步骤1.根

4、据模块逻辑构造控制流图（Flow Graph）2.计算控制流图的环复杂度(Cyclomatic Complexity)3.列出包含起始节点和终止节点的基本路径4.检查一下列出的基本路径数目是否超过控制流图的环复杂度 5.设计覆盖这些基本路径的测试用例软件测试方法和应用4-控制流图p说明n控制流图是由节点和边组成的有向图1.节点代表了代码或程序流程图中矩形框中所表示的处理，菱形表示的判断处理以及判断处理流程相交的汇合点，在图中用标有编号的圆圈表示2.边表明了控制的顺序，在图中用有向箭头表示。pG=(V,E)是控制流图有如下定义nV=vb,veUDUS,where1.indegree(vb)=0是

5、开始节点2.outdegree(ve)=0是结束节点3.D是二值判定节点的集合4.S是顺序节点的集合，S中的每一个元素代表一段顺序执行的语句nEDXDUDXSUSXD是有向边的集合软件测试方法和应用4-控制流图p三种逻辑结构的控制流图顺序条件循环软件测试方法和应用4-控制流图1234567891011123567108B1149E软件测试方法和应用4-环复杂度p含义含义n用V(G)表示n用来衡量一个模块判定结构的复杂程度，在数量上表现为独立的路径条数，是需要测试的基本路径数目的上限。p计算公式计算公式1.V(G)=闭合区域的数目p由节点和边围成的封闭区域p这些封闭区域一定是不可再分的p包括周边

6、的区域2.V(G)=二值判定节点个数+1.3.V(G)=边的数目-节点的数目+2软件测试方法和应用4-环复杂度p环复杂度环复杂度n闭合区域的数目=5n二值判定节点个数+1=4+1=5n边的数目-节点的数目+2=16-13+2=5软件测试方法和应用4-基本路径 p形式化定义形式化定义n路径p=vb,v1,v2,.,vn,ve是由有顺序的一系列节点组成且节点之间存在这样的关系,.,En一条路径p=vb,v1,v2,.,vn,ve是一条基本路径当且仅当p中不包含两个子序列s1,s2，s1=s2且length(s1)1andlength(s2)1.(s1)(s2)(subseq(s1,p)subseq

7、(s2,p)s1=s2|s1|1|s2|1)n子序列的定义：subseq(s1,p)(s0)(s2)(s0,s1,s2=p)p更实用的定义更实用的定义n一条路径是基本路径如果1.是一条从起始节点到终止节点的路径2.至少包含一条其它基本路径没有包含的边软件测试方法和应用4-基本路径p基本路径1.1-2-112.1-2-3-4-5-6-10-2-113.1-2-3-4-5-7-10-2-114.1-2-3-8-9-10-2-115.1-2-3-8-10-2-11软件测试方法和应用4-三角形问题p使用基本路径设计测试用例方法推导三角形问题的测试用例P77软件测试方法和应用4-控制流图81-86878

8、89299-10093102959697-9889-9094软件测试方法和应用4-环复杂度p环复杂度环复杂度n闭合区域的数目=5n二值判定节点个数+1=4+1=5n边的数目-节点的数目+2=15-12+2=581-8687889299-10093102959697-9889-9094软件测试方法和应用4-基本路径和测试用例（1）p基本路径和测试用例基本路径和测试用例1.81-86-87-88-92-93-95-97-98-102相应的测试用例:测试输入=(68,68,56)预期结果=这是一个等腰三角形！2.81-86-87-88-92-93-95-96-102相应的测试用例:测试输入=(68,

9、60,56)预期结果=这是一个不等边三角形！81-8687889299-10093102959697-9889-9094软件测试方法和应用4-p基本路径和测试用例基本路径和测试用例3.81-86-87-88-92-93-94-102相应的测试用例:测试输入=(68,68,68)预期结果=这是一个等边三角形！4.81-86-87-89-90-92-99-100-102相应的测试用例:测试输入=(68,8,60)预期结果=这不是一个三角形！基本路径和测试用例(2)81-8687889299-10093102959697-9889-9094软件测试方法和应用4-基本路径与环复杂度1.81-86-87

10、-88-92-99-100-1022.81-86-87-88-92-93-95-97-98-1023.81-86-87-88-92-93-95-96-1024.81-86-87-88-92-93-94-1025.81-86-87-89-90-92-93-94-10281-8687889299-10093102959697-9889-9094软件测试方法和应用4-基本路径与环复杂度p结论结论n如果基本路径必须是可行的，则逻辑关系会压缩基本路径集合数量，因此环复杂度是包含起始点和终止点的基本路径数目的上限软件测试方法和应用4-练习软件测试方法和应用4-练习15-1719202122-2324252

11、62729303132软件测试方法和应用4-对节点粒度的讨论111213软件测试方法和应用4-对节点粒度的讨论11121312345678910111213软件测试方法和应用4-思考如果被误写成if(a=b+c)&(ba+c)&(ca+b),基本路径测试的四个用例(68,68,56)，(68,60,56)，(68,68,68)，(68,8,56)是否可以发现这个问题？软件测试方法和应用4-分支-条件测试p测试思想测试思想n根据模块中的逻辑条件设计测试用例，使得被测模块中的每一个复合条件以及构成这个复合条件的每一个简单条件的真假情况至少被执行一次。1.简单条件是一个布尔变量或一个可能带有NOT(

12、“”)操作符的关系表达式，关系表达式的形式如：E1关系操作符E2，其中E1和E2是算术表达式，而关系操作符是下列之一：“”，“”，“=”，“”(“=”)，“”，或“”2.复合条件由简单条件、布尔操作符和括弧组成。假定可用于复合条件的布尔算子包括OR“|”，AND“”和NOT“”，不含关系表达式的条件称为布尔表达式。软件测试方法和应用4-分支-条件测试p进行分支-条件测试可以发现下列缺陷n布尔变量错误n布尔括弧错误n关系操作符错误n算术表达式错误n布尔操作符错误1.遗漏布尔操作符2.布尔操作符多余3.布尔操作符不正确软件测试方法和应用4-案例p使用分支-条件方法设计下面逻辑条件的测试用例p需被测

13、试的逻辑条件n复合条件1.(ab+c)&(ba+c)&(ca+b)n简单条件1.ab+c2.ba+c3.ca+b软件测试方法和应用4-案例(ab+c)&(ba+c)&(ca+b)ab+cba+cca+b68,68,68TTTT0,0,0FFFFp上面的测试用例不推荐大家使用n测试用例有效性不高：t&t=t|t=t同时f&f=f|f=f1.(ab+c)|(ba+c)&(ca+b)2.(ab+c)&(ba+c)|(ca+b)3.(ab+c)|(ba+c)|(ca+b)软件测试方法和应用4-对分支-条件测试的讨论(ab+c)&(ba+c)&(ca+b)ab+cba+cca+b68,68,68TTTT

14、68,8,56FFTT8,68,56FTFT8,56,68FTTFp这组测试用例的结果又如何？1.(a=b+c)&(ba+c)&(ca+b)?软件测试方法和应用4-案例(ab+c)&(ba+c)&(ca+b)ab+cba+cca+b68,68,68TTTT68,8,60FFTT8,68,60FTFT8,60,68FTTFp使用上面的测试用例，是否可以发现下面的缺陷1.(a=b+c)&(ba+c)&(ca+b)2.(ab+c)|(ba+c)&(ca+b)3.(ab+c)&(ba+c)|(ca+b)4.(ab+c)|(ba+c)|(ca+b)软件测试方法和应用4-结论p分支-条件测试可以发现但并不

15、保证发现所有所有下列缺陷n布尔变量错误n布尔括弧错误n关系操作符错误n算术表达式错误n布尔操作符错误1.遗漏布尔操作符2.布尔操作符多余3.布尔操作符不正确p因此，实际设计测试用例过程中要结合具体问题选取恰当的测试输入软件测试方法和应用4-推荐p为了最大限度的发现缺陷，在进行分支-条件测试时，推荐参考P83-P85设计相应被测逻辑条件的测试用例p注意注意n即使依据推荐方法得出的测试用例依然不能发现所有的缺陷！即使依据推荐方法得出的测试用例依然不能发现所有的缺陷！软件测试方法和应用4-练习p指出下列代码逻辑判断条件中的复合条件和简单条件指出下列代码逻辑判断条件中的复合条件和简单条件 If(nMo

16、d400=0)Or(nMod4=0)And(nMod1000)ThenMsgBoxs+是闰年！EndIfp需被测试的逻辑条件n复合条件1.(nMod400=0)Or(nMod4=0)And(nMod1000)2.(nMod4=0)And(nMod1000)n简单条件1.(nMod400=0)2.(nMod4=0)3.(nMod1000)软件测试方法和应用4-循环测试 p测试思想测试思想n关注循环体结构的正确性，对循环变量运用类似于边界值测试的方法以验证循环体结构的正确性。p四种不同类型的循环结构四种不同类型的循环结构1.简单循环2.嵌套循环3.连接循环4.非结构循环软件测试方法和应用4-循环类

17、型 简单循环简单循环嵌套循环嵌套循环连接循环连接循环非结构循环非结构循环软件测试方法和应用4-测试简单循环p如果如果n 是循环次数是循环次数,那么测试用例应包括那么测试用例应包括n直接跳过循环体n只执行一遍循环体n连续执行两遍循环体n如果循环次数为n，执行m（m 0)3 print x-1;4 else5 print x;234-551软件测试方法和应用4-p指出变量X的定义节点、使用节点和定义-使用路径1.定义节点：Def(x,1),Def(x,5)2.使用节点：USE(x,3),USE(x,6),USE(x,9)3.定义-使用路径：1,2,3；1,2,3,4,5,6；1,2,3,8,9；5

18、,6;练习软件测试方法和应用4-数据流的应用第一次执行循环时没有定义过没有定义过没有使用过没有使用过软件测试方法和应用4-p说明n借助往被测程序中插入操作来实现测试目的的方法p设计插桩需考虑的问题n探测哪些信息n在代码的什么部位设置探测点n需要设置多少个探测点p断言n是一种特殊的插桩n在程序中的特定部位插入的用以判断变量特性的语句程序插桩软件测试方法和应用4-p思想n用代数符号代替具体的数值作为程序的输入,如果用符号运算相应获得的结果是正确的，那么所有符合条件的输入数值产生的结果都将是正确的p问题n分支问题n二义性问题n大程序问题符号测试软件测试方法和应用4-运用白盒测试方法p运用白盒测试技术

19、设计下面代码的测试用例书P85软件测试方法和应用4-参考答案 p设计步骤设计步骤1.构造被测代码的控制流图，运用基本路径测试方法设计相关测试用例2.针对代码中的各个逻辑条件，运用分支-条件测试方法设计相关测试用例3.针对代码中的循环，运用循环测试方法设计相关测试用例4.合并前三步所得结果5.在第四步的基础上，根据被测对象的特点增加相关测试用例软件测试方法和应用4-以复合条件为节点P79（方案1）15-1719202122-232425262729303132软件测试方法和应用4-以简单条件为节点P80（方案2）11121312345678910111213软件测试方法和应用4-环复杂度（方案1

20、）p环复杂度环复杂度n闭合区域的数目=4n二值判定节点个数+1=3+1=4n边的数目-节点的数目+2=14-12+2=415-1719202122-232425262729303132软件测试方法和应用4-基本路径（方案1）p基本路径和相应的测试用例1.15-17-19-29-31-32(30-32?)测试用例：测试输入=(-999),0,360)预期结果=-9992.15-17-19-20-21-24-19-29-31-32(30-32?)测试用例：测试输入=(-10,-999),0,360)，预期结果=-99915-1719202122-232425262729303132软件测试方法和应

21、用4-基本路径(方案1)p基本路径和相应的测试用例3.15-17-19-20-21-22-23-25-26-27-19-29-30-32测试用例：测试输入=(180,-999),0,360)，预期结果=18015-1719202122-232425262729303132软件测试方法和应用4-环复杂度（方案2）p环复杂度环复杂度n闭合区域的数目=6n二值判定节点个数+1=5+1=6n边的数目-节点的数目+2=17-13+2=612345678910111213软件测试方法和应用4-基本路径（方案2）p基本路径和相应的测试用例1.1-2-10-12-13(10-11?)测试用例：测试输入=(-9

22、99),0,360)预期结果=-9992.1-2-3-10-11-13测试用例测试输入=(0.100,-999),0,360)，预期结果=49.512345678910111213软件测试方法和应用4-基本路径(方案2)p基本路径和相应的测试用例3.1-2-3-4-5-6-7-9-2-10-11-13测试用例：测试输入=(180,-999),0,360)，预期结果=1804.1-2-3-4-5-8-2-10-12-13测试用例：测试输入=(-10,-999),0,360)，预期结果=-99912345678910111213软件测试方法和应用4-基本路径(方案2)p基本路径和相应的测试用例5.

23、1-2-3-4-5-6-8-2-10-12-13测试用例：测试输入=(380,-999),0,360)，预期结果=-99912345678910111213软件测试方法和应用4-分支-条件测试p需测试的逻辑条件需测试的逻辑条件P891.Dowhile(valuei!=-999)&(inputNumber=minimum)&(valuei0软件测试方法和应用4-分支-条件测试p分支和相应的测试用例分支和相应的测试用例P89p相应的测试用例1.测试输入=(180,-999),0,360)，预期结果=1802.测试输入=(-999),0,360)，预期结果=-9993.测试输入=(0.100,-99

24、9),0,360)，预期结果=49.5软件测试方法和应用4-分支-条件测试p分支和相应的测试用例分支和相应的测试用例P89p相应的测试用例1.测试输入=(180,-999),0,360)，预期结果=1802.测试输入=(-10,-999),0,360)，预期结果=-9993.测试输入=(380,-999),0,360)，预期结果=-999软件测试方法和应用4-分支-条件测试p分支和相应的测试用例分支和相应的测试用例P89p相应的测试用例1.测试输入=(180,-999),0,360)，预期结果=1802.测试输入=(-999),0,360)，预期结果=-999软件测试方法和应用4-循环测试p需

25、测试的循环条件需测试的循环条件nDowhile(valuei!=-999)&(inputNumber100)1.直接跳过循环体测试用例：测试输入=(-999),0,360)，预期结果=-9992.只执行一遍循环体测试用例：测试输入=(180,-999),0,360)，预期结果=1803.连续执行两遍循环体测试用例：测试输入=(10,20,-999),0,360)，预期结果=15软件测试方法和应用4-循环测试p需测试的循环条件需测试的循环条件nDowhile(valuei!=-999)&(inputNumber100)4.如果循环次数为n，执行m（mn）遍循环体测试用例：测试输入=(0.49,-

26、999),0,360)，预期结果=24.55.如果循环次数为n，那么执行n-1遍循环体测试用例：测试输入=(0.98,-999),0,360)，预期结果=49.06.如果循环次数为n，那么执行n遍循环体测试用例：测试输入=(0.99,-999),0,360)，预期结果=49.5软件测试方法和应用4-循环测试p需测试的循环条件需测试的循环条件nDowhile(valuei!=-999)&(inputNumber1为真且B=0为真2.A1为真且B=0为假3.A1为假且B=0为真4.A1为假且B=0为假5.A=2为真且X1为真6.A=2为真且X1为假7.A=2为假且X1为真8.A=2为假且X1为假软

27、件测试方法和应用4-多条件覆盖Code1 p测试用例测试用例nA=2,B=0,X=4（t,t,t,t）nA=1,B=0,X=3(f,t,f,t)nA=2,B=1,X=1(t,f,t,f)nA=1,B=1,X=1(f,f,f,f)1342E1342E1342E1342E1342E1342E软件测试方法和应用4-路径覆盖Code1 p说明说明1.路径覆盖是指设计足够多的测试用例，使得程序中所有可能的路径至少被遍历一次。2.为了遍历code1中的四条可执行路径，设计4个测试用例：“A=2,B=0,X=3”，（t,t,t,f）“A=1,B=0,X=1”，(f,t,f,f)“A=2,B=1,X=1”(t

28、,f,t,f)“A=3,B=0,X=1”。(t,t,f,f)软件测试方法和应用4-注意p说明说明1.即使对路径数很有限的程序即使作到了路径覆盖，仍然不能保证被测程序的正确性。n例如，对于代码“if（I=0）”，如果将“if（I=0）”错写成了“if(I0)”，假设设计的测试用例中I的值均大于0，这样，虽然满足了路径覆盖，但仍然发现不了这个问题。软件测试方法和应用4-Rational PurecoveragepRationalPurecoveragen可以帮助检查使用.NET,Java,VisualC/C+和VisualBasic开发的程序并提供代码覆盖信息p如何运行purecoveragen有

29、3种可以运行purecoverage的方法1.通过purecoverage自带的用户界面2.通过IDE如MicrosoftVisualStudio6,VisualStudio.NET,和IBMWebSphereStudio3.通过命令行软件测试方法和应用4-File-Run通过自带用户界面软件测试方法和应用4-p命令行命令行ncoveragepPurecoverage选项通过命令行软件测试方法和应用4-命令运行时信息通过命令行软件测试方法和应用4-检查代码覆盖p通过Purecoverage自带用户界面的运行步骤n设计测试用例n使用Purecoverage运行测试用例直到所有测试用例执行完成n合

30、并所有有效的覆盖结果到最终的代码覆盖信息文件中p下面以purecoverage自带样例文件“Hello.exe”(in“purecoverageinstalldirPurifyPlusCoverageSampleshello.exe”)为例介绍如何检查代码覆盖软件测试方法和应用4-检查代码覆盖p设计测试用例n基于程序源代码，我得到两个测试用例1.点击Yes，看时间2.点击No，不看时间p运行每个用例，收集覆盖信息n点击Yes，覆盖信息显示如下软件测试方法和应用4-检查代码覆盖p运行每个用例，收集覆盖信息n点击No，显示覆盖信息软件测试方法和应用4-检查代码覆盖p合并有效的覆盖结果，以得到最终的代码覆盖信息，点击“Merge”工具条上的按钮，选择待合并的覆盖信息软件测试方法和应用4-检查代码覆盖p最终的覆盖信息中显示代码被100覆盖p如果最终的覆盖信息不是100，应该设计额外的测试用例执行未被覆盖代码软件测试方法和应用4-小结p白盒测试方法基于系统或者组件的内部实现结构和逻辑寻找软件中的缺陷p常用的白盒测试方法包括基本路径测试、分支-条件测试和循环测试p覆盖准则可以作为测试停止或/和选取测试数据的标准p基于控制流的覆盖准则是被工业界广泛采用的覆盖标准之一。按照覆盖率从低到高的顺序，基于控制流的覆盖准则包括语句覆盖、分支覆盖、条件覆盖、分支-条件覆盖和多条件覆盖软件测试方法和应用4-