白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試.docx

白盒測(cè)試白盒測(cè)試，又稱結(jié)構(gòu)測(cè)試、透明盒測(cè)試、邏輯驅(qū)動(dòng)測(cè)試或基于代碼的測(cè)試。白盒測(cè)試是一種測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法，盒子指的是被測(cè)試的軟件，白盒指的是盒子是可視的，你清楚盒子內(nèi)部的東西以及里面是如何運(yùn)作的。白盒法全面了解程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)、對(duì)所有邏輯路徑進(jìn)行測(cè)試。白盒法是窮舉路徑測(cè)試。在使用這一方案時(shí)，測(cè)試者必須檢查程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從檢查程序的邏輯著手，得出測(cè)試數(shù)據(jù)。貫穿程序的獨(dú)立路徑數(shù)是天文數(shù)字。采用什么方法對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試呢？常用的軟件測(cè)試方法有兩大類：靜態(tài)測(cè)試方法和動(dòng)態(tài)測(cè)試方法。其中軟件的靜態(tài)測(cè)試不要求在計(jì)算機(jī)上實(shí)際執(zhí)行所測(cè)程序，主要以一些人工的模擬技術(shù)對(duì)軟件進(jìn)行分析和測(cè)試；而軟件的動(dòng)態(tài)測(cè)試是通過輸入一組預(yù)先按照一定的測(cè)試準(zhǔn)則構(gòu)造的實(shí)例數(shù)據(jù)來動(dòng)態(tài)運(yùn)行程序，而達(dá)到發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤的過程。在動(dòng)態(tài)分析技術(shù)中,最重要的技術(shù)是路徑和分支測(cè)試。下面要介紹的六種覆蓋測(cè)試方法屬于動(dòng)態(tài)分析方法。中文名：白盒測(cè)試 外文名：white-box testing 別稱：結(jié)構(gòu)測(cè)試、透明盒測(cè)試 白盒測(cè)試測(cè)試方法白盒測(cè)試的測(cè)試方法有代碼檢查法、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析法、靜態(tài)質(zhì)量度量法、邏輯覆蓋法、基本路徑測(cè)試法、域測(cè)試、符號(hào)測(cè)試、路徑覆蓋和程序變異。白盒測(cè)試法的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)有邏輯覆蓋、循環(huán)覆蓋和基本路徑測(cè)試。其中邏輯覆蓋包括語(yǔ)句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判定/條件覆蓋、條件組合覆蓋和路徑覆蓋。六種覆蓋標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的能力呈由弱到強(qiáng)的變化：1.語(yǔ)句覆蓋每條語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。2.判定覆蓋每個(gè)判定的每個(gè)分支至少執(zhí)行一次。3.條件覆蓋每個(gè)判定的每個(gè)條件應(yīng)取到各種可能的值。4.判定/條件覆蓋同時(shí)滿足判定覆蓋條件覆蓋。5.條件組合覆蓋每個(gè)判定中各條件的每一種組合至少出現(xiàn)一次。6.路徑覆蓋使程序中每一條可能的路徑至少執(zhí)行一次。白盒測(cè)試要求1.保證一個(gè)模塊中的所有獨(dú)立路徑至少被使用一次。2.對(duì)所有邏輯值均需測(cè)試 true 和 false。3.在上下邊界及可操作范圍內(nèi)運(yùn)行所有循環(huán)。4.檢查內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以確保其有效性。白盒測(cè)試目的通過檢查軟件內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)，對(duì)軟件中的邏輯路徑進(jìn)行覆蓋測(cè)試;在程序不同地方設(shè)立檢查點(diǎn)，檢查程序的狀態(tài)，以確定實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與預(yù)期狀態(tài)是否一致。白盒測(cè)試特點(diǎn)依據(jù)軟件設(shè)計(jì)說明書進(jìn)行測(cè)試、對(duì)程序內(nèi)部細(xì)節(jié)的嚴(yán)密檢驗(yàn)、針對(duì)特定條件設(shè)計(jì)測(cè)試用例、對(duì)軟件的邏輯路徑進(jìn)行覆蓋測(cè)試。白盒測(cè)試實(shí)施步驟1.測(cè)試計(jì)劃階段：根據(jù)需求說明書，制定測(cè)試進(jìn)度。2.測(cè)試設(shè)計(jì)階段：依據(jù)程序設(shè)計(jì)說明書，按照一定規(guī)范化的方法進(jìn)行軟件結(jié)構(gòu)劃分和設(shè)計(jì)測(cè)試用例。3.測(cè)試執(zhí)行階段：輸入測(cè)試用例，得到測(cè)試結(jié)果。4.測(cè)試總結(jié)階段：對(duì)比測(cè)試的結(jié)果和代碼的預(yù)期結(jié)果，分析錯(cuò)誤原因，找到并解決錯(cuò)誤。白盒測(cè)試優(yōu)缺點(diǎn)白盒測(cè)試優(yōu)點(diǎn)1.迫使測(cè)試人員去仔細(xì)思考軟件的實(shí)現(xiàn)2.可以檢測(cè)代碼中的每條分支和路徑3.揭示隱藏在代碼中的錯(cuò)誤4.對(duì)代碼的測(cè)試比較徹底5.最優(yōu)化白盒測(cè)試缺點(diǎn)1.昂貴2.無(wú)法檢測(cè)代碼中遺漏的路徑和數(shù)據(jù)敏感性錯(cuò)誤3.不驗(yàn)證規(guī)格的正確性白盒測(cè)試局限但即使每條路徑都測(cè)試了仍然可能有錯(cuò)誤?？赡艹霈F(xiàn)的情況如下：窮舉路徑測(cè)試決不能查出程序違反了設(shè)計(jì)規(guī)范，即程序本身是個(gè)錯(cuò)誤的程序。窮舉路徑測(cè)試不可能查出程序中因遺漏路徑而出錯(cuò)。窮舉路徑測(cè)試可能發(fā)現(xiàn)不了一些與數(shù)據(jù)相關(guān)的錯(cuò)誤。白盒測(cè)試工具挑選白盒測(cè)試 白盒測(cè)試主要用在具有高可靠性要求的軟件領(lǐng)域，例如：軍工軟件、航天航空軟件、工業(yè)控制軟件等等。白盒測(cè)試工具在選購(gòu)時(shí)應(yīng)當(dāng)主要是對(duì)開發(fā)語(yǔ)言的支持、代碼覆蓋的深度、嵌入式軟件的測(cè)試和測(cè)試的可視化等。白盒測(cè)試語(yǔ)言支持白盒測(cè)試工具是對(duì)源代碼進(jìn)行的測(cè)試，測(cè)試的主要內(nèi)容包括詞法分析與語(yǔ)法分析、靜態(tài)錯(cuò)誤分析、動(dòng)態(tài)檢測(cè)等。但是對(duì)于不同的開發(fā)語(yǔ)言，測(cè)試工具實(shí)現(xiàn)的方式和內(nèi)容差別是較大的。測(cè)試工具主要支持的開發(fā)語(yǔ)言包括：標(biāo)準(zhǔn)C、C+、Visual C+、Java和Visual J+等。白盒測(cè)試覆蓋深度從覆蓋源程序語(yǔ)句的詳盡程度分析，邏輯覆蓋標(biāo)準(zhǔn)包括以下不同的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)：語(yǔ)句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、條件判定組合覆蓋、多條件覆蓋和修正判定條件覆蓋。1.語(yǔ)句覆蓋 為了暴露程序中的錯(cuò)誤，程序中的每條語(yǔ)句至少應(yīng)該執(zhí)行一次。因此語(yǔ)句覆蓋（Statement Coverage）的含義是：選擇足夠多的測(cè)試數(shù)據(jù)，使被測(cè)程序中每條語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。語(yǔ)句覆蓋是很弱的邏輯覆蓋。2.判定覆蓋比語(yǔ)句覆蓋稍強(qiáng)的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)是判定覆蓋（Decision Coverage）。判定覆蓋的含義是：設(shè)計(jì)足夠的測(cè)試用例，使得程序中的每個(gè)判定至少都獲得一次“真值”或“假值”，或者說使得程序中的每一個(gè)取“真”分支和取“假”分支至少經(jīng)歷一次，因此判定覆蓋又稱為分支覆蓋。3.條件覆蓋在設(shè)計(jì)程序中，一個(gè)判定語(yǔ)句是由多個(gè)條件組合而成的復(fù)合判定。為了更徹底地實(shí)現(xiàn)邏輯覆蓋，可以采用條件覆蓋（Condition Coverage）的標(biāo)準(zhǔn)。條件覆蓋的含義是：構(gòu)造一組測(cè)試用例，使得每一判定語(yǔ)句中每個(gè)邏輯條件的可能值至少滿足一次。4.多條件覆蓋。多條件覆蓋也稱條件組合覆蓋，它的含義是：設(shè)計(jì)足夠的測(cè)試用例，使得每個(gè)判定中條件的各種可能組合都至少出現(xiàn)一次。顯然滿足多條件覆蓋的測(cè)試用例是一定滿足判定覆蓋、條件覆蓋和條件判定組合覆蓋的。5.修正條件判定覆蓋。修正條件判定覆蓋是由歐美的航空/航天制造廠商和使用單位聯(lián)合制定的“航空運(yùn)輸和裝備系統(tǒng)軟件認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)”，在國(guó)外的國(guó)防、航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。這個(gè)覆蓋度量需要足夠的測(cè)試用例來確定各個(gè)條件能夠影響到包含的判定的結(jié)果。它要求滿足兩個(gè)條件：首先，每一個(gè)程序模塊的入口和出口點(diǎn)都要考慮至少要被調(diào)用一次，每個(gè)程序的判定到所有可能的結(jié)果值要至少轉(zhuǎn)換一次；其次，程序的判定被分解為通過邏輯操作符（and、or）連接的布爾條件，每個(gè)條件對(duì)于判定的結(jié)果值是獨(dú)立的。不同的測(cè)試工具對(duì)于代碼的覆蓋能力也是不同的，通常能夠支持修正條件判定覆蓋的測(cè)試工具價(jià)格是極其昂貴的。白盒測(cè)試嵌入式測(cè)試對(duì)于嵌入式軟件的測(cè)試，我們還需要一方面進(jìn)一步考慮測(cè)試工具對(duì)于嵌入式操作系統(tǒng)的支持能力，例如DOS、Vxworks、Neculeus、Linux和Windows CE等；另一方面還需要考慮測(cè)試工具對(duì)于硬件平臺(tái)的支持能力，包括是否支持所有64/32/16位CPU 和 MCU，是否可以支持 PCI/VME/CPCI 總線。白盒測(cè)試可視化白盒測(cè)試是工作量巨大并且枯燥的工作，可視化的設(shè)計(jì)對(duì)于測(cè)試來說是十分重要的。在選購(gòu)白盒測(cè)試工具時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮該款測(cè)試工具的可視化是否良好，例如：測(cè)試過程中是否可以顯示覆蓋率的函數(shù)分布圖和上升趨勢(shì)圖，是否使用不同的顏色區(qū)分已執(zhí)行和未執(zhí)行的代碼段顯示分配內(nèi)存情況實(shí)時(shí)圖表等，這些對(duì)于測(cè)試效率和測(cè)試質(zhì)量的提高是具有很大的作用的。白盒測(cè)試測(cè)試方法白盒測(cè)試的測(cè)試方法中運(yùn)用最為廣泛的是基本路徑測(cè)試法?；韭窂綔y(cè)試法是在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制構(gòu)造的環(huán)路復(fù)雜性，導(dǎo)出基本可執(zhí)行路徑集合，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例的方法。設(shè)計(jì)出的測(cè)試用例要保證在測(cè)試中程序的每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。在程序控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制構(gòu)造的環(huán)路復(fù)雜性，導(dǎo)出基本可執(zhí)行路徑集合，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例。包括以下4個(gè)步驟和一個(gè)工具方法：1.程序的控制流圖：描述程序控制流的一種圖示方法。2.程序圈復(fù)雜度：McCabe復(fù)雜性度量。從程序的環(huán)路復(fù)雜性可導(dǎo)出程序基本路徑集合中的獨(dú)立路徑條數(shù)，這是確定程序中每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次所必須的測(cè)試用例數(shù)目的上界。3. 導(dǎo)出測(cè)試用例：根據(jù)圈復(fù)雜度和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用例數(shù)據(jù)輸入和預(yù)期結(jié)果。4. 準(zhǔn)備測(cè)試用例：確保基本路徑集中的每一條路徑的執(zhí)行。白盒測(cè)試工具方法1.圖形矩陣：是在基本路徑測(cè)試中起輔助作用的軟件工具，利用它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地確定一個(gè)基本路徑集。2.程序的控制流圖：描述程序控制流的一種圖示方法。3.圓圈稱為控制流圖的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，表示一個(gè)或多個(gè)無(wú)分支的語(yǔ)句或源程序語(yǔ)句。流圖只有二種圖形符號(hào)：1.圖中的每一個(gè)圓稱為流圖的結(jié)點(diǎn)，代表一條或多條語(yǔ)句。2.流圖中的箭頭稱為邊或連接，代表控制流，任何過程設(shè)計(jì)都要被翻譯成控制流圖。在將程序流程圖簡(jiǎn)化成控制流圖時(shí)，應(yīng)注意：1.在選擇或多分支結(jié)構(gòu)中，分支的匯聚處應(yīng)有一個(gè)匯聚結(jié)點(diǎn)。2.邊和結(jié)點(diǎn)圈定的區(qū)域叫做區(qū)域，當(dāng)對(duì)區(qū)域計(jì)數(shù)時(shí)，圖形外的區(qū)域也應(yīng)記為一個(gè)區(qū)域。白盒測(cè)試步驟基本路徑測(cè)試法的步驟：第一步：畫出控制流圖流程圖用來描述程序控制結(jié)構(gòu)?？蓪⒘鞒虉D映射到一個(gè)相應(yīng)的流圖(假設(shè)流程圖的菱形決定框中不包含復(fù)合條件)。在流圖中，每一個(gè)圓，稱為流圖的結(jié)點(diǎn)，代表一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句。一個(gè)處理方框序列和一個(gè)菱形決測(cè)框可被映射為一個(gè)結(jié)點(diǎn)，流圖中的箭頭，稱為邊或連接，代表控制流，類似于流程圖中的箭頭。一條邊必須終止于一個(gè)結(jié)點(diǎn)，即使該結(jié)點(diǎn)并不代表任何語(yǔ)句(例如：if-else-then結(jié)構(gòu))。由邊和結(jié)點(diǎn)限定的范圍稱為區(qū)域。計(jì)算區(qū)域時(shí)應(yīng)包括圖外部的范圍。第二步：計(jì)算圈復(fù)雜度圈復(fù)雜度是一種為程序邏輯復(fù)雜性提供定量測(cè)度的軟件度量，將該度量用于計(jì)算程序的基本的獨(dú)立路徑數(shù)目，為確保所有語(yǔ)句至少執(zhí)行一次的測(cè)試數(shù)量的上界。獨(dú)立路徑必須包含一條在定義之前不曾用到的邊。有以下三種方法計(jì)算圈復(fù)雜度：流圖中區(qū)域的數(shù)量對(duì)應(yīng)于環(huán)型的復(fù)雜性;給定流圖G的圈復(fù)雜度V(G)，定義為V(G)=E-N+2，E是流圖中邊的數(shù)量，N是流圖中結(jié)點(diǎn)的數(shù)量;給定流圖G的圈復(fù)雜度V(G)，定義為V(G)=P+1，P是流圖G中判定結(jié)點(diǎn)的數(shù)量。第三步：導(dǎo)出測(cè)試用例根據(jù)上面的計(jì)算方法，可得出四個(gè)獨(dú)立的路徑。(一條獨(dú)立路徑是指，和其他的獨(dú)立路徑相比，至少引入一個(gè)新處理語(yǔ)句或一個(gè)新判斷的程序通路。V(G)值正好等于該程序的獨(dú)立路徑的條數(shù)。)路徑1：4-14路徑2：4-6-7-14路徑3：4-6-8-10-13-4-14路徑4：4-6-8-11-13-4-14根據(jù)上面的獨(dú)立路徑，去設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)，使程序分別執(zhí)行到上面四條路徑。白盒測(cè)試相關(guān)區(qū)別編輯白盒測(cè)試黑盒測(cè)試概述黑盒測(cè)試也稱功能測(cè)試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試，它是在已知產(chǎn)品所應(yīng)具有的功能，通過測(cè)試來檢測(cè)每個(gè)功能是否都能正常使用，在測(cè)試時(shí)，把程序看作一個(gè)不能打開的黑盒子，在完全不考慮程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性的情況下，測(cè)試者在程序接口進(jìn)行測(cè)試，它只檢查程序功能是否按照需求規(guī)格說明書的規(guī)定正常使用，程序是否能適當(dāng)?shù)亟邮蛰斎霐?shù)據(jù)而產(chǎn)生正確的輸出信息，并且保持外部信息（如數(shù)據(jù)庫(kù)或文件）的完整性。黑盒測(cè)試方法主要有等價(jià)類劃分、邊值分析、因果圖、錯(cuò)誤推測(cè)等，主要用于軟件確認(rèn)測(cè)試。 “黑盒”法著眼于程序外部結(jié)構(gòu)、不考慮內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)、針對(duì)軟件界面和軟件功能進(jìn)行測(cè)試?！昂诤小狈ㄊ歉F舉輸入測(cè)試，只有把所有可能的輸入都作為測(cè)試情況使用，才能以這種方法查出程序中所有的錯(cuò)誤。實(shí)際上測(cè)試情況有無(wú)窮多個(gè)，人們不僅要測(cè)試所有合法的輸入，而且還要對(duì)那些不合法但是可能的輸入進(jìn)行測(cè)試。白盒測(cè)試也稱結(jié)構(gòu)測(cè)試或邏輯驅(qū)動(dòng)測(cè)試，它是知道產(chǎn)品內(nèi)部工作過程，可通過測(cè)試來檢測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部動(dòng)作是否按照規(guī)格說明書的規(guī)定正常進(jìn)行，按照程序內(nèi)部的結(jié)構(gòu)測(cè)試程序，檢驗(yàn)程序中的每條通路是否都有能按預(yù)定要求正確工作，而不顧它的功能，白盒測(cè)試的主要方法有邏輯驅(qū)動(dòng)、基路測(cè)試等，主要用于軟件驗(yàn)證?！鞍缀小狈ㄈ媪私獬绦騼?nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)、對(duì)所有邏輯路徑進(jìn)行測(cè)試。“白盒”法是窮舉路徑測(cè)試。軟件人員使用白盒測(cè)試方法，主要想對(duì)程序模塊進(jìn)行如下的檢查：1.對(duì)程序模塊的所有獨(dú)立的執(zhí)行路徑至少測(cè)試一次；2.對(duì)所有的邏輯判定，取 “ 真 ” 與取 “ 假 ” 的兩種情況都至少測(cè)試一次；3.在循環(huán)的邊界和運(yùn)行界限內(nèi)執(zhí)行循環(huán)體；4.測(cè)試內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性，等。具體包含的邏輯覆蓋有： 語(yǔ)句覆蓋判定覆蓋條件覆蓋 判定條件覆蓋 條件組合覆蓋路徑覆蓋。白盒測(cè)試區(qū)別白盒測(cè)試技術(shù) (White Box Testing) ： 深入到代碼一級(jí)的測(cè)試，使用這種技術(shù)發(fā)現(xiàn)問題最早，效果也是最好的。該技術(shù)主要的特征是測(cè)試對(duì)象進(jìn)入了代碼內(nèi)部，根據(jù)開發(fā)人員對(duì)代碼和對(duì)程序的熟悉程度，對(duì)有需要的部分進(jìn)行在軟件編碼階段，開發(fā)人員根據(jù)自己對(duì)代碼的理解和接觸所進(jìn)行的軟件測(cè)試叫做白盒測(cè)試。這一階段測(cè)試以軟件開發(fā)人員為主，在 JAVA 平臺(tái)使用 Xunit 系列工具進(jìn)行測(cè)試， Xunit 測(cè)試工具是類一級(jí)的測(cè)試工具對(duì)每一個(gè)類和該類的方法進(jìn)行測(cè)試。黑盒測(cè)試技術(shù)（ Black Box Testing ）：黑盒測(cè)試的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面，但是主要還是功能部分。主要是覆蓋全部的功能，可以結(jié)合兼容，性能測(cè)試等方面進(jìn)行，根據(jù)軟件需求，設(shè)計(jì)文檔，模擬客戶場(chǎng)景隨系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的測(cè)試，這種測(cè)試技術(shù)是使用最多的測(cè)試技術(shù)涵蓋了測(cè)試的方方面面，可以考慮以下方面：1.正確性 (Correctness) ：計(jì)算結(jié)果，命名等方面。2.可用性 (Usability) ：是否可以滿足軟件的需求說明。3.邊界條件 (Boundary Condition) ：輸入部分的邊界值，就是使用一般書中說的等價(jià)類劃分，試試最大最小和非法數(shù)據(jù)等等。4.性能 (Performance) ： 正常使用的時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)完成一個(gè)任務(wù)需要的時(shí)間，多人同時(shí)使用的時(shí)候響應(yīng)時(shí)間在可以接受范圍內(nèi)。 J2EE 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)在性能方面更是需要照顧的，一般原則是 3 秒以下接受， 3-5 秒可以接受， 5 秒以上就影響易用性了。如果在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)性能問題，修復(fù)起來是非常艱難的，因?yàn)檫@常常意味著程序的算法不好，結(jié)構(gòu)不好，或者設(shè)計(jì)有問題。因此在產(chǎn)品開發(fā)的開始階段，就要考慮到軟件的性能問題5.壓力測(cè)試(Stress) ： 多用戶情況可以考慮使用壓力測(cè)試工具，建議將壓力和性能測(cè)試結(jié)合起來進(jìn)行。如果有負(fù)載平衡的話還要在服務(wù)器端打開監(jiān)測(cè)工具 , 查看服務(wù)器 CPU使用率，內(nèi)存占用情況，如果有必要可以模擬大量數(shù)據(jù)輸入，對(duì)硬盤的影響等等信息。如果有必要的話必須進(jìn)行性能優(yōu)化( 軟硬件都可以 ) 。這里的壓力測(cè)試針對(duì)的是某幾項(xiàng)功能。6.錯(cuò)誤恢復(fù) (Error Recovery) ：錯(cuò)誤處理，頁(yè)面數(shù)據(jù)驗(yàn)證，包括突然間斷電，輸入臟數(shù)據(jù)等。7.安全性測(cè)試 (Security) ：這個(gè)領(lǐng)域正在研究中，防火墻、補(bǔ)丁包、殺毒軟件等的就不必說了，不過可