白盒测试
白盒测试也称结构性测试、逻辑驱动测试、基于程序的测试
特点
– 将程序的执行表现与编码意图作比较
– 关心软件内部设计和程序实现
– 主要测试依据是代码和设计文档
– 支持严格定义、数学分析和精确度量
– 不验证需求规格，无法发现功能遗漏等问题
主要使用阶段
–单元测试阶段：一般由开发人员进行
–集成测试阶段：一般由测试人员和开发人员共同完成
白盒测试方法
静态测试
人工代码检查
- 代码审查
- 由3-5 人小组进行
- 一个会议协调人，负责分发相关材料，记录错误等
- 程序员一行一行解释程序
- 小组成员提问
- 通常审查小组有一个潜在错误的checklist以供审查
- 代码走查
- 充当计算机的角色，在一定的测试集下人工推演程序的执行
软件度量
依据ISO/IEC 9126标准、国标、国军标，采取度量统计的方法能够分析程序的某些质量因素
- McCabe度量法
- 基于图论
- V(G) = E-n+2p ，E为图G中的边数，n为节点数，P为连通分量个数。V(G)值过大，则程序不易理解与维护
- Halstead度量法
- 以程序中出现的操作符和操作数为计算对象，给出源程序后，根据这些参数，按公式可求得程序工作量的估值
- 参数：
- n1 程序中运算符出现的种类
- N1 程序中运算符的总数
- n2 程序中运算对象出现的种类
- N2 程序中运算对象的总数
- 公式：
- 程序的长度: N = N1＋ N2
- 程序量: V ＝（N1 ＋ N2）log2（n1 ＋n2 ）
- 语言抽象级别: L ＝ （2 * n2）／（nl * N2）
- 程序工作量: E = V／L
其它方法
- 代码自动审查：通过程序抽象、有限状态机等技术，在不
运行程序的情况下，发现其中的错误
- 风格检查
- 编码风格: 针对程序指令、运算符、代码结构、声明等方面制定规则并检查
- 命名风格: 对程序中局部变量、全局变量、类等的命名制定规则并检查，以利于程序的理解、维护
动态测试
覆盖测试分析
衡量软件被测试执行的程度
在尽可能多地执行程序的路径，进行逻辑覆盖的同时，考察程序执行表现是否异常，尤其是某些复杂的和"正常"情况下不易执行的路径。
运行时错误检测
在程序中注入监控代码，监控程序运行，检测是否有错误发生
变异测试：一种检查测试集检错是否充分的方法
在程序中人为植入错误（变异算子，如删除语句、修改比较运算符、修改算术运算符、替换变量等），检查在给定测试集下，人为植入的错误是否能够被发现。
– 能够发现：测试集发现问题能够好
– 不能发现：测试集检错能力弱，应补充测试用例。
覆盖测试
逻辑覆盖方法
-
语句覆盖
每条语句至少被执行一次（一个测试用例）
问题：假分支没有得到检查
-
判定覆盖
使程序中每个判定真假的分支至少执行一次
问题：没有检查每个独立条件
-
条件覆盖
每个判断中每个条件的真假可能取值均至少被取到一次
条件覆盖不一定包含判定覆盖，判定覆盖也不一定包含条件覆盖
-
判定/条件覆盖
在覆盖条件的同时，要求也覆盖判定（分支/边）
问题：未考虑条件的组合情况
-
条件组合覆盖
设计足够多的测试用例，使得每个判定中条件的各种可能组合都至少出现一次
问题：指数级爆炸
-
修正条件/判定覆盖
- 程序的每个入口和出口都必须执行一次
- 程序中每个条件必须至少取到其所有可能值各一次
- 判定中，每个条件应独立影响判定结果至少一次
-
路径覆盖
设计足够多的测试用例，覆盖程序中的每条路径
路径覆盖未必条件组合覆盖
条件组合覆盖未必路径覆盖（比如循环）
- 高覆盖未必找到更多错误，只是找到的可能性更大无论哪种覆盖方法，都无法绝对保证程序的正确性
- 覆盖率不是目的，只是一种手段，不要追求绝对100%的覆盖率，且不可能针对所有的覆盖率去测试
路径测试
-
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，导出基本路径集合，从而设计测试用例的方法。
-
McCabe的基路径方法
- 以程序控制流图中的线性独立环路为基
- 线性独立环路：至少拥有一条以上其它线性独立路径中没有的边，从初始节点到终止节点的路径
- 线性独立环路数的数量即程序控制流图的圈数量
- 路径加法就是一条路径后接另一条路径，乘法对应于路径的重复，这样任何路径都可以由基本路径表达
- 弱点
- 假设测试基路径集合是充分的（实际未必）
- 向量运算用于程序路径的表达上，没有真实物理意义
- 例
圈数计算
不增加从汇节点到源节点的边
– V(G) = e – n＋2p = 10 – 7 + 2 = 5
增加汇节点->源节点边后
– V(G) = e – n＋p = 11 – 7 + 1 = 5
可得到基
P1：A，B，C，G
P2：A，B，C，B，C，G
P3：A，B，E，F，G
P4：A，D，E，F，G
P5：A，D，F，G
-
循环测试策略
- 简单循环(循环最大次数n)
- 跳过整个循环
- 只循环一次
- 循环两次
- 循环m次,m<n
- 分别循环n-1,n,n+1次
- 嵌套循环
- 从内层开始,所有外层的循环次数为最小,内层循环按简单循环策略
- 或由内向外,外层仍取最小,内层取典型值
数据流测试
主要测试程序中的数值流（覆盖值传递路径），检测变量定义与使用的情况。
它比较容易发现下列类型的错误
–变量被定义，但是从来没有使用。
–所使用的变量没有被定义。
–变量在使用之前被定义两次。
–其它定义不当或使用不当的情况
def(x): 定义变量x 的节点的集合
use(x): 使用变量x 的节点的集合
du(s, x): 节点集，其中的每个节点s’满足s’属于use(x) ，且从s 到s’ 有一条路径，其上变量x没有被重新定值。
覆盖准则
- 全定义(all-defs)：对任一变量x，和它的任一定义点s属于def(x) ，测试执行至少包含到du(s, x) 中某个节点的一条路径
- 全使用(all-uses)：对任一变量x，和它的任一定义点s 属于def(x) ，测试执行至少包含到du(s,x)中每个节点的一条路径。
- 全定义-使用路径(all-du-paths)：对任一变量x，和它的任一定义点s 属于 def(x) ，测试执行包含到du(s,x)中每个节点的所有路径。
