软件自动化测试代码覆盖率

软件自动化测试代码覆盖率_第1张图片

中提到了代码覆盖率,我很久没有去书店了,不知道是不是出了新的版本,觉得书里面关于代码覆盖率方面的知识有些地方没有讲,在这里补充一下。先回顾一下如何

查看代码覆盖率
 创建一个C#工程WildChar(无所谓是类型库工程还是命令行程序工程),假设我们要写一个将字符串按单词成对反转的程序。将下面的代码贴到工程的一个cs文件中:

Program.cs

public static string ReverseStringPair(string input)

{
    if (string.IsNullOrEmpty(input))

        throw new ArgumentNullException("input");

    char[] result = new char[input.Length];

    int resultIter = 0;

    ReverseStringPairImp(input, 0, result, resultIter);

    return new string(result);

}

private static void ReverseStringPairImp(string input, int inputIter, char[] result, int resultIter)

{
    // skip white space

    while (inputIter < input.Length && input[inputIter] == ' ') inputIter++;

    int[] indics = new int[2] {
        inputIter, // first word begin index,

        0 // second word begin index

    };

    for (; inputIter < input.Length; ++inputIter)

    {
        if (input[inputIter] == ' ')

        {
            if (indics[1] == 0)

                indics[1] = -1;

            else if (indics[1] > 0)

                break;

        }

        else if (input[inputIter] != ' ' && indics[1] == -1)

            indics[1] = inputIter;

    }

    // copy second word, inputIter points to the end of second word

    if (indics[1] > 0)

    {
        for (int i = indics[1]; i < inputIter; ++i)

            result[resultIter++] = input[i];

        indics[1]--;

        // copy white space

        while (indics[1] >= 0 && input[indics[1]] == ' ')

            indics[1]--;

        result[resultIter++] = ' ';

    }

    else

        indics[1] = input.Length - 1;

    // copy the first word

    for (int i = indics[0]; i <= indics[1]; ++i)

        result[resultIter++] = input[i];

    // next pair

    if (inputIter < input.Length)

    {
        result[resultIter++] = ' ';

        ReverseStringPairImp(input, inputIter, result, resultIter);

    }

}

创建单元测试用例
把鼠标放在ReverseStringPair函数的声明上(或者说第一行),点击右键,并且选择“创建单元测试”命令,一切按照默认的设置选择“确定”按钮,创建一个测试工程。

在新创建的测试工程自动添加的programtest.cs(因为类名叫做program)文件里,添加一个新测试用例:

Programtest.cs

....

[TestMethod()]

public void ReverseStringPairTest()

{
    string input = "ab cd ef gh";

    string expected = "cd ab gh ef";

    string actual = Program.ReverseStringPair(input);

    Assert.AreEqual(expected, actual);

}

单元测试用例创建好了以后,点击工具栏里面的“Run Tests in Current Context”,就能看到测试结果了,如下图所示:

启用代码覆盖率测试

只执行单元测试是不能检查代码覆盖情况的—即你创建的测试用例总共覆盖了多少行源代码。为什么需要特意开启代码覆盖率测试是有原因的,这个在文章的最后会讲到。

1.       在“解决方案浏览器(Solution Explorer)”里,双击“localtestrun.testrunconfig”文件。

2.       在弹出的“localtestrun.testrunconfig”窗口里,双击“代码覆盖率(Code Coverage)”。

3.       里面会列出好几个文件,有.dll ,也会有.exe。勾选你要测试代码覆盖率的程序,比如说你要测试WildChar工程—也就是我们的产品代码的代码覆盖率,请勾选WildChar.exe。不要勾选包含测试用例的那个dll文件,因为我们对测试代码本身的覆盖率没有任何兴趣。结果如下图所示:
软件自动化测试代码覆盖率_第2张图片

4.        点击“应用(Apply)”关闭窗口。

在重新运行一下所有的测试用例,点击测试结果窗口工具栏最右边的按钮,查看代码覆盖率情况,如下图所示:

软件自动化测试代码覆盖率_第3张图片

 代码覆盖率是按百分比计算的,即 Visual Studio会告诉你,有百分之多少的产品代码被覆盖了,而且你也可以查看单个函数的代码覆盖率,如下图所示:

软件自动化测试代码覆盖率_第4张图片

在“代码覆盖率结果”列表里双击每个函数名,你可以看到具体的代码覆盖信息,青绿色的代码是完全被覆盖到的,红色的代码是从来没有执行过的,而黄色的代码表示这一行有一部分代码被执行过—之所以说有一部分通常是因为一行代码有多个判断条件,有些条件执行了,有些却没有。如下图所示:

软件自动化测试代码覆盖率_第5张图片

代码覆盖率的实现原理
看到这里,是不是有点神奇?为什么执行过一些自动化测试用例,就可以查看代码覆盖率呢?它是怎么实现的呢?

实际上我们在“localtestrun.testrunconfig”窗口里面设置查看代码覆盖率那一步时,Visual Studio悄悄地修改了WildChar.exe,在原来的IL 代码里添加了一些新的语句。

在解释之前,我们先考虑代码覆盖率的意思,代码覆盖率的意思其实就是表明有多少行代码被执行到了,因此首先要统计有多少块代码,然后再统计有多少块代码被执行了。什么叫代码块呢,代码块就是一段连续的代码。例如在program.cs里面,下面这些代码行组成一个代码块:

char[] result = new char[input.Length];

int resultIter = 0;

ReverseStringPairImp(input, 0, result, resultIter);

return new string(result);

因为上面的代码,如果不ReverseStringPairImpl 函数不抛出异常的话,就会连贯地执行下去,因为上面四行代码可以看成是一块代码(或者说是一行代码)。

而下面的代码则可以看成是两块代码

if (indics[1] == 0)

    indics[1] = -1;

else if (indics[1] > 0)

    break;

要么是第一个if执行,要么第二个if 执行。

下面的代码会有点意思,虽然是一行代码,但是可以当作两个代码块来看待:

while (inputIter < input.Length && input[inputIter] == ' ')

1.       要么前面一个条件成立,后面的条件不成立,那么最后一个语句不执行;

2.       要么两个条件都成立,最后语句执行;

3.       要么两个条件都不成立,最后一条语句不执行。

由于第二个条件存在不被执行的机会—即我们设计的所有测试用例都导致第一个条件总是不成立,所以这也是为什么在显示代码覆盖率结果的时候,上面那行代码只有部分覆盖到的原因。

有了代码块的概念之后,在实现代码覆盖率这个功能时,我们可以用一个大的布尔数组来保存有多少块代码被执行这个信息,而布尔数组的长度呢,就是程序的代码块的个数(因为一块代码可以看成一行代码)。也就是说,我们可以把产品代码手工修改成类似下面的样子:

bool pathCovered[] = new bool[11]; // 11是统计下来程序里面代码块的个数

for ( int i = 0; i < pathCovered.Length; ++i )

      pathCovered[i] = false;

// while (inputIter < input.Length && input[inputIter] == ' ') inputIter++;

firstblock:

    bool result = inputIter < input.Length;

    pathCovered[0] = true;

    if ( result )

    {
        result = input[inputIter] == ' ';

        pathCovered[1] = true;

    }

    else

    {
        pathCovered[2] = true;

        goto secondblock;

    }

    if ( result )

    {
        pathCovered[3] = true;       

        inputIter++;

        goto firstblock;

    }

secondblock:

    pathCovered[4] = true;       

    int[] indics = new int[2] {
        inputIter, // first word begin index,

        0 // second word begin index

    };

    for (; pathCovered[5] = true, inputIter < input.Length;

           pathCovered[6] = true, ++inputIter)

    {
        pathCovered[7] = true;

        if (input[inputIter] == ' ')

        {
            pathCovered[8] = true;

            if (indics[1] == 0)

            {
                pathCovered[9] = true;

                indics[1] = -1;

            }

            else if (indics[1] > 0)

            {
                pathCovered[10] = true;

                break;

            }

        }

    }

// 统计代码覆盖率信息

int covered = 0;

for ( int i = 0; i < pathCovered.Length; ++i )

{
    if ( pathCovered[i] ) covered++;

}

return covered / pathCovered.Length;

实际上这也正是visual studio在后台为我们悄悄做的工作,当然啦,Visual Studio不会直接在原来项目编译出来的文件作更改,它会将文件(wildchar.exe)拷贝一份,然后再拷贝上进行更改,更改后的程序文件会存放在 解决方案文件夹的Test Result文件夹里以测试结果命名的文件夹中,例如我的修改过的可执行文件存放在:

E:\临时文档\WildChar\TestResults\施懿民_SHIYIMIN 2009-12-19 01_02_22\Out\

使用ILDASM.exe(或者reflector.exe)你就可以看出来,例如下面就是修改过后的IL 代码:

.method private hidebysig static void ReverseStringPairImp(string input,

                                                            int32 inputIter,

                                                            char[] result,

                                                            int32 resultIter) cil managed

{
 // Code size       1333 (0x535)

 .maxstack 5

 .locals init ([0] int32[] indics,

           [1] int32 i,

           [2] bool CS$4$0000,

           [3] int32[] CS$0$0001)

 IL_0000: call       void Microsoft.VisualStudio.Coverage.Init_c292aced4dea6d28292bbb91547781d7::Register()

// 下面就是 Visual Studio自动为我们添加的跟踪代码覆盖率的代码:

 IL_0005: ldsfld     uint32[] Microsoft.VisualStudio.Coverage.Init_c292aced4dea6d28292bbb91547781d7::m_vscov

 IL_000a: ldc.i4     0xa

 IL_000f: ldelem.u4

 IL_0010: ldc.i4     0xa

 IL_0015: add

 IL_0016: ldc.i4.1

 IL_0017: stind.i1

 IL_0018: nop

 IL_0019: br.s       IL_0033

 IL_001b: ldsfld     uint32[] Microsoft.VisualStudio.Coverage.Init_c292aced4dea6d28292bbb91547781d7::m_vscov

 IL_0020: ldc.i4     0xa

 IL_0025: ldelem.u4

 IL_0026: ldc.i4     0xb

 IL_002b: add

 IL_002c: ldc.i4.1

...

} // end of method Program::ReverseStringPairImp

使用代码覆盖率的注意事项
1.       代码覆盖率只能告诉你产品代码还有哪些地方、哪些功能模块没有测试到,或者说很仔细地测试过。不能告诉你比如测试效果是否已经足够好了,比如说代码覆盖率为100%不能说明你已经把用户的需求都考虑并且测试到了。请考虑下面的代码:

Int a = b * c;

Console.WriteLine(a);

如果b 和c的值很小的话,那么 后面的Console那句就会执行,如果我们先执行这个测试用例,那么Console那句就会被标注为已经覆盖过,而且是100%覆盖过。但是并不没有测试到b和c很大造成整数溢出异常这种情形。

2.       另外,代码覆盖率并不是自动化测试才能检查的,如果你的自动化测试用例不够,你完全可以把Visual Studio修改过的程序拷贝出来,手工执行一些测试用例。不管是自动化还是手工的测试用例,只要能够执行为覆盖的产品代码,最后 Visual Studio在统计结果的时候,都会统计进去(当然,手工用例的执行,应该在 Visual studio统计结果之前执行—通常就是一次Test Run执行完毕之前)。

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