软件测试简介

喜欢ヅ旅行 2022-12-26 10:21 145阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  0. 前言
     *  1. 被测试代码
     *  2. 测试思路
     *   *  2.1 手动测试
         *  2.2 自动测试
         *  2.3 系统输入和函数输入
     *  3. 小练习
     *  附录

## 0. 前言 ##

来源：[Introduction to Software Testing][]

建议阅读原文，我这里仅仅整理下思路。我敲的相关代码见：[fuzzing仓库][fuzzing]

> 在我们进入这本书的中心部分之前，让我们介绍一下软件测试的基本概念。为什么有必要测试软件呢?如何测试软件?人们如何判断测试是否成功?一个人如何知道自己的测试是否足够?在这一章中，让我们回顾最重要的概念，同时熟悉Python和交互式笔记本。

下面通过例子，徐徐道来。—》我这里整理思路，没有缓缓道来。原文写的很好，移步原文查看。

1.  如何测试软件 —> 自动测试|考虑输入domain
2.  判断测试是否成功 —> 输出和预期的输出是否相同
3.  测试是否足够 —> 多多益善|后面会有代码覆盖率的概念

## 1. 被测试代码 ##

假设我们手上现在没有sqrt()函数。我们被要求自己设计一个开方函数。它的数学原来是[牛顿-拉弗森方法][-] 。它的代码实现如下。我们现在的任务是查明这个函数有没有bug。

def my_sqrt(x):
        """Computes the square root of x, using the Newton-Raphson method"""
        approx = None
        guess = x / 2
        while approx != guess:
            approx = guess
            guess = (approx + x / approx) / 2
        return approx

## 2. 测试思路 ##

### 2.1 手动测试 ###

我们输入`my_sqrt(4)`查看结果为2；输入`my_sqrt(2)`查看结果为1.414213562373095；

我们可以利用公式`√x * √x =√x` ：`my_sqrt(2) * my_sqrt(2)`查看结果为`1.9999999999999996`

### 2.2 自动测试 ###

代码中使用Timer类见附录，用来查看代码段的执行时间。

import random
    def assertEquals(x, y, epsilon=1e-8):
        assert abs(x - y) < epsilon
    
    with Timer() as t:
        for i in range(10000):
            x = 1 + random.random() * 1000000
            assertEquals(my_sqrt(x) * my_sqrt(x), x)
    print(t.elapsed_time())

### 2.3 系统输入和函数输入 ###

如果是单纯的函数输入，我们针对函数要求，提供输入。但是，如果这个程序从系统(用户)获取输入，事情或许要麻烦些。因为**我们不知道用户会输入什么乱七八糟，不合逻辑的内容**。但此时，我们的代码需要考虑到对不同情况的处理，虽然带来了些负担。

def sqrt_program(arg):
        try:
            x = float(arg)
        except ValueError:
            print("Illegal Input")
        else:
            if x == 0:
                return 0
            if x < 0:
                print("Illegal Number")
            else:
                print('The root of', x, 'is', my_sqrt(x))

## 3. 小练习 ##

# 被测试代码
    # shellsort:https://en.wikipedia.org/wiki/Shellsort
    def shellsort(elems):
        sorted_elems = elems.copy()
        gaps = [701, 301, 132, 57, 23, 10, 4, 1]
        for gap in gaps:
            for i in range(gap, len(sorted_elems)):
                temp = sorted_elems[i]
                j = i
                while j >= gap and sorted_elems[j - gap] > temp:
                    sorted_elems[j] = sorted_elems[j - gap]
                    j -= gap
                sorted_elems[j] = temp
    
        return sorted_elems

# 测试代码
    # 检查一个list是否升序排列
    def is_sorted(list):
        return all(list[i+1] >= list[i] for i in range(len(list)-1))
    
    # 检查两个list中的元素是否相同，位置不重要
    def is_permutation(list1, list2):
        return len(list1) == len(list2) and all(list1.count(elem) == list2.count(elem) for elem in list1)
    
    # 测试shellsort函数
    import random
    def shellsort_test():
        elems=[]
        for i in range(1,1000):
            sorted_elems = shellsort(elems)
            assert (is_sorted(sorted_elems) and is_permutation(elems,sorted_elems)) == True
            elems.append(random.random()*1000)
    
    # 测试shellsort
    from fuzzingbook.fuzzingbook_utils import Timer
    with Timer.Timer() as t:
        shellsort_test()
    print(t.elapsed_time())

## 附录 ##

官方的代码质量很好。看看很有收获。

# Timer.py
    # 官方的代码写的很好，读起来很有收获，我这里敲一遍
    # 查看代码运行时间
    
    # python time 模块：https://docs.python.org/3/library/time.html
    
    if __name__ == "__main__":
        print("\n# Timer")
    
    if __name__ == "__main__":
        print("\n## Synopsis")
    
    
    import time
    
    def clock():
        try:
            return time.perf_counter() # python3 包含睡眠期间经过的时间
            # return time.process_time() # python3
        except:
            return time.clock() # python 2 返回当前处理器时间
    
    class Timer(object):
        def __enter__(self):
            self.start_time = clock()
            self.stop_time = None
            return self
    
        def __exit__(self, exc_type, exc_value, tb):
            self.stop_time = clock()
    
        def elapsed_time(self):
            """Return elapsed time in seconds"""
            if self.stop_time == None:
                # still run
                return clock() - self.start_time
            else:
                return self.stop_time - self.start_time
    
    
    # test class Timer()
    if __name__ == "__main__":
        print("\n## test class Timer()")
    
    def run_circle():
        i = 1000000
        while i > 0:
            i -= 1
    
    if __name__ == "__main__":
        print("\n all spend time:")
        with Timer() as t:
            run_circle()
        print(t.elapsed_time())
    
    if __name__ == "__main__":
        with Timer() as t:
            i = 10
            while i > 0:
                i -= 2
                print(f"\n middle spend time {t.elapsed_time()}")
    
    if __name__ == "__main__":
        print("\n## Synopsis")

--------------------

Timer类的UML图。

@startuml 1_introduce_software_test
    
    class Timer{
        start_time
        stop_time
        __enter__(self)
        __exit__(self, exc_type, exc_value, tb)
        elapsed_time(self)
    }
    note right of Timer
        elapsed_time函数可以计算当前代码的执行时间
        包含睡眠期间经过的时间
        无论是否执行了__exit__
    end note
    
    @enduml

![在这里插入图片描述][20210129215826848.png_pic_left]

![在这里插入图片描述][20201204171350111.jpeg_pic_center]

[Introduction to Software Testing]: https://www.fuzzingbook.org/html/Intro_Testing.html#Introduction-to-Software-Testing
[fuzzing]: https://github.com/da1234cao/programming-language-entry-record/tree/master/fuzzing
[-]: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%89%9B%E9%A1%BF%E6%B3%95
[20210129215826848.png_pic_left]: /images/20221120/c57e6e6bf410406394be8f6197b1dfd2.png
[20201204171350111.jpeg_pic_center]: /images/20221120/1df34437dc5a49f4b34acb3bda05828b.png