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软件工程 第十五讲 软件测试技术 朱建凯 上堂课的问题： 软件交付客户之前，是否需要保证软件彻底没有错误？ 为什么测试只能检测错误的存在，而不是错误的不存在？ 7.6 白盒测试技术 设计测试方案是测试阶段的关键技术问题。 所谓测试方案包括具体的测试目的（例如，预定要测试的具体功能），应该输入的测试数据和预期的结果。 通常又把测试数据和预期的输出结果称为测试用例。 最困难的问题是设计测试用的输入数据。 设计测试方案的基本目标是，确定一组最可能发现某个错误或某类错误的测试数据。 已经研究出许多设计测试数据的技术，这些技术各有优缺点，没有哪一种是最好的，更没有哪一种可以代替其余所有技术；同一种技术在不同的应用场合效果可能相差很大，因此，通常需要联合使用多种设计测试数据的技术。 7.6.1 逻辑覆盖 有选择地执行程序中某些最有代表性的通路是对穷尽测试的惟一可行的替代办法。 所谓逻辑覆盖是对一系列测试过程的总称，这组测试过程逐渐进行越来越完整的通路测试。 1. 语句覆盖 语句覆盖是选择足够多的测试数据，使被测程序中每个语句至少执行一次。 例如，图7.5所示的程序流程图描绘了一个被测模块的处理算法。 为了使每个语句都执行一次，程序的执行路径应该是sacbed,为此只需要输入下面的测试数据(实际上X可以是任意实数)：A=2，B=0，X=4 图7.5 被测试模块的流程图 语句覆盖对程序的逻辑覆盖很少。此外，语句覆盖只关心判定表达式的值，而没有分别测试判定表达式中每个条件取不同值时的情况。 综上所述，可以看出语句覆盖是很弱的逻辑覆盖标准，为了更充分地测试程序，可以采用下述的逻辑覆盖标准。 2. 判定覆盖 判定覆盖又叫分支覆盖，它的含义是，不仅每个语句必须至少执行一次，而且每个判定的每种可能的结果都应该至少执行一次，也就是每个判定的每个分支都至少执行一次。 判定覆盖比语句覆盖强，但是对程序逻辑的覆盖程度仍然不高，例如，上面的测试数据只覆盖了程序全部路径的一半。 3. 条件覆盖 条件覆盖的含义是，不仅每个语句至少执行一次，而且使判定表达式中的每个条件都取到各种可能的结果。 条件覆盖通常比判定覆盖强，因为它使判定表达式中每个条件都取到了两个不同的结果，判定覆盖却只关心整个判定表达式的值。 4. 判定/条件覆盖 既然判定覆盖不一定包含条件覆盖，条件覆盖也不一定包含判定覆盖，自然会提出一种能同时满足这两种覆盖标准的逻辑覆盖，这就是判定/条件覆盖。它的含义是，选取足够多的测试数据，使得判定表达式中的每个条件都取到各种可能的值，而且每个判定表达式也都取到各种可能的结果。 有时判定/条件覆盖也并不比条件覆盖更强。 5. 条件组合覆盖 条件组合覆盖是更强的逻辑覆盖标准，它要求选取足够多的测试数据，使得每个判定表达式中条件的各种可能组合都至少出现一次。 显然，满足条件组合覆盖标准的测试数据，也一定满足判定覆盖、条件覆盖和判定/条件覆盖标准。因此，条件组合覆盖是前述几种覆盖标准中最强的。但是，满足条件组合覆盖标准的测试数据并不一定能使程序中的每条路径都执行到。 6. 点覆盖 图论中点覆盖的概念定义如下：如果连通图G的子图G′是连通的，而且包含G的所有结点，则称G′是G的点覆盖。 在第6.5节中已经讲述了从程序流程图导出流图的方法。在正常情况下流图是连通的有向图。满足点覆盖标准要求选取足够多的测试数据，使得程序执行路径至少经过流图的每个结点一次，由于流图的每个结点与一条或多条语句相对应，显然，点覆盖标准和语句覆盖标准是相同的。 7. 边覆盖 图论中边覆盖的定义是：如果连通图G的子图G″是连通的，而且包含G的所有边，则称G″是G的边覆盖。为了满足边覆盖的测试标准，要求选取足够多测试数据，使得程序执行路径至少经过流图中每条边一次。通常边覆盖和判定覆盖是一致的。 8. 路径覆盖 路径覆盖的含义是，选取足够多测试数据，使程序的每条可能路径都至少执行一次(如果程序图中有环，则要求每个环至少经过一次)。 7.6.2 控制结构测试 1. 基本路径测试 首先计算程序的环形复杂度，并用该复杂度为指南定义执行路径的基本集合，从该基本集合导出的测试用例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。 使用基本路径测试技术设计测试用例的步骤如下： 第一步，根据过程设计结果画出相应的流图。 例如，为了用基本路径测试技术测试下列的用PDL描述的求平均值过程，首先画出图7.6所示的流图。注意，为了正确地画出流图，我们把被映射为流图结点的PDL语句编了序号。 PROCEDURE average; /* 这个过程计算不超过100个在规定值域内的有效数字的平均值；同时计算有效数