軟件工程軟件測(cè)試

,軟件測(cè)試,第 五,章,5.1,軟件測(cè)試的基本概念,一、軟件測(cè)試的目的和重要性,因?yàn)殚_(kāi)發(fā)工作的前期不可避免地會(huì)引入錯(cuò)誤，測(cè)試的,目的是為了發(fā)現(xiàn)和改正錯(cuò)誤,，這對(duì)于某些涉及人的生命安全或重要的軍事、經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的項(xiàng)目顯得尤其重要。,1963年美國(guó)飛往火星的火箭爆炸，原因是,FORTRAN,程序：,DO 5 I=1，3,誤寫(xiě)為：,DO 5 I=1.3,損失1000萬(wàn)美元。,1967,年蘇聯(lián),“,聯(lián)盟一號(hào),”,宇宙飛船返回時(shí)因忽略一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，在進(jìn)入大氣層時(shí)打不開(kāi)降落傘而燒毀。,二、軟件測(cè)試的,特點(diǎn),1、軟件測(cè)試的開(kāi)銷(xiāo)大,按照,Boehm,的統(tǒng)計(jì)，軟件測(cè)試的開(kāi)銷(xiāo)大約占總成本的30%-50%。例如：,APPOLLO,登月計(jì)劃，80%的經(jīng)費(fèi)用于軟件測(cè)試。,2、不能進(jìn)行,“,窮舉,”,測(cè)試,只有將所有可能的情況都測(cè)試到，才有可能檢查出所有的錯(cuò)誤。但這是不可能的：,例：程序,P,有兩個(gè)整型輸入量,X、Y，,輸出量為,Z，,在32位機(jī)上運(yùn)行。所有的測(cè)試數(shù)據(jù)組（,X,i,，Y,i,）,的數(shù)目為：2,2 =2 1毫秒執(zhí)行1次，共需5億年。,32,32,64,P,X,Y,Z,二、軟件測(cè)試的,特點(diǎn) 結(jié)論,3、軟件測(cè)試難度大,根據(jù)上述分析，既然不能進(jìn)行,“,窮舉,”,測(cè)試，又要查出盡可能多的錯(cuò)誤，軟件測(cè)試工作的難度大。只有選擇,“,高效的測(cè)試用例,”,什么是,“,高效的測(cè)試用例,”,？,如何選擇,“,高效的測(cè)試用例,”,？,這就是本章討論的主要問(wèn)題！,三、軟件測(cè)試的基本原則,3、充分注意測(cè)試中的群集現(xiàn)象。,1、盡量不由程序設(shè)計(jì)者進(jìn)行測(cè)試。,2、關(guān)鍵是注重測(cè)試用例的選擇。,輸入數(shù)據(jù)的組成（輸入數(shù)據(jù)、預(yù)期的輸出結(jié)果）,既有合理輸入數(shù)據(jù)，也有不合理的輸入數(shù)據(jù)。,用例既能檢查應(yīng)完成的任務(wù)，也能夠檢查不應(yīng)該完成的任務(wù)。,長(zhǎng)期保存測(cè)試用例。,5.2,軟件測(cè)試方法,軟件測(cè)試方法分為兩類(lèi)：靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)測(cè)試,一、靜態(tài)分析方法,指以人工的、非形式化的方法對(duì)程序進(jìn)行分析和測(cè)試。,桌前檢查代碼會(huì)審步行檢查,步行檢查時(shí)，還常使用以下分析方法：,調(diào)用圖,從語(yǔ)義的角度考察程序的控制路線。,數(shù)據(jù)流分析圖,檢查分析變量的定義和引用情況。,調(diào)用圖,無(wú)論,Y,為何值，都不能夠調(diào)用子程序,。,READY,Y0,N,X:=Y,X1)AND(B=0),THEN X:=X/A;,IF(A=2)OR (X1),THEN X:=X+1,END;,1）選擇邏輯覆蓋標(biāo)準(zhǔn)。,2）按照覆蓋標(biāo)準(zhǔn)列出所有情況。,3）選擇確定測(cè)試用例。,4）驗(yàn)證分析運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期結(jié)果。,邏輯結(jié)構(gòu),白盒法舉例,Procedure（VAR A,B,X:REAL）；,BEGIN,IF（A1)AND(B=0),THEN X:=X/A;,IF(A=2)OR (X1),THEN X:=X+1,END;,A1,AND,B=0,X:=X/A,A=2,OR,X1,X:=X+1,Y,N,Y,N,邏輯結(jié)構(gòu),1、語(yǔ)句覆蓋,使得程序中每個(gè)語(yǔ)句至少都能被執(zhí)行一次。,A1,AND,B=0,X:=X/A,A=2,OR,X1,X:=X+1,a,b,c,d,e,滿足語(yǔ)句覆蓋的情況：,執(zhí)行路徑：ace,選擇用例：,(2,0,4),(2,0,3),用例格式：,輸入(A,B,X)，輸出(A,B,X),Y,N,Y,N,2、判定覆蓋,使得程序中每個(gè)判定至少為,TRUE,或,FALSE,各一次。,A1,AND,B=0,X:=X/A,A=2,OR,X1,X:=X+1,a,b,c,d,e,覆蓋情況：,應(yīng)執(zhí)行路徑,ace,abd,或：,acd,abe,選擇用例(其一）：,(2,0,4),(2,0,3)ace,(1,1,1),(1,1,1)abd,(2,1,1),(2,1,2)abe,(3,0,3),(3,1,1)acd,Y,Y,N,N,3、條件覆蓋,A1,AND,B=0,X:=X/A,A=2,OR,X1,X:=X+1,a,b,c,d,e,使得判定中的每個(gè)條件獲得各種可能的結(jié)果。,應(yīng)滿足以下覆蓋情況：,判定一:A1,A,1,B=0,B,0,判定二:A=2,A,2,X1,X1,選擇用例：,(2,0,4),(2,0,3),(1,1,1),(1,1,1),N,N,Y,Y,2,A,1,A,2,0,B=0,4,X1,1,A1,A=2,1,B,0,1,X1,注意,:(1,0,3),(1,0,4),(2,1,1),(2,1,2),滿足條件覆蓋，但不滿足判斷覆蓋。,4、判定/條件覆蓋,同時(shí)滿足判斷覆蓋和條件覆蓋。,A1,AND,B=0,X:=X/A,A=2,OR,X1,X:=X+1,a,b,c,d,e,應(yīng)滿足以下覆蓋情況：,條件:A1,A,1,B=0,B,0,A=2,A,2,X1,X1,應(yīng)執(zhí)行路徑,ace,abd,或：,acd,abe,選擇用例：,(2,0,4),(2,0,3)（ace),(1,1,1),(1,1,1)(abd),Y,Y,N,N,5、條件組合覆蓋,使得每個(gè)判定中條件的各種可能組合都至少出現(xiàn)一次。,A1,X:=X/A,A=2,X:=X+1,a,b,c,d,e,B=0,X1,Y,N,Y,N,Y,N,Y,N,編譯系統(tǒng)下的執(zhí)行情況：,部分路徑未被執(zhí)行。,滿足以下覆蓋情況：,A1,B=0 ,A1,B,0,A,1,B=0,A,1,B0,A=2,X1,A=2,X1,A,2,X1,A,2,X1,選擇用例：,(2,0,4),(2,0,3),(2,1,1),(2,1,2),(1,0,3),(1,0,4),(1,1,1),(1,1,1),路徑覆蓋：選擇足夠多的測(cè)試數(shù)據(jù)，使程序的每條可能路徑都至少執(zhí)行一次。,START,INPUT,（,A,B,C,）,IF A5,THEN X=10,ELSE X=1,END IF,IF B10,THEN Y=20,ELSE Y=2,END IF,IF C15,THEN Z=30,ELSE Z=3,END IF,PRINT(X,Y,Z),STOP,共有,8,條可能的執(zhí)行路徑,三個(gè)判定表達(dá)式之值依次為假、假、假：,輸入：,A=1,，,B=1,，,C=1,；預(yù)期輸出：,X=1,，,Y=2,，,Z=3,三個(gè)判定表達(dá)式之值依次為假、假、真：,輸入：,A=2,，,B=3,，,C=23,；預(yù)期輸出：,X=1,，,Y=2,，,Z=30,三個(gè)判定表達(dá)式之值依次為假、真、假：,輸入：,A=3,，,B=12,，,C=6,；預(yù)期輸出：,X=1,，,Y=20,，,Z=3,三個(gè)判定表達(dá)式之值依次為假、真、真：,輸入：,A=4,，,B=13,，,C=16,；預(yù)期輸出：,X=1,，,Y=20,，,Z=30,三個(gè)判定表達(dá)式之值依次為真、假、假：,輸入：,A=6,，,B=7,，,C=9,；預(yù)期輸出：,X=10,，,Y=2,，,Z=3,三個(gè)判定表達(dá)式之值依次為真、假、真：,輸入：,A=8,，,B=8,，,C=18,；預(yù)期輸出：,X=10,，,Y=2,，,Z=30,三個(gè)判定表達(dá)式之值依次為真、真、假：,輸入：,A=10,，,B=12,，,C=6,；預(yù)期輸出：,X=10,，,Y=20,，,Z=3,三個(gè)判定表達(dá)式之值依次為真、真、真：,輸入：,A=11,，,B=14,，,C=57,；預(yù)期輸出：,X=10,，,Y=20,，,Z=30,二、動(dòng)態(tài)測(cè)試方法,（2）,等,價(jià),分,類(lèi),法,邊,值,分,析,法,錯(cuò),誤,推,測(cè),法,因,果,圖,法,(2)黑盒法,不考慮程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與特性，只根據(jù)程序功能或程序的外部特性設(shè)計(jì)測(cè)試用例。,1、等價(jià)分類(lèi)法,基本思想：,根據(jù)程序的,I/O,特性，將程序的定義域劃分為有限個(gè)等價(jià)區(qū)段,“,等價(jià)類(lèi),”,，從等價(jià)類(lèi)中選擇出的用例，具有,“,代表性,”,。,等價(jià)類(lèi)分為：,有效等價(jià)類(lèi),對(duì)于程序的規(guī)格說(shuō)明是合理的、有意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。,無(wú)效等價(jià)類(lèi),對(duì)于程序的規(guī)格說(shuō)明，是不合理的，是沒(méi)有意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。,等價(jià)分類(lèi)法步驟,應(yīng),按照輸入條件,（如輸入值的范圍，值的個(gè)數(shù)，值的集合，輸入條件必須如何）劃分為有效等價(jià)類(lèi)和無(wú)效等價(jià)類(lèi)。,例如：每個(gè)學(xué)生可選修1-3門(mén)課程,可以劃分一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)：選修1-3門(mén)課程。,可以劃分兩個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)：未選修課，選修課超過(guò)3門(mén)。,又如：標(biāo)識(shí)符的第一個(gè)字符必須是字母。,可以劃分為一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)：第一個(gè)字符是字母。,可以劃分一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)：第一個(gè)字符不是字母。,劃分“等價(jià)類(lèi)”,顯然，關(guān)鍵是,如何劃分等價(jià)類(lèi),A、,為每個(gè)等價(jià)類(lèi)編號(hào)；,B、,使一個(gè)測(cè)試用例盡可能覆蓋多個(gè)有效等價(jià)類(lèi),C、,特別要注意的是：一個(gè)測(cè)試用例只能覆蓋一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)。,選擇測(cè)試用例,等價(jià)分類(lèi)法步驟,如何劃分等價(jià)類(lèi)？,有效等價(jià)類(lèi),(,合理等價(jià)類(lèi),),無(wú)效等價(jià)類(lèi),(,不合理等價(jià)類(lèi),),(1),如果,輸入,條件規(guī)定了取值,范圍,，可定義,一個(gè)有,效等價(jià)類(lèi)和兩個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)。,例,輸入,值是學(xué)生成績(jī)，范圍是,0,100,0 100,有效等價(jià)類(lèi),0,成績(jī),100,無(wú)效等價(jià)類(lèi),成績(jī),100,無(wú)效等價(jià)類(lèi),成績(jī),0,(2),如果,輸入,條件代表,集合,的某個(gè)元素,，則可,定義,一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)和一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)。,(,3),如規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值，且程序?qū)Σ煌斎胫底霾煌幚?，則每個(gè)允許的輸入值是一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)，并有一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi),(,所有不允許的輸入值的集合,),。,例：輸入條件說(shuō)明學(xué)歷可為,:,專(zhuān)科、本科、碩士、博士四種之一，則分別取這四個(gè)值作為四個(gè)有效等價(jià)類(lèi)，另外把四種學(xué)歷之外的任何學(xué)歷作為無(wú)效等價(jià)類(lèi),(4),如果規(guī)定了,輸入,數(shù)據(jù),必須遵,循,的規(guī)則，可,確定,一個(gè)有效等價(jià)類(lèi),（,符合規(guī)則,）,和若干個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi),（,從不同角度違反規(guī)則,),。,(5),如已劃分的等價(jià)類(lèi)各元素在程序中的處理方式不同，則應(yīng)將此等價(jià)類(lèi)進(jìn)一步劃分成更小的等價(jià)類(lèi)。,用等價(jià)類(lèi)劃分法設(shè)計(jì)測(cè)試用例步驟：,(1),形成,等價(jià)類(lèi)表,，每一等價(jià)類(lèi)規(guī)定一個(gè)唯一的,編號(hào),；,(2),設(shè)計(jì)一,測(cè)試用例,，,使其盡可能多地覆蓋尚未,覆蓋,的,有效等價(jià)類(lèi),，,重復(fù)這一步驟，直到所有有效等價(jià)類(lèi)均被測(cè)試用例所覆蓋；,(3),設(shè)計(jì)一新,測(cè)試用例,，,使其只,覆蓋,一個(gè),無(wú)效等價(jià)類(lèi),，,重復(fù)這一步驟直到所有無(wú)效等價(jià)類(lèi)均被覆蓋；,例,:,某報(bào)表處理系統(tǒng)要求用戶輸入處理報(bào)表的日期，日期限制在,2003,年,1,月至,2008,年,12,月，即系統(tǒng)只能對(duì)該段期間內(nèi)的報(bào)表進(jìn)行處理，如日期不在此范圍內(nèi)，則顯示輸入錯(cuò)誤信息。系統(tǒng)日期規(guī)定由年、月的,6,位數(shù)字字符組成，前四位代表年，后兩位代表月。,如何用等價(jià)類(lèi)劃分法設(shè)計(jì)測(cè)試用例,來(lái)測(cè)試程序的日期檢查功能？,輸入,條件,有效等價(jià)類(lèi) 無(wú)效等價(jià)類(lèi),報(bào)表日期的,類(lèi)型及長(zhǎng)度,6,位數(shù)字,字符,(1),有非數(shù)字字符,(4),少于,6,個(gè),數(shù)字,字符,(5),多于,6,個(gè),數(shù)字,字符,(6),年份范圍,在,2003,2008,之間,(2),小于,2003,(7),大于,2008,(8),月份范圍,在,1,12,之間,(3),“報(bào)表日期”輸入條件的等價(jià)類(lèi)表,小于,1,(9),大于,12,(10),第二步：,為有效等價(jià)類(lèi)設(shè)計(jì),測(cè)試用例,測(cè)試數(shù)據(jù) 期望結(jié)果,覆蓋,范圍,200306,等價(jià)類(lèi),(1)(2)(3),輸入,有效,對(duì)表中,編號(hào)為,1,2,3,的,3,個(gè)有效等價(jià)類(lèi)用,一,個(gè)測(cè)試用例,覆蓋,：,(1),6,位數(shù)字,字符,(2),年在,2003,2008,之間,(3),月在,1,12,之間,第,三,步：,為每一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)設(shè)至少,設(shè)計(jì)一個(gè),測(cè)試用例,測(cè)試數(shù)據(jù) 期望結(jié)果,覆蓋,范圍,003,MAY,等價(jià)類(lèi),(4),輸入無(wú),效,20035,等價(jià)類(lèi),(5),輸入無(wú),效,2003005,等價(jià)類(lèi),(6),輸入無(wú),效,2001,05,等價(jià)類(lèi),(7),輸入無(wú),效,2009,05,等價(jià)類(lèi),(8),輸入無(wú),效,2003,00,等價(jià)類(lèi),(9),輸入無(wú),效,2003,13,等價(jià)類(lèi),(10),輸入無(wú),效,不能出現(xiàn)相同,的測(cè)試用例,本例的,10,個(gè)等價(jià)類(lèi)至,少需要,8,個(gè)測(cè)試用例,2、邊值分析法,基本思想：,選擇等價(jià)類(lèi)的邊緣值作為測(cè)試用例，讓每個(gè)等價(jià)類(lèi)的邊界都得到測(cè)試，選擇測(cè)試用例既考慮,輸入,亦考慮,輸出,。,分析步驟：,A、,先劃分等價(jià)類(lèi)。,B、,選擇測(cè)試用例，