软件测试系列--白盒测试覆盖率的问题

覆盖率

一、覆盖率的概念

覆盖率是用来度量测试完整性的一个手段，现在有越来越多的测试工具能够支持覆盖率测试，但是它们本身并不包含测试技术，只是测试技术有效性的一个度量。白盒测试中经常用到的覆盖率是逻辑覆盖率。

二、覆盖率的目的

覆盖率对于软件测试有着非常重要的作用，通过覆盖率我们可以知道我们的测试是否充分，我们测试的弱点在哪些方面，进而指导我们设计能够增加覆盖率的测试用例，有效的提高测试质量。

一方面覆盖率技术可以指导测试用例的设计；另一方面，可以通过覆盖率来衡量白盒测试的力度。

三、逻辑覆盖率主要有以下六种：

（1）语句覆盖；

（2）判定覆盖；

（3）条件覆盖；

（4）判定条件覆盖；

（5）条件组合覆盖；

（6）路径覆盖。

1、语句覆盖（Statement Coverage）

语句覆盖的含义是，在测试时，运行被测程序后，程序中被执行到的可执行语句的比率。

语句覆盖=（至少被执行一次的语句数量）/可执行的语句总数。

*语句覆盖是最弱的一种覆盖方式。

2、判定覆盖（Decision Coverage）

判定覆盖也叫分支覆盖（Branch Coverage），含义是：在测试时，运行被测程序后，程序中所有判断语句的取真分支和取假分支被执行到的比率。

判定覆盖=（判定结果被评价的次数）/判定结果的总数。

3、条件覆盖（Condition Coverage）

条件覆盖的含义是：在测试时，运行被测程序后，所有判断语句中每个条件的可能取值（真值和假值）出现过的比率。

条件覆盖=（条件操作数值至少被评价一次的数量）/（条件操作数值得总数）

4、判定条件覆盖（Decision Condition Coverage）

判定条件覆盖也叫分支条件覆盖（Branch Condition Coverage）它的含义是：在测试时，运行被测程序后，所有判断语句中每个条件的所有可能值（为真为假）和每个判断本身的判定结果（为真为假）出现的比率。

判定条件覆盖=（条件操作数值或判定结果至少被评价一次的数量）/（条件操作数值总数+判定结果总数）

*判定条件覆盖率实际上就是判定覆盖率和条件覆盖率的组合。

5、条件组合覆盖（Condition combination coverage）

条件组合覆盖的含义是，在测试时，运行被测程序后，所有语句中子条件所有可能的取值结果组合出现过的比率。

条件组合覆盖=（至少被执行到一次的条件组合）/总的可能的条件组合数。

*条件组合覆盖是除路径覆盖以外，最强的一种覆盖方式。

6、路径覆盖（Path Coverage）

路径覆盖的含义是：在测试时，运行被测程序后，程序中所有可能的路径被执行过的比率。

路径覆盖=（至少被执行到一次的路径数）/总的路径数。

四、总结五种逻辑覆盖率。

1、语句覆盖是最弱的一种覆盖方式。

2、条件组合覆盖是除路径覆盖以外，最强的一种覆盖方式。

3、百分百的条件组合覆盖一定包含：百分百的语句覆盖、百分百的判定覆盖、百分百的条件覆盖以及百分百的判定条件覆盖；但不一定包含百分百的路径覆盖。

4、百分百的判定覆盖（分支覆盖）一定包含：百分百的语句覆盖。

5、百分百的条件覆盖不一定包含：百分百的语句覆盖。

五、举例说明。

图1

范例一：

1、分析图1（被测程序流程图）

（1）语句：有两条语句，分别为，X=X/A 和 X=X+1。

（2）判定：有两个判定，分别为(A>1)AND(B=0) 和 (A=2)OR(X>1)；这两个判定，分别都有两种可能，true或者false，图中我们用F或者T来表示，所以说这个流程中判定结果的总数为四。

（3）条件：每个判定里面都包含了两个子条件，每个子条件都有两种可能性，true或者false，图中我们分别用T1 F1；T2 F2...来表示，每个判定里面就有四种可能，这样，这个流程图中的条件操作数值的总数为八。

（4）判定条件：判定条件覆盖率实际上就是判定覆盖率和条件覆盖率的组合。

（5）条件组合：上面我们在条件里面提到过的，每个判定里面都包含了两个子条件，每个子条件都有两种可能性，true或者false，图中我们分别用T1、F1、T2、F2...来表示，但是和条件覆盖不一样的是，每个子条件里面的两种可能性（T或者F）都要进行两两组合，即进行排列组合，那么，条件组合的总数为八种组合。分别为：T1T2，F1F2，T1F2，F1T2;T3T4，F3F4，T3F4，F3T4.

**【 这个时候大家不能混淆这两个概念，只是因为2个判定比较特殊而已，因为2乘以2和2的2次方是相等的，条件里面是八种条件，而条件组合里面是八种组合。如果一个判定里面有三个子条件的话，这一个判定里面的条件总值就成为2乘以3；而条件组合就是2的3次方。】

（6）路径：图1中路径共有四条，即：abd,ace,abe,acd。

2、给出用例，计算以上六种覆盖率的值

执行CASE：A=2；B=1；X=3。

在计算覆盖率之前，我们首先要看判定中的子条件在做什么运算，第一个判定中，这两个子条件在做与运算，（一个假即为假）。第二个判定中，这两个子条件在做或预算，（一个真即为真）。

（1）语句覆盖率：1/2 (50%)

分析：第一个判定中子条件的值为T1、F2（一真一假），所以我们走F这条分支，此时X=X/A这条语句没有被执行到；接下来，我们看第二个判定，它的子条件的值为T3、T4（都为真），所以我们走T这条分支，这时，语句X=X+1这条语句被执行到了。也就是说，我们只执行到一条语句，所以语句覆盖率位1/2。

（2）判定覆盖率：2/4 (50%)

分析：我们刚才在分析语句覆盖的时候，我们提到第一个判定语句走的是F分支，第二个判定语句也的是T分支，所以我们共走了两条分支，分支总数为4，所以判定覆盖率为：2/4。

（3）条件覆盖率：4/8 （50%）

第一个判定中子条件的值为T1、F2；第二个判定的子条件的值为T3、T4。也就是说我们执行到的条件总数为4；总共的条件操作总值为8，所以条件覆盖率为：4/8。

（4）判定条件覆盖率：6/12 (50%)

前面我们已经分析过了，判定条件覆盖率实际上就是判定覆盖率和条件覆盖率的组合，所以判定条件覆盖率就等与，2/4 （判定覆盖率）+ 4/8（条件覆盖率）=6/12(注意，这里的“+”代表的是组合，而不是算数相加，所以是分子分母分别相加即可)。

（5）条件组合覆盖率：2/8 (25%)

同样的，在条件覆盖率分析中我们已经提到过了，第一个判定中子条件的组合为T1F2；第二个判定的子条件的组合为T3T4，也就是说我们执行到了两种组合；我们在分析流程图的时候已经提到过，总的可能的条件总数为八种组合，所以说条件组合覆盖率为：2/8。

（6）路径覆盖率：1/4 (25%)

在流程图分析中我们已经提到，路径共有四条，而我们走到的路径为只有abe一条，所以路径覆盖率为：1/4。

范例二：

被测程序流程图还是上面范例一的图1。

执行case1：A=2，B=0，X=3;

执行case2:A=1，B=0，X=1。

计算这两种情况下的6种覆盖率。

（1）语句覆盖率：2/2 （100%）

case1：第一个判定中子条件的值为T1、T2（都为真），所以我们走T这条分支，执行到X=X/A这条语句；接下来，第二个判定，它的子条件的值为T3、T4（都为真），所以我们走T这条分支，这时，语句X=X+1这条语句被执行到了。也就是说，我们把两条语句都执行到了，所以语句覆盖率位2/2。

所以说case1这一条用例就可以到达100%的语句覆盖，我们就不用再去执行case2了。

（2）判定覆盖率：4/4 (100%)

case1：我们刚才在分析语句覆盖的时候，我们提到第一个判定语句走的是T分支，第二个判定语句走的也是T分支；

case2：第一个判定语句中子条件的值为F1、T2，所以我们走F分支；第二个判定语句中子条件的值为F3、F4，所以我们依然走F分支；

上面两个用例把我们两个判定中的4个分支都执行到了，所以判定覆盖率为4/4(100%)。

（3）条件覆盖率：7/8（100%）

case1：第一个判定语句中子条件的值为T1、T2，第二个判定条件中子条件的值为T3、T4；

case2：第一个判定语句中子条件的值为F1、T2，第二个判定条件中子条件的值为F3、F4；

这两个用例执行了七种条件，F2没有执行到，所以条件覆盖率为：7/8（100%）。

（4）判定条件覆盖率：11/12。

判定条件覆盖率=判定覆盖率和条件覆盖率的组合 = 4/4 + 7/8 = 11/12。

(5)条件组合覆盖率：4/8 (50%)

case1：第一个判定语句中子条件的组合为T1T2，第二个判定条件中子条件的组合为T3T4；
	
case2：第一个判定语句中子条件的组合为F1T2，第二个判定条件中子条件的组合为F3F4；

我们可以看出：这两个用例只执行到八种组合中的四种组合，所以条件组合覆盖率为4/8(50%)。

（6）路径覆盖率：2/4（50%）

case1：在这条用例中我们所执行到的路径为：ace。

case2：在这条用例中我们所执行到的路径为：abd。

这两条用例执行到两条路径（ace和abd），还有两条路径（abe和acd）没有执行到，所以路径覆盖率为2/4（50%）。