作者：軒緣　來源：blogchina　引用地址：http://se.csai.cn/testtech/200803041451591663.htm

白盒測(cè)試的測(cè)試方法有代碼檢查法、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析法、靜態(tài)質(zhì)量度量法、邏輯覆蓋法、基本路徑測(cè)試法、域測(cè)試、符號(hào)測(cè)試、Z路徑覆蓋、程序變異。

　　其中運(yùn)用最為廣泛的是基本路徑測(cè)試法。

　　基本路徑測(cè)試法是在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制構(gòu)造的環(huán)路復(fù)雜性，導(dǎo)出基本可執(zhí)行路徑集合，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例的方法。

　　設(shè)計(jì)出的測(cè)試用例要保證在測(cè)試中程序的每個(gè)可執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次。

　　在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制構(gòu)造的環(huán)路復(fù)雜性，導(dǎo)出基本可執(zhí)行路徑集合，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例。包括以下4個(gè)步驟和一個(gè)工具方法：

　　1. 程序的控制流圖：描述程序控制流的一種圖示方法。

　　2. 程序圈復(fù)雜度：McCabe復(fù)雜性度量。從程序的環(huán)路復(fù)雜性可導(dǎo)出程序基本路徑集合中的獨(dú)立路徑條數(shù)，這是確定程序中每個(gè)可執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次所必須的測(cè)試用例數(shù)目的上界。

　　3. 導(dǎo)出測(cè)試用例：根據(jù)圈復(fù)雜度和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用例數(shù)據(jù)輸入和預(yù)期結(jié)果。

　　4. 準(zhǔn)備測(cè)試用例：確保基本路徑集中的每一條路徑的執(zhí)行。

　　工具方法：

　　圖形矩陣：是在基本路徑測(cè)試中起輔助作用的軟件工具，利用它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地確定一個(gè)基本路徑集。

　　程序的控制流圖：描述程序控制流的一種圖示方法。

　　圓圈稱為控制流圖的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，表示一個(gè)或多個(gè)無分支的語句或源程序語句

圖1

　　流圖只有二種圖形符號(hào)：

　　圖中的每一個(gè)圓稱為流圖的結(jié)點(diǎn)，代表一條或多條語句。

　　流圖中的箭頭稱為邊或連接，代表控制流

　　任何過程設(shè)計(jì)都要被翻譯成控制流圖。

　　如何根據(jù)程序流程圖畫出控制流程圖?

　　在將程序流程圖簡(jiǎn)化成控制流圖時(shí)，應(yīng)注意：

　　n 在選擇或多分支結(jié)構(gòu)中，分支的匯聚處應(yīng)有一個(gè)匯聚結(jié)點(diǎn)。

　　n 邊和結(jié)點(diǎn)圈定的區(qū)域叫做區(qū)域，當(dāng)對(duì)區(qū)域計(jì)數(shù)時(shí)，圖形外的區(qū)域也應(yīng)記為一個(gè)區(qū)域。

　　如下頁圖所示

圖2

 

n 如果判斷中的條件表達(dá)式是由一個(gè)或多個(gè)邏輯運(yùn)算符 (OR, AND, NAND, NOR) 連接的復(fù)合條件表達(dá)式，則需要改為一系列只有單條件的嵌套的判斷。

　　例如：

　　1 if a or b

　　2 x

　　3 else

　　4 y

　　對(duì)應(yīng)的邏輯為：

圖3

　　獨(dú)立路徑：至少沿一條新的邊移動(dòng)的路徑

圖4

基本路徑測(cè)試法的步驟：

　　o 第一步：畫出控制流圖

　　流程圖用來描述程序控制結(jié)構(gòu)。可將流程圖映射到一個(gè)相應(yīng)的流圖(假設(shè)流程圖的菱形決定框中不包含復(fù)合條件)。在流圖中，每一個(gè)圓，稱為流圖的結(jié)點(diǎn)，代表一個(gè)或多個(gè)語句。一個(gè)處理方框序列和一個(gè)菱形決測(cè)框可被映射為一個(gè)結(jié)點(diǎn)，流圖中的箭頭，稱為邊或連接，代表控制流，類似于流程圖中的箭頭。一條邊必須終止于一個(gè)結(jié)點(diǎn)，即使該結(jié)點(diǎn)并不代表任何語句(例如：if-else-then結(jié)構(gòu))。由邊和結(jié)點(diǎn)限定的范圍稱為區(qū)域。計(jì)算區(qū)域時(shí)應(yīng)包括圖外部的范圍。

圖5

　　畫出其程序流程圖和對(duì)應(yīng)的控制流圖如下

圖6

　　o 第二步：計(jì)算圈復(fù)雜度

　　圈復(fù)雜度是一種為程序邏輯復(fù)雜性提供定量測(cè)度的軟件度量，將該度量用于計(jì)算程序的基本的獨(dú)立路徑數(shù)目，為確保所有語句至少執(zhí)行一次的測(cè)試數(shù)量的上界。獨(dú)立路徑必須包含一條在定義之前不曾用到的邊。

　　有以下三種方法計(jì)算圈復(fù)雜度：

　　流圖中區(qū)域的數(shù)量對(duì)應(yīng)于環(huán)型的復(fù)雜性;

　　給定流圖G的圈復(fù)雜度V(G)，定義為V(G)=E-N+2，E是流圖中邊的數(shù)量，N是流圖中結(jié)點(diǎn)的數(shù)量;

　　給定流圖G的圈復(fù)雜度V(G)，定義為V(G)=P+1，P是流圖G中判定結(jié)點(diǎn)的數(shù)量。

圖7

　　o 第三步：導(dǎo)出測(cè)試用例

　　根據(jù)上面的計(jì)算方法，可得出四個(gè)獨(dú)立的路徑。(一條獨(dú)立路徑是指，和其他的獨(dú)立路徑相比，至少引入一個(gè)新處理語句或一個(gè)新判斷的程序通路。V(G)值正好等于該程序的獨(dú)立路徑的條數(shù)。)

　　ü 路徑1：4-14

　　ü 路徑2：4-6-7-14

　　ü 路徑3：4-6-8-10-13-4-14

　　ü 路徑4：4-6-8-11-13-4-14

　　根據(jù)上面的獨(dú)立路徑，去設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)，使程序分別執(zhí)行到上面四條路徑。

　　o 第四步：準(zhǔn)備測(cè)試用例

　　為了確保基本路徑集中的每一條路徑的執(zhí)行，根據(jù)判斷結(jié)點(diǎn)給出的條件，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)以保證某一條路徑可以被測(cè)試到，滿足上面例子基本路徑集的測(cè)試用例是：

圖8

　舉例說明：

　　例：下例程序流程圖描述了最多輸入50個(gè)值(以–1作為輸入結(jié)束標(biāo)志)，計(jì)算其中有效的學(xué)生分?jǐn)?shù)的個(gè)數(shù)、總分?jǐn)?shù)和平均值。

圖9

　　步驟1：導(dǎo)出過程的流圖。

圖10

　　步驟2:確定環(huán)形復(fù)雜性度量V(G)：

　　1)V(G)= 6 (個(gè)區(qū)域)

　　2)V(G)=E–N+2=16–12+2=6

　　其中E為流圖中的邊數(shù)，N為結(jié)點(diǎn)數(shù);

　　3)V(G)=P+1=5+1=6

　　其中P為謂詞結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。在流圖中，結(jié)點(diǎn)2、3、5、6、9是謂詞結(jié)點(diǎn)。

　　步驟3：確定基本路徑集合(即獨(dú)立路徑集合)。于是可確定6條獨(dú)立的路徑：

　　路徑1：1-2-9-10-12

　　路徑2：1-2-9-11-12

　　路徑3：1-2-3-9-10-12

　　路徑4：1-2-3-4-5-8-2…

　　路徑5：1-2-3-4-5-6-8-2…

　　路徑6：1-2-3-4-5-6-7-8-2…

　　步驟4：為每一條獨(dú)立路徑各設(shè)計(jì)一組測(cè)試用例，以便強(qiáng)迫程序沿著該路徑至少執(zhí)行一次。

　　1)路徑1(1-2-9-10-12)的測(cè)試用例：

　　score[k]=有效分?jǐn)?shù)值，當(dāng)k < i ;

　　score[i]=–1, 2≤i≤50;

　　期望結(jié)果：根據(jù)輸入的有效分?jǐn)?shù)算出正確的分?jǐn)?shù)個(gè)數(shù)n1、總分sum和平均分average。

　　2)路徑2(1-2-9-11-12)的測(cè)試用例：

　　score[ 1 ]= – 1 ;

　　期望的結(jié)果：average = – 1 ，其他量保持初值。

　　3)路徑3(1-2-3-9-10-12)的測(cè)試用例：

　　輸入多于50個(gè)有效分?jǐn)?shù)，即試圖處理51個(gè)分?jǐn)?shù)，要求前51個(gè)為有效分?jǐn)?shù);

　　期望結(jié)果：n1=50、且算出正確的總分和平均分。

　　4)路徑4(1-2-3-4-5-8-2…)的測(cè)試用例：

　　score[i]=有效分?jǐn)?shù)，當(dāng)i<50;

　　score[k]<0， k< i ;

　　期望結(jié)果：根據(jù)輸入的有效分?jǐn)?shù)算出正確的分?jǐn)?shù)個(gè)數(shù)n1、總分sum和平均分average。

5)路徑5的測(cè)試用例：

　　score[i]=有效分?jǐn)?shù)， 當(dāng)i<50;

　　score[k]>100， k< i ;

　　期望結(jié)果：根據(jù)輸入的有效分?jǐn)?shù)算出正確的分?jǐn)?shù)個(gè)數(shù)n1、總分sum和平均分average。

　　6)路徑6(1-2-3-4-5-6-7-8-2…)的測(cè)試用例：

　　score[i]=有效分?jǐn)?shù)， 當(dāng)i<50;

　　期望結(jié)果：根據(jù)輸入的有效分?jǐn)?shù)算出正確的分?jǐn)?shù)個(gè)數(shù)n1、總分sum和平均分average。

　　注意事項(xiàng)：

　　必須注意，一些獨(dú)立的路徑，往往不是完全孤立的，有時(shí)它是程序正常的控制流的一部分，這時(shí)，這些路徑的測(cè)試可以是另一條路徑測(cè)試的一部分。

　　方法工具：圖形矩陣

　　o 導(dǎo)出控制流圖和決定基本測(cè)試路徑的過程均需要機(jī)械化，為了開發(fā)輔助基本路徑測(cè)試的軟件工具，稱為圖形矩陣(graph matrix)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很有用。

　　利用圖形矩陣可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地確定一個(gè)基本路徑集。一個(gè)圖形矩陣是一個(gè)方陣，其行/列數(shù)控制流圖中的結(jié)點(diǎn)數(shù)，每行和每列依次對(duì)應(yīng)到一個(gè)被標(biāo)識(shí)的結(jié)點(diǎn)，矩陣元素對(duì)應(yīng)到結(jié)點(diǎn)間的連接(即邊)。在圖中，控制流圖的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都用數(shù)字加以標(biāo)識(shí)，每一條邊都用字母加以標(biāo)識(shí)。如果在控制流圖中第i個(gè)結(jié)點(diǎn)到第j個(gè)結(jié)點(diǎn)有一個(gè)名為x的邊相連接，則在對(duì)應(yīng)的圖形矩陣中第i行/第j列有一個(gè)非空的元素x。

　　對(duì)每個(gè)矩陣項(xiàng)加入連接權(quán)值(link weight)，圖矩陣就可以用于在測(cè)試中評(píng)估程序的控制結(jié)構(gòu)，連接權(quán)值為控制流提供了另外的信息。最簡(jiǎn)單情況下，連接權(quán)值是 1(存在連接)或0(不存在連接)，但是，連接權(quán)值可以賦予更有趣的屬性：

　　執(zhí)行連接(邊)的概率。

　　穿越連接的處理時(shí)間。

　　穿越連接時(shí)所需的內(nèi)存。

　　穿越連接時(shí)所需的資源。

　　根據(jù)上面的方法對(duì)例4畫出圖形矩陣如下：

圖11

　　連接權(quán)為“1”表示存在一個(gè)連接，在圖中如果一行有兩個(gè)或更多的元素“1”，則這行所代表的結(jié)點(diǎn)一定是一個(gè)判定結(jié)點(diǎn)，通過連接矩陣中有兩個(gè)以上(包括兩個(gè))元素為“1”的個(gè)數(shù)，就可以得到確定該圖圈復(fù)雜度的另一種算法。