软件测试之-软件测试方法

一、本篇文章主要目的

  1、介绍测试方法；
  2、区分黑盒测试、灰盒测试和白盒测试（逻辑覆盖测试）；
  3、区分静态测试（控制流分析、数据流分析、信息流分析；同行评审）和动态测试（动态测试工具）；
  4、了解手工测试和自动化测试。

在介绍以上软件测试方法时，需要先了解软件产品的概念，软件研发过程中产生的所有文档和代码都可以称之为软件产品，同时，只要是软件产品，都是测试的对象，即软件测试对象为软件生命周期中产生的所有文档和代码。

二、软件测试方法介绍及分类

@@@根据利用的被测对象信息的不同，将软件测试方法分为黑盒测试、灰盒测试和白盒测试。

1、白盒测试

   1）概念（定义）：是依据被测软件分析程序内部构造，并根据内部构造分析用例，来对内部控制流程进行测试，可完全不顾程序的整体功能实现情况，即已知软件产品的内部实现过程，可以通过测试证明每种内部操作是否符合设计规格的要求，所有内部成分是否已经过检查。
   2）思想：白盒测试又被称为玻璃盒测试、透明盒测试、开放盒测试、结构化测试、逻辑驱动测试、是基于程序结构的逻辑驱动测试。
   3）测试对象： 函数、算法与数据结构
   4）目的
       （1）一般在测试前期进行，通过达到一定的逻辑覆盖率指标，使得软件内部逻辑控制结构上的问题能基本得到消除；
       （2）保证内部结构达到一定的覆盖程度，能够给予软件代码质量更大的保证；
       （3）白盒测试发现问题后，解决问题的成本较低。

   5）白盒测试的常用技术：
       （1）静态分析：包括控制流分析、数据流分析、信息流分析
       （2）动态分析：逻辑覆盖测试（分支测试、路径测试等）、程序插装等 
                    逻辑覆盖测试根据覆盖的对象不同，可以分为：语句覆盖、判定（分支）覆盖、条件覆盖、判定条件覆盖、条件组合覆盖、路径覆盖。
                    程序插装指调试程序时，在程序中插入一些打印语句，程序执行时打印出我们关心的信息，通过这些信息了解执行过程中程序的一些动态行为。
                    逻辑覆盖率的统计通过程序插装来实现。
   6）白盒测试的特点：
       （1）测试人员需要了解软件的实现；
       （2）可以检测代码中的每条分支和路径；
       （3）揭示隐藏在代码中的错误；
       （4）对代码的测试比较彻底；
       （5）实现代码结构上的优化；
       （6）投入较大，成本高；
       （7）无法检测代码中遗漏的路径和数据敏感性错误；
       （8）不验证规格的正确性。

2、黑盒测试

   1）定义：把测试对象看成是一个黑盒，只考虑其整体特性，不考虑其内部具体实现过程。即已知产品的需求规格，但不知其内部实现，可以进行测试证明每个需求是否实现。
   2）思想：基于规格的测试，测试类型都来源于质量模型。
   3）测试对象：系统、子系统、模块、子模块、函数等。
   4）常用的黑盒测试方法：等价类划分法、边界值分析法、因果图分析法、判定表法、状态迁移法等。
   5）目的：减少测试时的测试用例数，用尽量少的测试用例完成测试，发现更多的问题。
   6）黑盒测试的特点
       （1）对于更大的代码单元来说（子系统甚至系统级）比白盒测试效率要高；
       （2）测试人员不需要了解软件的实现细节，包括特定的编程语言；
       （3）从用户的视角进行测试，很容易被理解和接受；
       （4）有助于暴露任何规格不一致或有歧义的问题；
       （5）没有清洗和简明的规格，测试用例很难设计；
       （6）不能控制内部执行路径，会有很多内部程序路径没有被测试到；
       （7）不能直接针对特定的程序段，这些程序可能非常复杂（因此可能隐藏更多的问题）

3、灰盒测试

利用被测对象的整体特性信息，采用黑盒测试方法；利用被测对象的内部具体实现信息，采用白盒测试方法；介于白盒和黑盒测试之间的测试方法测试方法称之为灰盒测试。

  1）定义：如果即利用被测对象的整体特性信息，又利用被测对象的内部具体实现信息，采用得就是灰盒测试方法。两种信息占得比例不同，相应的灰度就不同。
  2）适用对象：一般集成测试采用灰盒测试方法。

@@@按照被测试的软件系统是否运行，将测试分为静态测试和动态测试。

1、静态测试

  1）定义：不运行被测试的软件系统，而是采用其他手段和技术对被测试软件进行检测的一种测试技术，例如：代码走读、文档评审、程序分析等。
  2）常用技术：静态分析技术。
       （1）定义：静态分析是一种不通过执行程序而分析程序的技术。
       （2）功能：检查软件的表示和描述是否一致，没有冲突或者没有歧义
       （3）目的：纠正软件系统在描述、表示和规格上的错误，因此是任何进一步测试的前提。
       （4）静态分析技术主要有3种不同的程序测试可能性
            *1*：考虑程序是否满足编码规则，语法上是否具有一致性和完整性；
            *2*：考虑文档描述是否规范、准确、便于查阅；
            *3*：考虑程序和文档之间的一致性。
       （5）静态分析技术有：控制流分析、数据流分析和信息流分析，下面一一介绍：
            *1*控制流分析
                #1#控制流相关概念
                     ………1、程序元素：一个程序元素通常是一个条件，一个简单的语句或者一块语句（多个连续语句）。
                     ………2、控制流关系：一个程序的控制流关系（Control Flow Relation）叙述了程序元素和他们执行的次序之间的关系。
                     ………3、控制流图：对应于控制流关系的图被称为控制流图。
                     ………4、控制流矩阵：有控制流图得到，反映相邻程序元素之间的先后顺序关系。
                #2#控制流分析能发现的问题
                     通过对控制流信息进行分析，确保写出的程序不应包含：转向并不存在的标号；没用的语句标号；从程序入口进入后无法达到的语句；不能达到停机语句的语句。

            *2*数据流分析
                #1#数据流相关概念
                     数据流分析最初是随着编译系统要生成有效的目标码而出现的，这类方法主要用于代码优化（代码优化主要包含：结构优化即可读性、时间效率和空间效率优化、可移植性优化）。
                     数据流分析法关键是数据的引用和定义。
                     ………1、数据的定义：如果程序中某一语句执行时能改变某程序变量V的值，则称V是被该语句定义的。
                     ………2、数据的引用：如果程序中一语句的执行引用了内存中变量V的值，则称V是被该语句引用的。
                #2#数据流分析步骤
                     ………1、根据代码得到数据流表
                     ………2、分析数据流表找到以下两种错误：
                           变量未定义但被引用
                           变量定义但未被引用

2、动态测试

   1）定义：按照预先设计的数据和步骤去运行被测软件系统，从而对被测试软件进行检测的一种测试技术。
   2）特点：主要分析软件系统在模拟或是真实的环境中执行之前、之中、之后的动态行为。
   3）常用技术：动态分析技术
       （1）定义：对软件系统运行行为进行分析，包含程序在受控的环境下使用特定的输入进行正式的运行，和期望的结果比较以检查系统运行是正确还是不正确。
       （2）常用动态分析技术：
            *1*：路径测试
            *2*：分支测试
            *3*：性能测试
       （4）常用动态分析工具及功能
            *1*：测试覆盖率分析：用于测试对代码的检测范围；
            *2*：跟踪：跟踪程序执行期间的所有路径
            *3*：调整：度量程序执行过程中所有的资源
            *4*：模拟：模拟系统的部分

@@@所有测试方法都可以归类为手工测试和自动化测试。

1、手工测试

   1）定义：手工测试是传统的测试方法，由测试人员手工编写测试用例，执行，观察结果。
   2）缺点：测试工作量大，重复多，回归测试难以实现

2、自动化测试

   1）定义：自动化测试指利用软件测试工具自动实现全部或者部分测试工作：管理、设计、执行和报告，自动化测试节省大量的测试开销，并能够完成一些手工测试无法实现的测试。
   2）自动化测试的意义     
       （1）对程序新版本运行前一版本执行的测试，提高回归测试效率
       （2）可以运行更多更频繁的测试
       （3）可以执行手工测试困难或不可能做到的测试，比如大量的重复操作或者集成测试
       （4）更好的利用资源，比如测试仪器或者被测对象
       （5）测试具有一致性和可重复性，及自动化测试的步骤和结果完全一样的测试的复用性，及自动化测试甲苯可以拆分开给其他测试脚本使用
       （6）可以更快地将软件推向市场，软件发布前进行高效的回归测试，减少软件发布的时间
       （7）增加软件的信任度，通过自动化测试提高了测试效率，可以吧节约的时间拿出来做更多的测试
   3）自动化测试的限制
       （1）不能取代手工测试，自动化测试只能提高测试效率，不能提高测试有效性，即不可能发现更多缺陷更多
       （2）对测试设计依赖性极大，测试设计的不好会遗漏问题
       （3）自动化测试对软件开发具有很大的依赖性，开发出现变更可能导致前面的自动化测试完全失效
       （4）工具本身并不具备想象力，工具不具有智能
   4）自动化测试的误区
       （1）不现实的期望，希望自动化能取代手工测试
       （2）缺乏测试实践经验，手工测试都做不好，或者经验积累不够，就尝试自动化，很难成功
       （3）期望自动化测试发现大量新缺陷，自动化只能保证测试执行效率，确保已有的问题不会再发生，发现新缺陷不是其目的
       （4）安全性错觉，认为进行了自动化测试的软件就是安全的、质量有保证的只有手工测试做好了，明确了测试的观察点，才能把自动化测试做好,所以手工测试是自动化测试的一个基础