[软件构造] 软件测试用例与测试优先

资料来源：软件构造PPT

软件测试与测试优先

PART Ⅰ 测试相关知识点

Q：为什么要测试？

测试能够发现程序中的错误，提高程序正确性的信心。

Q：测试需要注意哪些点？

• 正确性
• 需求是否满足spec
• 对所有输入能否正确相应（robustness）
• 性能能否接受，运行时间能够接受
• 是否可用
• 能否正确的安装部署和运行
• 能否实现期望

Q：一个好的测试具有哪些特征？

• 能够发现错误
• 不冗余
• 能够最佳测试要测试的函数
• 不是太复杂也不是太简单

Q：测试的等级有哪些？

• 最底层：单元测试，测试功能函数

• 中间层：集成测试，对于多个类、包、组件的集中测试

• 顶层：系统测试，测试一个完整的系统

• 回退：回归测试，重复迭代

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• 最终交付：验收测试

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Q：静态测试与动态测试区别？

• 静态测试不会实际的运行代码

  ​ 静态测试常常是内部运行的，比如在代码工具/文本编辑器中会检查代码的结构或者编译器检查语法和数据流。

• 动态测试测试代码运行的表现，也就是会在测试用例中真正的跑起来

  在代码未完全实现之前，动态检查会检查特定的代码段，现在用来动态测试的技术要么是驱动或者在debug环境中执行。

Q：测试和调试的区别（testing vs. debugging）？

• 测试是用来发现是否存在错误
• 调试是用来识别错误根源，消除错误

PART Ⅱ 软件测试用例选择

接下来就要说一下软件测试了。

Q：为什么说软件测试很难？

• 行为在离散输入空间中差异巨大，输入并不符合统计学规律。bug的出现不符合概率分布。
• 在错误发生时，输入无统计分布规律可循
• 暴力穷举是不可能的

所以说，软件测试用例必须要慎重和系统的选择

Q：测试用例是什么东西？

测试用例是一个测试输入、执行条件、预期结果的集合。测试用例是你项目中有价值的资产！

Q：测试用例的设计原则？

• 有代表性
• 明确性，有明确的结果
• 可重复性，同一case，同一结果

PART Ⅲ 测试优先编程

Q：什么叫测试优先编程？

在你写代码之前，先把测试写好

Q：具体的流程应该是什么？

• 先写spec
• 再写符合spec的测试用例
• 写代码 --> 执行测试 --> 修改 ，重复

Q：SPEC怎么写？

• 给输入的参数类型和约束条件，比如平方函数不能是负的。
• 给出返回值和以及返回值和输入之间关系
• spec也包括方法的特点和有关它是用来干啥的评述

当然，SPEC是不可能一次就写好的，所以我们得写测试用例，写测试用例，可以理解、修正、完善spec设计。

Q：先写测试还是后写呢？

题目叫什么？？当然是先写

Q：什么叫测试驱动开发？

测试驱动开发（TDD），就是以测试驱动开发。先写需求，再写测试，然后编程实现通过测试，循环。短平快，跟之前先编码，后来发现对不上需求的编码方式相反。

PART Ⅳ 单元测试 Unit Test

Q：什么叫单元测试？

针对软件最小单元模型开展测试，隔离各个模块，容易定位错误和调试

Q：那么单元测试要考虑哪些情况呢？

• 模块的接口，确保数据流正确的输入和输出。
• 本地的数据结构，确保在经过算法计算后结构不会变。
• 各个独立分支，确保所有控制结构，条件分支都能测试到。
• 边界条件，不多说了。
• 针对错误的解决方法。

Q：有没有自动测试工具？

有，JUnit，测试文件要单独放在test文件夹下.使用assert语句来判断。

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PART Ⅴ 黑盒测试（重要）

Q：什么是黑盒测试？
黑盒测试不关心代码如何实现，只检查代码的功能。

ⅰ以划分来选择测试用例

Q：什么叫等价类划分？
将函数的输入域划分为等价类，从等价类中导出测试用例。其中根据每个输入所需要满足的约束条件，划分等价类。每一个等价类都代表着对约束加以满足/违反/无效的数据集合。

Q：等价类划分的一般规则？

• 输入数据限定了范围，那么就会产生一个合法域和两端的非法域。
• 输入数据指明了特定的值，那么就会产生一个合法值和一个非法值。
• 输入数据确定了一组数据，那么就有一组合法和一组非法数据。
• 输入数据为yes | no，我不说了。

例：输入学号

1. 长度为10位，：10、>10、<10
2. 117开头：以此开头、以其他开头
3. 后两位数为特定数字

Q：对于数字测试如何划分？

• 根据约束
• 考虑很大的数

例：

multiply()函数

约束

产生的划分

每个划分内选一个就足够代表了

例：

max()函数

max函数

练习：

String

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ⅱ 在划分中包含边界

• 大量的错误发生在输入域的边界而非中央

  • 0是正负的边界
  • 最大数MAX和最小数MIN对于int和double是边界
  • 空对象（empty string、empty list、 empty array）对于collection是边界
  • collection的第一个和最后一个是边界

• BVA（boundary value analysis）是测试技巧，在边界中选择测试用例

• 边界值分析方法是对等价类划分方法的补充

• 在考虑边界划分时，不仅要考虑边界，还要考虑边界的两侧

边界测试的例子：

边界测试

边界测试加上划分例子：

边界加划分

边界测试例子max函数

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ⅲ 两种极端的划分

• 笛卡儿积：全覆盖

  在多个维度划分的多个取值，全部组合起来，每个组合都要有一个用例。

• 覆盖每个取值，最少1次即可

  在每个维度选择至少一个用例，但不需要测试所有的组合。

两者的区别：

前者测试完备，但数量多，测试代价高。后者测试用例少，代价低，但覆盖度未必高。

PART Ⅵ 白盒测试

白盒测试要考虑内部实现的细节，使用内部视角来编写测试用例。根据程序执行的路径设计测试用例，一般较早执行。也就是说，白盒测试需要覆盖被测代码的所有路径

ⅰ 代码覆盖度

代码覆盖度有很多不同的种类

• 函数覆盖：测试的函数是否被调用
• 语句覆盖：每条语句是否被执行
• 分支覆盖：if while for的每个分支，正确或错误分支是否都被执行
• 条件覆盖：同上
• 路径覆盖：程序的每条执行路径path（各种执行路线）是否 被用例覆盖

测试效果：

​ 路径覆盖 > 分支覆盖 > 语句覆盖

当然……测试难度也是这样从高到低

推荐工具：EclEmma

PART Ⅶ 自动测试与回归测试

​ 事实上，手工测试的代价太高，最好达到完全的自动化

自动测试

​ 意思为自动调用被测函数、自动判定测试结果、自动计算覆盖度。这里只是指测试用例的自动执行，而不是自动生成测试用例。

回归测试

​ 一旦程序被修改，重新执行之前的所有测试。在这里

• 一旦发现bug，马上写一个可以重现bug的输入的测试用例，并将其加入测试库
• 自动测试和回归测试几乎都用在合并代码构建中
• 自动化回归测试是现代软件工程中的最佳实践方式

PART Ⅷ 编写测试策略

在ADT设计文档中，单元测试策略是非常重要的一环。写它的目的是在代码评审中，让其他人可以理解你的测试，检查你的测试是否足够充分。

比如，在测试函数时，在测试类顶部写下测试策略，在每个测试函数上写下它的测试用例是怎么选择的，也就是这个测试覆盖了哪些划分类。

策略

本章小结

• 测试优先编程。
• 划分和边界，能够系统的选择测试用例
• 白盒测试和statement覆盖来填充测试
• 单元测试，使得每个测试尽可能独立不耦合
• 自动回归测试
• 免于遭受bug