白盒测试-测试覆盖方法

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，即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"法是一种穷举路径测试方法。

白盒测试是通过检查软件内部的逻辑结构，对软件中的逻辑路径进行覆盖测试。在程序不同地方设立检查点，检查程序的状态，以确定实际运行状态与预期状态是否一致。

后续介绍的测试方法都是参考上述原则。

白盒测试其重点就是衡量被测代码的覆盖情况，常见测试覆盖率的方法有以下几种：

又称行覆盖(LineCoverage)
"语句覆盖率 = （至少被执行一次的语句数量） / （可执行的语句总数）"
这是最常用也是最常见的一种覆盖方式，就是度量被测代码中每个可执行语句是否被执行到了。这里说的是“可执行语句”，只统计能够执行的代码被执行了多少行。

注意：语句覆盖是“最弱的覆盖”，它只管覆盖代码中的执行语句，却不考虑各种分支的组合等等。实际测试效果的不明显，很难发现代码中存在的问题。

# 示例代码1
def foo(a, b, x):
    if a > 1 and b == 0:
        x /= a
    if a == 2 or x > 1:
    x = x + 1

case 1：foo(a=2, b=0, x=3)

仅从case1来分析会发现，所有的语句均被覆盖，此时可以认为覆盖率为100%。但是是否能够有效的发现问题是未知的。因为语句覆盖的局限性导致即使执行了所有的代码，但是并不能保证能够发现程序本身存在的问题。

又称分支覆盖(BranchCoverage)，它度量程序中每一个判定的分支是否被执行，指在测试时运行被测试程序后，程序中所有判定语句的取真分支和取假被执行到的比率：
"判定覆盖率 = （判定结果被评价的次数） / （判定结果的总数）"

结合上面示例代码输入以下两组case：

case 2= foo(a=2, b=0, x=3)
case 3= foo(a=1, b=0, x=1)

case 2 走了两次true，case 3走了两次false ，此时可以判定覆盖率达到了100%。判定覆盖只关注判定为true和false的结果，看起来好像是比语句覆盖强了那么一点，仅仅也就是那么一点。呵！

在测试时运行被测程序后，所有的判断语句中每个条件的可能取值（真和假）出现过的情况。
路径覆盖率 = （至少被执行到一次的路径数） / （总的路径数）
参考示例代码输入以下几种情况：

case 4 = foo(a=2, b=0, x=3)
case 5 = foo(a=1, b=0, x=1)
case 6 = foo(a=2, b=1, x=1)

仅关注条件是否执行，有遗漏分支的可能。想要以条件覆盖做到尽可能多的覆盖，那么可以考虑结合判定+条件覆盖和组合覆盖去设计。具体详细这里就过多介绍，因为这些不是重点，仅仅了解即可。

又称断言覆盖(PredicateCoverage)。它度量了是否函数的每一个分支都被执行了。这句话也非常好理解，就是所有可能的分支都执行一遍，有多个分支嵌套时，需要对多个分支进行排列组合，很显然比上面几种都显得靠谱许多。路径覆盖也是目前使用最多的。

参考示例代码1输入以下几种情况：

case 7= foo(a=2, b=0, x=2) 
case 8= foo(a=1, b=1, x=1) 
case 9= foo(a=2, b=0, x=1) 
case 10= foo(a=3, b=1, x=2)

路径覆盖较于其他覆盖是较为合适的，但是看似完美覆盖了，实际仍然不够，存在所有路径都覆盖的情况下，问题依然可能存在。而且，当系统的复杂度过高，测试路径会随着分支的数量指数级别增加，面临穷举的可能性增大，测试工作量也随之提升。

“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。在使用这一方案时，测试者必须检查程序的内部结构，从检查程序的逻辑着手，得出测试数据。贯穿程序的所有独立路径数是天文数字。但即使每条路径都测试了仍然可能存在错误:

所以说，每种覆盖率都有自己的局限性，因此在测试中，首先需要合理利用各种覆盖率设计方法及黑盒测试方法，结合实际业务组合对测试用例进行综合考量和设计。

逻辑覆盖率可以作为软件测试的一个度量，但是，即使达到了 100% 的逻辑覆盖率，仍然无法保证程序的正确性。所以在进行白盒测试时，不要过度关注覆盖率指标。合理有效的覆盖才能事半功倍。