白盒测试又称结构测试、透明盒测试、逻辑驱动测试或基于代码的测试。白盒测试是一种测试用例设计方法,盒子指的是被测试的软件,白盒指的是盒子是可视的,你清楚盒子内部的东西以及里面是如何运作的。"白盒"法全面了解程序内部逻辑结构、对所有逻辑路径进行测试。"白盒"法是穷举路径测试。白盒测试并不是简单的按照代码设计用例,而是需要根据不同的测试需求,结合不同的测试对象,使用适合的方法进行测试。
白盒测试用例设计的一个很重要的评估标准就是对代码的覆盖度。白盒测试中常见的覆盖方法有六种:语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、组合覆盖和路径覆盖。下面我们就分别看看这几种不同的覆盖吧。
一、语句覆盖(Statement Coverage)
主要特点:语句覆盖是最起码的结构覆盖要求,语句覆盖需要选择足够的测试用例,使我们设计出来的测试用例要保证程序中的每一个语句至少被执行一次。
优点:可以很直观地从源代码得到测试用例,无须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,但对于隐藏的条件和可能到达的隐 式逻辑分支,是无法测试的。
举例
public int foo(int a,int b)
{
return a/b;
}
这是一个求两数之商的函数。如果我们设计如下的测试用例:
TestCase: a =2, b =1
此时,该函数的代码覆盖率达到了100%,并且设计的case可以顺利通过测试。但是显然该函数有一个很明显的bug:当 b=0 时,会抛出异常。
二、判定覆盖(Decision Coverage)
主要特点:判定覆盖又称为分支覆盖,它要求选择足够的测试用例,使得运行这些测试用例时,每个判定的所有可能结果至少出现一次。
优点:判定覆盖比语句覆盖要多几乎一倍的测试路径,当然也就具有比语句覆盖更强的测试能力。同样判定覆盖也具有和语句覆盖一样的简单性,无须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。
举例
X Y 路径
90 90 OAE
50 50 OBDE
90 70 OBCE
三、条件覆盖(Condition Coverage)
主要特点:要求所设计的测试用例能使每个判定中的每一个条件都获得可能的取值,即每个条件至少有一次真值、有一次假值。
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。条件覆盖使得判定中的每一个条件都取到了不同的结果,这一点判定覆盖则无法保证。
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。
举例
X Y 路径
90 70 OBC
40 OBD
四、判定/条件覆盖
1)主要特点: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。
2)用例设计:
3)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。
4)缺点:判定/条件覆盖准则的缺点是未考虑条件的组合情况。
五、组合覆盖
1)主要特点: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。
2)用例设计:
3)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。
4)缺点:线性地增加了测试用例的数量。
六、路径覆盖
1)主要特点:设计足够的测试用例,覆盖程序中所有可能的路径。
2)用例设计:
3)优点:这种测试方法可以对程序进行彻底的测试,比前面五种的覆盖面都广。
4)缺点:由于路径覆盖需要对所有可能的路径进行测试(包括循环、条件组合、分支选择等),那么需要设计大量、复杂的测试用例,使得工作量呈指数级增长。而在有些情况下,一些执行路径是不可能被执行的,如:
If (!A)B++;
If (!A)D--;
这两个语句实际只包括了2条执行路径,即A为真或假时候对B和D的处理,真或假不可能都存在,而路径覆盖测试则认为是包含了真与假的4条执行路径。这样不仅降低了测试效率,而且大量的测试结果的累积,也为排错带来麻烦。
总结
白盒测试是一种被广泛使用的逻辑测试方法,是由程序内部逻辑驱动的一种单元测试方法。只有对程序内部十分了解才能进行适度有效的白盒测试。但是 贯穿在程序内部的逻辑存在着不确定性和无穷性,尤其对于大规模复杂软件。因此我们不能穷举所有的逻辑路径,即使穷举也未必会带来好运(穷举不能查出程序逻 辑规则错误,不能查出数据相关错误,不能查出程序遗漏的路径)。
那么正确使用白盒测试,就要先从代码分析入手,根据不同的代码逻辑规则、语句执行情况,选用适合的覆盖方法。任何一个高效的测试用例,都是针对具体测试场景的。逻辑测试不是片面的测试正确的结果或是测试错误的结果,而是尽可能全面地覆盖每一个逻辑路径。