4.結構性測試

1、4. 結構性測試結構性測試課程內容課程內容路徑測試 概述 DD路徑 基于指標的測試 基本路徑測試數(shù)據(jù)流測試結構性測試回顧三角形程序三角形程序 程序圖程序圖 對于采用命令式程序設計語言編寫的一段程序，其程序圖是一種有向圖，圖中的節(jié)點表示語句片段，邊表示控制流。 三角形程序三角形程序窮舉測試窮舉測試從節(jié)點B到節(jié)點F有五條路徑假設循環(huán)18次執(zhí)行路徑個數(shù)：4.77萬億所以，窮舉所有路徑的測試時不可能的課程內容課程內容路徑測試 概述 DD路徑 基于指標的測試 基本路徑測試數(shù)據(jù)流測試結構性測試回顧DD路徑覆蓋路徑覆蓋DD-路徑：決策到?jīng)Q策路徑，從決策語句的出路開始，到下一個決策語句的結束，在此路徑中沒有內

2、部分支，DD-路徑是單入口，單出口的節(jié)點鏈. 它其實就是一系列的語句序列，在這個序列當中的每個結點的入度和出度都是1當然這只是基于長鏈的DD路徑，DD路徑還有其他情況 情況1. 由一個節(jié)點組成，內度=0 情況2. 由一個節(jié)點組成，外度=0 情況3. 由一個節(jié)點組成，內度=2或外度=2 情況4. 由一個節(jié)點組成，內度=1并且外度=1 情況5. 長度=1的最大鏈 DD路徑路徑情況1節(jié)點4 情況2節(jié)點23 情況3節(jié)點9，節(jié)點12，節(jié)點13，節(jié)點14，節(jié)點16，節(jié)點19，節(jié)點20，節(jié)點22 情況4節(jié)點10，節(jié)點11，節(jié)點15，節(jié)點17，節(jié)點18 情況5節(jié)點5節(jié)點8 情況1. 由一個節(jié)點組成，內度=0

3、情況2. 由一個節(jié)點組成，外度=0 情況3. 由一個節(jié)點組成，內度=2或外度=2 情況4. 由一個節(jié)點組成，內度=1并且外度=1 情況5. 長度=1的最大鏈 DD路徑圖路徑圖l DD路徑圖：有向圖，其中，節(jié)點表示其程序圖的DD-路徑，邊表示連續(xù)DD-路徑之間的控制流l實際上， DD路徑圖是一種壓縮圖，在該圖中，2連接組件中對應情況5的被壓縮為一個節(jié)點l 三角形的DD-路徑圖上，僅僅是將節(jié)點5節(jié)點8合并為一個節(jié)點，這時因為三角形問題是邏輯密集、計算稀疏，這種組合會產(chǎn)生很多短的DD路徑課程內容課程內容路徑測試 概述 DD路徑 基于指標的測試 基本路徑測試數(shù)據(jù)流測試結構性測試回顧結構性測試覆蓋指標結

4、構性測試覆蓋指標指標覆蓋描述C0所有語句C1所有DD路徑（判斷分支）C1p所有判斷分支組合C2C1覆蓋+循環(huán)覆蓋CdC1覆蓋+DD路徑的所有依賴對偶CMCC多條件覆蓋Cik包含最多K次循環(huán)的所有程序路徑（通常k=2）Cstat路徑具有“統(tǒng)計重要性”的部分C所有可能的執(zhí)行路徑E.F.Miller發(fā)現(xiàn)，當通過一組測試用例滿足DD-路徑覆蓋要求時，可以發(fā)現(xiàn)全部缺陷的85%。現(xiàn)在大多數(shù)質量機構都把C1指標作為測試覆蓋的最低可接受級別。C0覆蓋仍然被廣泛接受，它是ANSI標準178B強制要求要求的，并且自20世紀70年代中期以來，一直在全IBM公司成功地使用14語句覆蓋就是設計若干個測試用例，運行被測程

5、序，使得。在圖例中，正好所有的可執(zhí)行語句都在上，所以選擇設計測試用例，就可以覆蓋所有的可執(zhí)行語句。C0語句覆蓋語句覆蓋15測試用例的設計格式如下【輸入的(A, B, X)，輸出的(A, B, X)】為圖例設計滿足的測試用例是:【(2, 0, 4)，(2, 0, 3)】 覆蓋 ace【L1】C1:DD路徑覆蓋路徑覆蓋DD路徑覆蓋，要求遍歷DD路徑圖中的每條邊。對于if-then和if-then-else語句，這意味著真和假分支都要覆蓋17 【(2, 0, 4)，(2, 0, 3)】覆蓋 ace【L1】【(1, 1, 1)，(1, 1, 1)】覆蓋 abd【L2】DD路徑對偶依賴路徑對偶依賴即數(shù)據(jù)

6、流測試DD路徑對偶之間的最常見的依賴關系是定義/引用關系，其中變量在一個DD路徑中定義，在另一個DD路徑中引用。簡單的DD路徑可能不會遍歷這些依賴關系，因此更深的缺陷不會被發(fā)現(xiàn)。C1p覆蓋覆蓋20條件組合覆蓋就是設計足夠的測試用例，運行被測程序，使得。 記 A1, B0 作 A1, B0 作 A 1, B0 作 A 1, B0 作T T12T T12T T12T T12CMCC多條件覆蓋多條件覆蓋21 A2, X1 作 A2, X 1 作 A2, X1 作 A2, X 1 作 測 試 用 例 覆蓋條件 覆蓋組合【(2, 0, 4), (2, 0, 3)】(L1a,c,e) , 【(2, 1,

7、1), (2, 1, 2)】(L3a,b,e) , 【(1, 0, 3), (1, 0, 4)】(L3) , 【(1, 1, 1), (1, 1, 1)】(L2,a,b,d) , T T34T T34T T34T T34T T T T1234T T T T1234T T T T1234T T T T1234題目題目請為書中圖9-2,請為C0,C1，C1p指標開發(fā)測試路徑題目題目請為偽三角形程序開發(fā)多條件覆蓋測試用例。（請注意語句片段14和16之間表達式（a=b）AND (b=c)的依賴關系）一：ab+c And ba+c And ca+bP1: ab+c ba+c ca+bP2: ab+c b

8、=a+bP3: a= a+c ca+bP4: a= a+c c=a+bP5: a = b+c ba+c c= b+c b=a+bP7: a = b+c b = a+c c= b+c b = a+c c=a+b二：a=b And b=c And c=aQ1:a=b b=c c=aQ2:a=b b=c caQ3:a=b b c c=a Q4:a=b b c caQ5:a b b=c c=a Q6:a b b=c caQ7:a b b c c=a Q8:a b b c ca(3,3,3) 等邊(3,3,5) 等腰(5,3,3) 等腰(3,5,3) 等腰(3,4,5） 不等邊(3,3,7) 非三角形(

9、3,7,3) 非三角形(7,3,3) 非三角形25循環(huán)覆蓋循環(huán)覆蓋循環(huán)覆蓋循環(huán)覆蓋Beizer對循環(huán)測試的觀點：認為每個循環(huán)都包含一個判斷，需要測試判斷的兩個分支：一個遍歷循環(huán)，另一個退出（或不進入）循環(huán)修改的邊界值方法，循環(huán)按：最小值、一般值、最大值邊界值方法健壯性測試如果循環(huán)是嵌套的，則這個過程從最內層開始，逐步向外進行。一旦測試了循環(huán)，就可以將其壓縮成一個單獨的節(jié)點。課程內容課程內容路徑測試 概述 DD路徑 基于指標的測試 基本路徑測試數(shù)據(jù)流測試結構性測試回顧向量空間的基是相互獨立的一組向量，基覆蓋整個向量空間，使得該空間的其他任何向量都可以用基向量表示。如果一個基被刪除，則這種覆蓋特性

10、也會丟失。對于測試的意義：如果可以把程序看成一個向量空間，則這種空間就是要測試的非常有意義的元素集合。基的概念基的概念完成路徑測試的理想情況是做到路徑覆蓋，但對于復雜性大的程序要做到所有路徑覆蓋（測試所有可執(zhí)行路徑）是不可能的。在不能做到所有路徑覆蓋的前提下，如果某一程序的每一個獨立路徑都被測試過，那么可以認為程序中的每個語句都已經(jīng)檢驗過了，即達到了語句覆蓋。這種測試方法就是通常所說的基本路徑測試方法。 基本路徑測試基本路徑測試McCabe將圖論應用在測試觀點上，其認為強鏈接圖的圈數(shù)量就是圖中線性獨立路徑的數(shù)量McCabe基本路徑測試基本路徑測試圈復雜度及其計算方法圈復雜度及其計算方法圈復雜度

11、，以圖論為基礎，可用如下三種方法之一來計算環(huán)形復雜度：1、控制流圖中區(qū)域的數(shù)量對應于環(huán)形復雜度。2、給定控制流圖G的環(huán)形復雜度V(G)，定義為 V(G) = E-N+2 其中，E是控制流圖中邊的數(shù)量，N是控制流圖中的節(jié)點數(shù)量。3、給定控制流圖G的環(huán)形復雜度V(G)，也可定義為 V(G) = P+1 其中，P是控制流圖G中判定節(jié)點的數(shù)量。關于關于復合條件的處理復合條件的處理如何畫復合條件的控制流圖 ？圈復雜度及其計算方法圈復雜度及其計算方法圈復雜度？獨立路徑？圈復雜度及其計算方法圈復雜度及其計算方法基的概念在路徑中的體現(xiàn)基的概念在路徑中的體現(xiàn)假設：路徑加法就是一條路徑后接另一條路徑路徑乘法對應于

12、路徑中的重復路徑A、B、C、B、E、F、G可以如何由基表示出來？p2+p3-p1McCabe的確定基路徑集合的算法的確定基路徑集合的算法程序基本路徑集是指由若干條獨立路徑組成的集合，其數(shù)量由環(huán)形復雜度確定。McCabe開發(fā)了一種算法，用于確定程序的基本路徑集合，方法如下： 1、選擇一個基線路徑（應該對應某個“正常案例”，建議選擇盡可能多判斷節(jié)點的路徑） 2、沿基線路徑后退，碰到判定節(jié)點后翻轉，將翻轉后的路徑作為基線路徑，重復本步驟，直到所有的判定節(jié)點都被翻轉。 注意：為遵循先易后難的原則，對于循環(huán)，一般先讓路徑跳過循環(huán)，然后考慮進入循環(huán)?；韭窂郊ǔ２⒉晃ㄒ?。程序基本路徑集確定案例程序基本路

13、徑集確定案例確定步驟見下頁確定步驟見下頁P1：A，B，C，GP2：A，B，C，B，P3：A，B，E，F(xiàn)，GP4：A，D，E，F(xiàn)，GP5：A，D，F(xiàn)，G注:“”表示后面剩下的路徑是可以選擇的，原因在于存在循環(huán)結構?？偨Y：基路徑測試法測試步驟總結：基路徑測試法測試步驟畫出程序的DD路徑圖計算流圖G的圈復雜性V(G)確定只包含獨立路徑的基本路徑集根據(jù)上面的獨立路徑，設計測試用例，使程序分別沿上面的獨立路徑執(zhí)行。START INPUT(A,B,C,D)IF(A0) AND (B0) THEN X=A+B ELSE X=A-BENDIF(CA) OR (D0) AND (B0) THEN X=A+B E

14、LSE X=A-BENDIF(CA) OR (D=2，對應于計算使用，對應于計算使用的節(jié)點永遠有外度的節(jié)點永遠有外度=1。 定義-使用路徑定義定義 關于變量關于變量v的定義一使用路徑（記做的定義一使用路徑（記做du-path）是）是PATHS（P）中的路徑，使得對某個）中的路徑，使得對某個vV，存在定義和，存在定義和使用節(jié)點使用節(jié)點DEF（v，m）和）和USE（v，n），使得），使得m和和n是該是該路徑的最初和最終節(jié)點。路徑的最初和最終節(jié)點。 定義-清除路徑定義定義 關于變量關于變量v的定義清除路徑（記做的定義清除路徑（記做dc-path），是具有最），是具有最初和最終節(jié)點初和最終節(jié)點DEF（

15、v，m）和）和USE（v，n）的）的PATHS（P)中的路徑，使得該路徑中沒有其他節(jié)點是中的路徑，使得該路徑中沒有其他節(jié)點是v的定義節(jié)的定義節(jié)點。點。 不時定義不時定義-清除的定義清除的定義-使用路徑，是潛在有問題的地方使用路徑，是潛在有問題的地方傭金問題的程序傭金問題的程序傭金問題的程序圖891011127131415161718192122232425202627282930343132333538363739404142請畫出DD路徑圖？傭金問題變量的定義/使用節(jié)點變量定義節(jié)點使用節(jié)點lockPrice724stockPrice825barrelPrice926totalLocks10,

16、 1616, 21, 24totalStocks11, 1717, 22, 25totalBarrels12, 1818, 23, 26locks13, 1914, 16stocks1517barrels1518lockSales2427stockSales2527barrelSales2627sales2728, 29, 33, 34, 37, 38commission31, 32, 33, 36, 37, 3832, 33, 37, 41常量和變量說明語句是否應該被認為是定義節(jié)點，是學術界爭論的問題，可自己做出選擇部分定義部分定義/使用路徑使用路徑commission的定義/使用路徑變量路

17、徑節(jié)點是否可行？是定義清除嘛？commission31，32是是commission31，33是否commission31，37否-commission31，41是否commission32，32是是commission32，33是是commission32，37否-commission32，41是否commission33，32否-commission33，33是是commission33，37否-commission33，41是是commission36，32否-commission36，33否-commission36，37是是commission36，41是否commission37，

18、32否-commission37，33否-commission37，37是是commission37，41是是commission38，32否-commission38，33否-commission38，37否-commission38，41是是定義/使用路徑測試覆蓋指標T是擁有變量集合是擁有變量集合V的程序的程序p的程序圖的程序圖G（p）中的一個路）中的一個路徑集合徑集合 。計算變量的計算變量的DEF節(jié)點集合與節(jié)點集合與USE節(jié)點集合的叉集，對于定節(jié)點集合的叉集，對于定義義-使用路徑是不夠的，這種機械式的方法會產(chǎn)生不可行使用路徑是不夠的，這種機械式的方法會產(chǎn)生不可行的路徑。的路徑。在以下的定

19、義中，我們假設定義在以下的定義中，我們假設定義/使用路徑都是可行的使用路徑都是可行的全定義準則定義定義 集合集合T滿足程序滿足程序P的全定義準則，當且僅當所有變量的全定義準則，當且僅當所有變量vV，T包含從包含從v的每個定義節(jié)點到的每個定義節(jié)點到v的的一個使用一個使用的定義清的定義清除路徑。除路徑。 全使用準則定義定義 集合集合T T滿足程序滿足程序p p的全使用準則，當且僅當所有變量的全使用準則，當且僅當所有變量v vV V，T T 包含從包含從v v的每個定義節(jié)點到的每個定義節(jié)點到v v的的所有使用所有使用，以及到，以及到所有所有USEUSE（v v，n n）后續(xù)節(jié)點的定義清除路徑。）后續(xù)

20、節(jié)點的定義清除路徑。 全謂詞使用部分計算使用準則 定義定義 集合集合T滿足程序滿足程序p的全謂詞使用部分計算使用準則，當且的全謂詞使用部分計算使用準則，當且僅當所有變量僅當所有變量v V，T包含從包含從v的每個定義節(jié)點到的每個定義節(jié)點到v的所有謂的所有謂詞使用詞使用的定義清除路徑，并且如果的定義清除路徑，并且如果v的一個定義沒有謂詞使的一個定義沒有謂詞使用，則定義清除路徑導致至少一個計算使用。用，則定義清除路徑導致至少一個計算使用。全計算使用部分謂詞使用準則 定義定義 集合集合T滿足程序滿足程序P的全計算使用部分謂詞使用準則，當?shù)娜嬎闶褂貌糠种^詞使用準則，當且僅當所有變量且僅當所有變量vv，

21、T包含從包含從v的的每個定義節(jié)點到每個定義節(jié)點到v的所有的所有計算使用計算使用的定義清除路徑，并且如果的定義清除路徑，并且如果v的一個定義沒有計算的一個定義沒有計算使用，則定義清除路徑導致至少一個謂詞使用。使用，則定義清除路徑導致至少一個謂詞使用。 全定義-使用路徑準則 定義定義 集合集合T滿足程序滿足程序p的全定義一使用路徑準則，當且僅當所的全定義一使用路徑準則，當且僅當所有變量有變量v V，T包含從包含從v的每個定義節(jié)點到的每個定義節(jié)點到v的所有使用的所有使用，以及到所有以及到所有USE(v，n)后續(xù)節(jié)點的定義清除路徑，并且這些后續(xù)節(jié)點的定義清除路徑，并且這些路徑要么有一次的環(huán)經(jīng)過，要么沒

22、有環(huán)路。路徑要么有一次的環(huán)經(jīng)過，要么沒有環(huán)路。 數(shù)據(jù)流覆蓋指標Rapps/Weyuker層次結構全路徑全定義-使用路徑全使用全計算使用/部分謂詞使用全謂詞使用/部分計算使用全定義全謂詞使用全邊全節(jié)點基于程序片的測試定義定義 給定一個程序給定一個程序P和和P中的一個變量集合中的一個變量集合V，變量集合，變量集合V在語句在語句n上的一個片，記做上的一個片，記做S(V，n)，是，是P中對中對V中的變中的變量值作出貢獻的所有語句集合。量值作出貢獻的所有語句集合。 定義定義 給定一個程序給定一個程序P和一個給出語句及語句片段編號的程和一個給出語句及語句片段編號的程序圖序圖G(P)，以及，以及P中的一個變

23、量集合中的一個變量集合V，變量集合，變量集合V在在語句片段語句片段n上的一個片，記做上的一個片，記做S(V，n)，是，是P中在中在n以前以前對對V中的變量值作出貢獻的所有語句片段編號的集合。中的變量值作出貢獻的所有語句片段編號的集合。 使用節(jié)點和定義節(jié)點USE關系適合五種形式的使用：關系適合五種形式的使用： 謂詞使用謂詞使用 用在謂詞用在謂詞(判斷判斷)中。中。 計算使用計算使用 用在計算中。用在計算中。 輸出使用輸出使用 用于輸出。用于輸出。 定位使用定位使用 用于定位用于定位(指針、下標指針、下標)。 迭代使用迭代使用 迭代迭代(內部計數(shù)器、循環(huán)指示內部計數(shù)器、循環(huán)指示)。 標識兩種定義節(jié)

24、點：標識兩種定義節(jié)點： 輸入定義輸入定義 通過輸入定義。通過輸入定義。 賦值定義賦值定義 通過賦值定義。通過賦值定義。 變量locks上的片 S1：S(locks，13)=13)S2：S(locks，14)=13，14，19，20S3：S(locks，16)=13，14，16，19，20)S4：S(locks，19)=19變量stocks和barrels上的片 S5：S(stocks，15) = 13，14，15，19，20S6：S(stocks，17) = 13，14，15，17，19，20S7：S(barrels，15) = 13，14，15，19，20S8：S(barrels，18) =

25、 13，14，15，18，19，20 totalLocks、totalStocks和totalBarrels的片 S9： S(totalLocks，10) = 10S10：S(totalLocks，16) = 10，13，14，16，19，20S11：S(totalLocks，21) = 10，13，14，16，19，20 S12：S(totalStocks，11) = 11S13：S(totalStocks，17) = 11，13，14，15，17，19，20S14：S(totalStocks，22) = 11，13，14，15，17，19，20S15：S(totalBarrels，12)

26、= 12S16：S(totalBarrels，18) = 12，13，14，15，18，19，20S17：S(totalBarrels，23) = 12，13，14，15，18，19，20 賦值定義S18：S(lockPrice，24) = 7S19：S(stockPrice，25) = 8S20：S(barrelPrice，26) = 9S21：S(lockSales，24)=7，10，13，14，16，19，20，24S22：S(stockSales，25)=8，11，13，14，15，17，19，20，25S23：S(barrelSales，26)=9，12，13，14，15，18，19

27、，20，26Sales上的片S24：S(sales，27) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，24，25， 26， 27S25：S(sales，28) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，24，25， 26， 27S26：S(sales，29) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，24，25， 26， 27S27：S(sales，33) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，24，25， 26， 27S28：S(

28、sales，34) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，24，25， 26， 27S29：S(sales，37) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，24，25， 26， 27S30：S(sales，38) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，24，25， 26， 27S30 = S10 S13 S16 S21 S22 S23Commission上的片S31：S(commission，31) = 31S32：S(commission，32) = 31，32S

29、33：S(commission，33) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20， 24， 25， 26， 27， 29， 30， 31， 32， 33S34：S(commission，36) = 36S35：S(commission，37) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，24， 25， 26， 27， 36， 37S36：S(commission，38) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，24， 25， 26， 27， 29， 34， 38S37：S(c

30、ommission，41) = 7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20， 24， 25， 26， 27， 29， 30， 31， 32， 33， 34， 35， 36， 37， 38commission上的片格S37S35S34S33S36S32S31sales和commission上的格S37S36S34S33S35S32S31S24S10S13S16S21S22S23風格與技術1永遠不要在不出現(xiàn)在語句片段n里的V的變量v上建立片S(V，n)。2在一個變量上建立片。片S(V，n)中的集合V可以包含多個變量，有時這樣的片也是有用的。3對所有賦值定義節(jié)點都建

31、立片。4對謂詞使用節(jié)點建立片。5考慮使片可編譯。指導方針與觀察 1片不能很好地映射到測試用例上。2片的相對補可提供診斷能力。3片格會永遠在一個根節(jié)點上終止。課程內容課程內容路徑測試 概述 DD路徑 基于指標的測試 基本路徑測試數(shù)據(jù)流測試結構性測試回顧結構性測試與功能性測試的關系結構性測試與功能性測試的關系結構性測試將作為對功能性測試的交叉檢查通過結構性測試給出功能性測試用例的漏洞和冗余問題，并開發(fā)出一些測試效果的指標漏洞和冗余-三角形問題的傳統(tǒng)實現(xiàn)輸入a、b、cMatch=0a=b?Match= Match+1a=c?Match= Match+2c=b?Match= Match+3Match-

32、0?Match-1?Match-2?Match-3?等邊三角形a+cb?a+bc?c+ba?a+bc?c+ba?a+cb?不等邊三角形等腰三角形非三角形YYYYYYYYYYYYYNNNNNNN NNNNNNN1234657131618191714891011121520三角形程序中的路徑（11條可行路徑）路徑節(jié)點序列描述P11-2-3-4-5-6-7-13-16-18-20等邊三角形P21-3-5-6-7-13-16-18-19-15等腰三角形（b=c）P31-3-5-6-7-13-16-18-19-12非三角形（b=c）P41-3-4-5-7-13-16-17-15等腰三角形（a=c）P51-3-4-5-7-13-16-17-12非