【软件测试基础】- [4].白盒测试设计方法

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-05-25 01:07 192阅读 0赞

# 基本概念 #

白盒测试（white-box testing，又称逻辑驱动测试，结构测试）是把测试对象看作一个打开的盒子。利用白盒测试法进行动态测试时，需要测试软件产品的内部结果和处理过程，不需要测试软件产品的功能。

# 方法分类 #

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>测试方法</th> 
   <th>分类</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>逻辑覆盖</td> 
   <td>语句覆盖</td> 
   <td>每条语句至少执行一次</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>判定覆盖</td> 
   <td>每个判定的每个分支至少执行一次</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>条件覆盖</td> 
   <td>每个判定的每个条件应取到各种可能的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>判定/条件覆盖</td> 
   <td>同时满足判定覆盖和条件覆盖</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>条件组合覆盖</td> 
   <td>每个判定中各条件的每一种组合至少出现一次</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>路径覆盖</td> 
   <td>程序中每一条可能的路径至少执行一次</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>循环覆盖</td> 
   <td>简单循环</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>串接循环</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>嵌套循环</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>复杂循环</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>基本路径测试</td> 
   <td>-</td> 
   <td>根据程序流程图简化得控制流图，设计基本路径</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 设计方法 #

## 示例代码 ##

下面我将以这段代码为例（咱们先不管这个举例是否特别合适，能达到目的即可），带领大家一起体验白盒测试的各种方法。如果对java不太了解的童鞋，可以简单的理解为一个条件判断语句：如果满足条件A，c=x/y，否则满足条件B，c=c+1，最后条件都不满足的话，c=y+c。

建议：如果想使得测试思路更加清晰的话，可以自己在脑海里画一个二维坐标，x对应横轴，y对应纵轴。

public static float test(float x, float y) {
    
           float c = 0;
           if (x > 0 && y > 0) {
               c = x / y;
           }
           if (x > 1 || y < 5) {
               c = c + 1;
           }
           c = y + c;
           return c;
       }

## 语句覆盖 ##

语句覆盖法的基本思想是设计若干测试用例，执行被测程序，使得每个可执行语句至少被执行一次。

*  如果是顺序结构，就让程序从头执行到尾
 *  如果有分支，条件和循环，利用如下方法，执行足够的测试覆盖全部语句

### 设计用例 ###

![这里写图片描述][70]

`设计一条用例即可达到语句覆盖`

x = 2, y = 3

为什么? 因为整个方法体内，代码全部都被覆盖到了。想想是不是?

### 优缺点 ###

优点

> 可以直观的从源代码得到测试用例，无需细分每条判定表达式。

缺点

> 由于这种测试方法仅仅针对程序逻辑中显式存在的语句，但对于隐藏条件是无法测试到的。比如在多分支的逻辑运算中无法全面的考虑。语句覆盖是最弱的逻辑覆盖。

## 判定覆盖 ##

判定覆盖的基本思想是设计若干测试用例，运行被测程序，使得程序每个判断的取真分支和取假分支至少执行一次，即判断真假值均被满足。

一个判定往往代表程序的一个分支，所以判定覆盖也称为`分支覆盖`。

### 设计用例 ###

![这里写图片描述][70 1]

根据定义，我们将条件M的yes分支和no分支，条件N的yes分支和no分支覆盖到即可达到覆盖所有判定的真假分支。

### 优缺点 ###

优点

> 判定覆盖具有与语句覆盖更强的测试能力。同样判定覆盖具有和语句覆盖一样的简单性，无需细分每个判定就可以得到测试用例。

缺点

> 往往大部分的判定语句是由多个逻辑条件组合而成（如，判定语句中包含AND、OR、CASE），若仅仅判断其整个最终结果，而忽略每个条件的取值情况，必然会遗漏部分测试路径。

## 条件覆盖 ##

![这里写图片描述][70 2]  
条件覆盖要求设计足够多的测试用例，使得判定中的每个条件获得各种可能的结果，即每个条件至少有一次为真值，有一次为假值。  
比如：x > 0 && y > 0  
需要设计用例覆盖到 x>0为真/假 和 y>0为真/假的情况。

### 设计用例 ###

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>判定条件</td> 
   <td>条件</td> 
   <td>取值</td> 
   <td>简称</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>M</td> 
   <td>x&gt;0</td> 
   <td>TRUE</td> 
   <td>T1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FALSE</td> 
   <td>F1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>y&gt;0</td> 
   <td>TRUE</td> 
   <td>T2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FALSE</td> 
   <td>F2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>N</td> 
   <td>x&gt;1</td> 
   <td>TRUE</td> 
   <td>T3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FALSE</td> 
   <td>F3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>y&lt; 5</td> 
   <td>TRUE</td> 
   <td>T4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FALSE</td> 
   <td>F4</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

我们现在需要做的是，用例覆盖到T1,T2,T3,T4,F1,F2,F3,F4

### 优缺点 ###

优点

> 显然条件覆盖比判定覆盖，增加了对符合判定情况的测试，增加了测试路径。

缺点

> 要达到条件覆盖，需要足够多的测试用例，但条件覆盖并不能保证判定覆盖。条件覆盖只能保证每个条件至少有一次为真，而不考虑所有的判定结果。

## 判定-条件覆盖 ##

它是`判定覆盖`和`条件覆盖`的交集，需要设计足够多的测试用例，使得判定中每个条件的所有可能结果至少出现一次，每个判定本身所有可能结果也至少出现一次。

### 设计用例 ###

![这里写图片描述][70 3]

设计的用例满足:

*  覆盖T1-T4 ，F1-F4
 *  覆盖M为真/假,N为真/假

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>测试用例</th> 
   <th>具体取值条件</th> 
   <th>取值条件</th> 
   <th>判定条件</th> 
   <th>执行路径</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>x=1,y=5</td> 
   <td>x&gt;0,y&gt;0,x&lt;=1,y&gt;=5</td> 
   <td>T1,T2,F3,F4</td> 
   <td>M=T,N=F</td> 
   <td>1-2-5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>x=0,y=0</td> 
   <td>x&lt;=0,y&lt;=0,x&lt;=1,y&lt;5</td> 
   <td>F1,F2,F3,T4</td> 
   <td>M=F,N=T</td> 
   <td>1-3-4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>x=2,y=-2</td> 
   <td>x&gt;0,y&lt;=0,x&gt;1,y&lt;5</td> 
   <td>T1,F2,T3,T4</td> 
   <td>M=F,N=T</td> 
   <td>1-3-4</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 优缺点 ###

优点

> 判定/条件覆盖满足判定覆盖准则和条件覆盖准则，弥补了二者的不足。

缺点

> 判定/条件覆盖准则的缺点是未考虑条件的组合情况。

## 条件组合覆盖 ##

要求设计足够多的测试用例，使得每个判定中条件结果的所有可能组合至少出现一次。

### 设计用例 ###

按照条件组合覆盖的基本思想，对于前面的例子，我们把每个判断中的所有条件进行组合，设计`组合条件`如表所示，而我们设计的测试用例就要`包括所有的组合条件`、

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>组合编号</th> 
   <th>覆盖条件取值</th> 
   <th>判定条件取值</th> 
   <th>判定-条件组合</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>T1,T2</td> 
   <td>M=T</td> 
   <td>x&gt;0,y&gt;0,M为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>T1,F2</td> 
   <td>M=F</td> 
   <td>x&gt;0,y&lt;=0.M为假</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>F1,T2</td> 
   <td>M=F</td> 
   <td>x&lt;=0,y&gt;0.M为假</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>F1,F2</td> 
   <td>M=F</td> 
   <td>x&lt;=0,y&lt;=0.M为假</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5</td> 
   <td>T3,T4</td> 
   <td>N=T</td> 
   <td>x&gt;1,y&lt;5. N为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>6</td> 
   <td>T3,F4</td> 
   <td>N=T</td> 
   <td>x&gt;1,y&gt;=5,N为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>7</td> 
   <td>F3,T4</td> 
   <td>N=T</td> 
   <td>x&lt;=1,y&lt;5, N为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>8</td> 
   <td>F3,F4</td> 
   <td>N=F</td> 
   <td>x&lt;=1,y&gt;=5, N为假</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

可以看出实际上 1-2-5是未被覆盖到的。下一个方法会提到。

### 优缺点 ###

优点

> 多重条件覆盖准则满足判定覆盖、条件覆盖和判定/条件覆盖准则。更改的判定/条件覆盖要求设计足够多的测试用例，使得判定中每个条件的所有可能结果至少出现一次，每个判定本身的所有可能结果也至少出现一次。并且每个条件都显示能单独影响判定结果。

缺点

> 线性地增加了测试用例的数量。

## 路径覆盖 ##

设计所有的测试用例，用来覆盖程序中的所有可能的执行路径。

### 设计用例 ###

请结合上一种方法进行分析：

### 优缺点 ###

优点

> 可以对程序进行彻底的测试，比前面五种的覆盖面都广

缺点

> 需要设计大量，复杂的测试用例，使得工作量呈指数级增长，不见得把所有的条件组合都覆盖。

[70]: /images/20220525/46b92d5bb1914f7bbb3ce91d10eb7c29.png
[70 1]: /images/20220525/c5f98e3cc45f431fb7798ad2f9767cf2.png
[70 2]: /images/20220525/1a51a31689bc4411a36dd727395ddc1d.png
[70 3]: /images/20220525/70f2a0eb133b46f7a41e6af9ff611917.png