軟件測試技術(shù)第3章

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1、 ,*,單擊此處編輯母版標題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,第三章 單元測試,由安博測試空間技術(shù)中心http:/ Down Unit Testing,）的單元測試策略、自底向上的單元測試策略（,Bottom up Unit Testing,）和孤立的單元測試策略。,自頂向下的單元測試策略,一）步驟：,1.,從最頂層開始，把頂層調(diào)用的單元做成樁模塊。,2.,對第二層測試，使用上面已測試的單元做驅(qū)動模塊。,3.,依次類推，直到全部單元測試結(jié)束。,二）優(yōu)點：可以在集成測試之前為系統(tǒng)提供早期的集成途徑。,三）缺點：單元測試被樁模塊控制，隨著單元測試的不斷進行，測試過

2、程也會變得越來越復(fù)雜，測試難度以及開發(fā)和維護的成本都不斷增加；,要求的低層次的結(jié)構(gòu)覆蓋率也難以得到保證；由于需求變更或其他原因而必須更改任何一個單元時，就必須重新測試該單元下層調(diào)用的所有單元；低層單元測試依賴頂層測試，無法進行并行測試，使測試進度受到不同程度的影響，延長測試周期。,四）總結(jié)：從上述分析中，不難看出該測試策略的成本要高于孤立的單元測試成本，因此從測試成本方面來考慮，并不是最佳的單元測試策略。,自底向上的單元測試,一）步驟：,1、先對模塊調(diào)用圖上的最底層模塊開始測試，模擬調(diào)用該模塊的模塊為驅(qū)動模塊。,2、其次，對上一層模塊進行單元測試，用已經(jīng)被測試過的模塊做樁模塊,。,3、依次類推

3、，直到全部單元測試結(jié)束。,二）優(yōu)點：不需要單獨設(shè)計樁模塊。,三）缺點：隨著單元測試的不斷進行，測試過程會變得越來越復(fù)雜，測試周期延長，測試和維護的成本增加；隨著各個基本單元逐步加入，系統(tǒng)會變得異常龐大，因此測試人員不容易控制；越接近頂層的模塊的測試其結(jié)構(gòu)覆蓋率就越難以保證；,另外，頂層測試易受底層模塊變更的影響，任何一個模塊修改之后，直接或間接調(diào)用該模塊的所有單元都要重新測試。,由于只有在底層單元測試完畢之后才能夠進行頂層單元的測試，所以并行性不好。另外，自底向上的單元測試也不能和詳細設(shè)計、編碼同步進行。,四）總結(jié)：相對其它測試策略而言，該測試策略比較合理,尤其是需要考慮對象或復(fù)用時。它屬于面

4、向功能的測試，而非面向結(jié)構(gòu)的測試。對那些以高覆蓋率為目標或者軟件開發(fā)時間緊張的軟件項目來說，這種測試方法不適用。,孤立測試,一）步驟：無需考慮每個模塊與其他模塊之間的關(guān)系，分別為每個模塊單獨設(shè)計樁模塊和驅(qū)動模塊，逐一完成所有單元模塊的測試。,二）優(yōu)點：該方法簡單、容易操作，因此所需測試時間短，能夠達到高覆蓋率。,三）缺點：不能為集成測試提供早期的集成途徑。依賴結(jié)構(gòu)設(shè)計信息，需要設(shè)計多個樁模塊和驅(qū)動模塊，增加了額外的測試成本。,四）總結(jié)：該方法是比較理想的單元測試方法。如輔助適當?shù)募蓽y試策略，有利于縮短項目的開發(fā)時間。,綜合測試,在單元測試中，為了有效地減少開發(fā)樁模塊的工作量，可以考慮綜合自底

5、向上測試策略和孤立測試策略。,3.4,單元測試分析,一般可以從如下幾個方面進行分析和測試，即：,1、,判斷得到的結(jié)果是否正確？,因為，對于測試而言，首要的任務(wù)就是察看一下所期望的結(jié)果是否正確，即對結(jié)果進行驗證。,2、,判斷是否滿足所有的邊界條件？,邊界條件是指軟件計劃的操作界限所在的邊緣條件。邊界條件測試是單元測試中最后也是最重要的一項任務(wù)。在使用邊界值測試的方法時，不妨結(jié)合實際項目參考以下測試技巧：輸入了完全偽造或者和要求不一致的數(shù)據(jù)。,1）輸入一個格式錯誤的數(shù)據(jù)。,2）提供一個空值或者不完整的值。,3）與意料之中的值相差很遠的值。,4）假如一個列表中不允許有重復(fù)的數(shù)值存在，就可以給它傳入一

6、組存在重復(fù)數(shù)值的列表；如果某個字段的值要求唯一，那么可以輸入兩個或多個相同的數(shù)值來進行測試。,5）假如一個列表中不允許有重復(fù)的數(shù)值存在，就可以給它傳入一組存在重復(fù)數(shù)值的列表；如果某個字段的值 要求唯一，那么可以輸入兩個或多個相同的數(shù)值來進行測試。,6）如果要求按照一定的順序來存儲一些數(shù)據(jù)，那么可以輸入一些順序打亂的數(shù)據(jù)來做測試。,7）對于一些做了安全限制的部分，盡量通過各種途徑嘗試能否繞過安全限制的測試。,8）如果功能的啟用有一定的順序限制，就用和期望不一致的順序來進行測試。,3、分析能否使用反向關(guān)聯(lián)檢查？,在實際程序中，有一些方法可以使用反向的邏輯關(guān)系來驗證它們。,4、,分析是否能使用其他手

7、段來交叉檢查一下結(jié)果？,一般而言，對某個值進行計算會有一種以上的算法，但我們會因考慮到運行效率或其他方面的原因而選擇其中的一種。,5、分析是否可以強制一些錯誤發(fā)生？,在實際使用過程當中，總會有意想不到各種各樣的情況和錯誤發(fā)生。,6、,分析模塊接口,數(shù)據(jù)在接口處出錯就好像丟掉了進入大門的鑰匙，無法進行下一步的工作，只有在數(shù)據(jù)能正確流入、流出模塊的前提下，其他測試才有意義。,7、,分析局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往是錯誤的根源，對其檢查主要是為了保證臨時存儲在模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)在程序執(zhí)行過程中完整、正確，因此應(yīng)仔細設(shè)計測試用例。,8、,分析獨立路徑,在模塊中應(yīng)對每一條獨立執(zhí)行路徑進行測試，單元測試的基本

8、任務(wù)是保證模塊中每條語句至少執(zhí)行一次。,9、,分析出錯處理是否正確,一個好的設(shè)計應(yīng)能預(yù)見各種出錯條件，并進行適當?shù)某鲥e處理，即預(yù)設(shè)各種出錯處理通路。,3.5,單元測試用例設(shè)計,單元測試用例的設(shè)計既可以使用白盒測試也可以使用黑盒測試，但以白盒測試為主。,白盒測試進入的前提條件是測試人員已經(jīng)對被測試對象有了一定的了解，基本上明確了被測試軟件的邏輯結(jié)構(gòu)。,黑盒測試是要首先了解軟件產(chǎn)品具備的功能和性能等需求，再根據(jù)需求設(shè)計一批測試用例以驗證程序內(nèi)部活動是否符合設(shè)計要求的活動。,測試人員在實際工作中至少應(yīng)該設(shè)計能夠覆蓋如下需求的基于功能的單元測試用例：,測試程序單元的功能是否實現(xiàn)；,測試程序單元性能是否

9、滿足要求（可選）；,是否有可選的其它測試特性，如邊界、余量、安全性、可靠性、強度測試、人機交互界面測試等。,無論是白盒測試還是黑盒測試，每個測試用例都應(yīng)該包含下面,4,個關(guān)鍵元素：,(1),被測單元模塊初始狀態(tài)聲明，即測試用例的開始狀態(tài)（僅適用于被測單元維持了調(diào)用中間狀態(tài)的情況,),；,(2)被測單元的輸入，包含由被測單元讀入的任何外部數(shù)據(jù)值；,(3)該測試用例實際測試的代碼，用被測單元的功能和測試用例設(shè)計中使用的分析來說明，如：單元中哪一個決策條件被測試；,(4),測試用例的期望輸出結(jié)果（在測試進行之前的測試說明中定義）。,一、測試用例設(shè)計步驟,以下描述進行測試用例設(shè)計的,6,步通用過程。,

10、步驟,1,：首先使被測單元運行；,這個階段適合的技術(shù)有：,模塊設(shè)計說明導(dǎo)出的測試,對等區(qū)間劃分,步驟,2,：正面測試,(Positive Testing),這個階段適合的技術(shù)：,設(shè)計說明導(dǎo)出的測試,對等區(qū)間劃分,狀態(tài)轉(zhuǎn)換測試,步驟,3,：負面測試,(Negative Testing),適合的技術(shù)有：,錯誤猜測,邊界值分析,內(nèi)部邊界值測試,狀態(tài)轉(zhuǎn)換測試,步驟,4:,模塊設(shè)計需求中其它測試特性用例設(shè)計,適合的技術(shù)：設(shè)計說明導(dǎo)出的測試,步驟,5,：覆蓋率測試用例設(shè)計,適合的技術(shù)：,分支測試,條件測試,數(shù)據(jù)定義使用測試,狀態(tài)轉(zhuǎn)換測試,步驟,6,：測試執(zhí)行,步驟,7,：完善代碼覆蓋,適合的技術(shù)：,分支測

11、試,條件測試,設(shè)計定義,試驗測試,狀態(tài)轉(zhuǎn)換測試,二、面向?qū)ο髴?yīng)用程序的單元測試用例設(shè)計,類測試一般也采用傳統(tǒng)的兩種測試方式：功能性測試和結(jié)構(gòu)性測試，即黑盒測試和白盒測試。,1,、功能性測試,功能性測試包括兩個層次：,類的規(guī)格說明和方法的規(guī)格說明。,2,、結(jié)構(gòu)性測試,結(jié)構(gòu)性測試對類中的方法進行測試，它把類作為一個單元來進行測試。測試分為兩層：第一層考慮類中各獨立方法的代碼；第二層考慮方法之間的相互作用，每個方法的測試要求能針對其所有的輸入情況。,(1),方法的單獨測試：,(2),方法的綜合測試,：,3,、基于對象,狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的面向?qū)ο筌浖y試,面向?qū)ο笤O(shè)計方法通常采用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖建立對象的動態(tài)行為

12、模型。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖用于刻畫對象,響應(yīng)各種事件時狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移的情況，結(jié)點表示對象的某個可能狀態(tài)，結(jié)點之間的有向邊通常用“事件動作”標出。,如圖,3-3,的示例中，表示當對象處于狀態(tài),A,時，若接收到事件,e,則執(zhí)行相應(yīng)的操作,a,且轉(zhuǎn)移到狀態(tài),B,。因此，對象的狀態(tài)隨各種外來事件發(fā)生怎樣的變化，是考察對象行為的一個重要方面。,圖,3-3,對象,-,狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,下面給出基于狀態(tài)測試的主要步驟：,依據(jù)設(shè)計文檔，或者通過分析對象數(shù)據(jù)成員的取值情況空間，得到被測試類的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；,給被測試的類加入用于設(shè)置和檢查對象狀態(tài)的新方法,導(dǎo)出對象的邏輯狀態(tài)；,對于狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的每個狀態(tài)，確定該狀態(tài)是哪些方法的合法起

13、始狀態(tài)，即在該狀態(tài)時，對象允許執(zhí)行哪些操作；,在每個狀態(tài)，從類中方法的調(diào)用關(guān)系圖最下層開始，逐一測試類中的方法；,測試每個方法時，根據(jù)對象當前狀態(tài)確定出對方法的執(zhí)行路徑有特殊影響的參數(shù)值，將各種可能組合作為參數(shù)進行測試。,4,、類的數(shù)據(jù)流測試,數(shù)據(jù)流測試是一種白盒測試方法，它利用程序的數(shù)據(jù)流之間的關(guān)系來指導(dǎo)測試的選擇。,數(shù)據(jù)流分析,當數(shù)據(jù)流測試用于單個過程的單元測試時，定義,-,引用對可利用傳統(tǒng)的迭代的數(shù)據(jù)流分析方法來計算，這種方法利用一個控制流圖,(control flow graph),來表示程序，其中的節(jié)點表示程序語句，邊表示不同語句的控制流，且每一個控制流圖都加上了一個入口和一個出口。

14、,類及類測試,類是個獨立的程序單位，它應(yīng)該有一個類名并包括屬性說明和服務(wù)說明兩個主要部分，對象是類的一個實例。不失一般性，我們這里構(gòu)造一個類的模型。,我們對類進行三級測試，定義如下：,A.,方法內(nèi)部測試：測試單個方法，這級測試相當,于單元測試；,B.,方法間測試：在類中與其它方法一起測試一個,直接或間接調(diào)用的公開方法，這級測試相當于,集成測試；,C.,類內(nèi)部測試：測試公開方法在各種調(diào)用順序時的,相互作用關(guān)系，由于類的調(diào)用能夠激發(fā)一系列不,同順序的方法，我們可以用類內(nèi)部測試來確定類,的相互作用關(guān)系順序，但由于公開方法的調(diào)用順,序是無限的，我們只能測試其中一個子集。,數(shù)據(jù)流測試,為了支持現(xiàn)有的類內(nèi)

15、部測試（,Intra-class testing,）技術(shù)，我們需要一個基于代碼的測試技術(shù)來識別需要測試的類的部件，這種技術(shù)就是數(shù)據(jù)流測試，它考慮所有的類變量及程序點說明的定義,-,引用對（,def,use pairs,）。,計算類的數(shù)據(jù)流信息,為了支持類的數(shù)據(jù)流測試，我們必須計算類的各種定義-引用對。,為了計算類的三種定義-引用對，我們可以構(gòu)造一個類控制流圖(class control flow graphCCFG)，其算法如下：,為類構(gòu)造類調(diào)用圖，作為類控制流圖的初值；,把框架(frame)加入到類調(diào)用圖中；,根據(jù)相應(yīng)的控制流圖替換類調(diào)用圖中的每一,個調(diào)用節(jié)點，具體實現(xiàn)方法：對于類C 中的每

16、一,個方法M，在類調(diào)用圖中用方法M 的控制流圖,替代方法M 的調(diào)用結(jié)點，并更新相應(yīng)的邊；,用調(diào)用節(jié)點和返回節(jié)點替換調(diào)用點，具體實現(xiàn)方法：對于類調(diào)用圖中的每一個表示類C 中調(diào)用方法M 的調(diào)用點S，用一個調(diào)用節(jié)點和返回節(jié)點代替調(diào)用點S；,把單個的控制流圖連接起來，具體實現(xiàn)方法：對于類控制流圖中的每一個方法M，加上一條從框架調(diào)用節(jié)點到輸入節(jié)點的邊和一條從輸出節(jié)點到框架返回節(jié)點的邊，其中輸入節(jié)點和輸出節(jié)點都在方法M 的控制流圖中；,返回完整的類控制流圖。,3.6單元測試過程,圖3-7從宏觀的角度概括了單元測試的工作過程圖。,一、單元測試進入和退出準則,如表3-1和表3-2所示：,表,3-1,進入準則,表,3-2,退出準則,二、單元測試過程,圖,3-7,單元測試工作過程,（,1,）準備階段,（,2,）編制階段,（,3,）代碼審查階段,（,4,）單元測試階段,（,5,）評審、提交階段,3.7,單元測試舉例,一、單元測試計劃,1.,簡介,這份文檔的目標是詳細描述對兩票系統(tǒng)的可以實現(xiàn)在二次系統(tǒng)圖上進行圖形開票模塊的功能驗證的測試過程。,2.,本測試的總目標：,是否實現(xiàn)了需求文檔中定義的所有功能。,3.