白盒测试理解

白盒测试

白盒技术：白盒测试是结构测试，所以被测对象基本上是源程序，以程序的内部逻辑为基础设计测试用例。因此白盒测试需要测试人员对源程序的内部结构了解。

白盒测试用例设计方法包括：逻辑覆盖法和路径法

其中逻辑覆盖包括：语句覆盖，判定覆盖，条件覆盖，判定条件覆盖，条件组合覆盖
路径法包括：路径覆盖

逻辑覆盖法

下面使用判断闰年的程序做说明：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int input;
	cin >> input;
	if (input < 0) {
		cout << "请输入大于0年份!";
	}
	else {
		if ((input % 4 == 0 && input % 100 != 0) || (input % 400 == 0)) {
			cout << input << " 年是闰年" << endl;
		}
		else {
			cout << input << " 年不是闰年" << endl;
		}
	}
	return 0;
}

序号	测试用例
1	-1
2	2008
3	1900

1、语句覆盖：设计若干个测试用例，运行测试程序，每个可执行语句都必须至少执行一次
首先int input; cin >> input;这两句代码每个用例都覆盖到，不做多说。
用例1覆盖了

	if (input < 0) {
		cout << "请输入大于0年份!";
	}

用例2覆盖了（cout << "请输入大于0年份!";不执行）

	if (input < 0) {
	}
	else {
		if ((input % 4 == 0 && input % 100 != 0) || (input % 400 == 0)) {
			cout << input << " 年是闰年" << endl;
		}

用例3覆盖了（cout << input << " 年是闰年" << endl;不执行）

	if (input < 0) {
	}
	else {
		if ((input % 4 == 0 && input % 100 != 0) || (input % 400 == 0)) {
		}
		else {
			cout << input << " 年不是闰年" << endl;
		}
	}

因此所有用例结合起来使得程序的每一条语句都至少被执行一次，这些用例为语句覆盖用例。

2、判定覆盖：设计若干个测试用例，然后运行被测程序，使得程序中的每个判断的取真分支和取假分支至少经历一次。

还是使用上面的测试用例说明：
用例1对if (input < 0)取真分支；
用例2对if (input < 0)取假分支，并对if ((input % 4 == 0 && input % 100 != 0) || (input % 400 == 0))取真分支；
用例3对if (input < 0)取假分支，并对if ((input % 4 == 0 && input % 100 != 0) || (input % 400 == 0))取假分支。
综合看来，3个测试用例可以覆盖这两个“ if ”判断分支，所以为判定覆盖用例。

3、条件覆盖：设计若干个测试用例，然后运行被测程序，要使每个判断中每个条件的可能取值至少满足一次。

还是用上面的测试用例说明：
用例1对if (input < 0)条件中的input<0取True值一次；
用例2对if (input < 0)条件中的input<0取False值一次，并对if ((input % 4 == 0 && input % 100 != 0) || (input % 400 == 0))中的input % 4 == 0取True值一次，input % 100 != 0取True值一次和(input % 400 == 0)取False值一次。
用例3对if (input < 0)条件中的input<0取False值一次，并对if ((input % 4 == 0 && input % 100 != 0) || (input % 400 == 0))中的input % 4 == 0取True值一次，input % 100 != 0取False值一次和(input % 400 == 0)取False值一次。
综上，由于input % 4 == 0取False值和(input % 400 == 0)取True值没有覆盖，所以这些测试用例并不符合条件覆盖，因此我们需要添加额外两个测试用例：

序号（接上表）	测试用例
4	5
5	2000

添加这两测试用例后，用例4覆盖input % 4 == 0取False值，用例5覆盖(input % 400 == 0)取True值，最后用例1，2，3，4，5组成条件覆盖，所以条件覆盖的要求比判定覆盖的要求更高。

4、判定条件覆盖：设计若干个测试用例，然后运行被测程序，使得判断中每个条件的所有可能至少出现一次，并且每个判断本身的判定结果至少出现一次

其实这个覆盖是前面判定覆盖和条件覆盖的结合。前面的判定覆盖我们可以覆盖每个判断语句的判定结果，而分析条件覆盖的时候是在判定覆盖的基础上，再添加了2个测试用例，也符合条件覆盖用例，所以我们可以把用例1，2，3，4，5作为判定条件用例。

5、条件组合覆盖：设计若干测试用例，运行被测程序，使得每个判断的所有可能的条件取值组合至少执行一次。

显然满足条件组合覆盖的设计用例一定符合判定覆盖、条件覆盖和判定条件覆盖。由于我们这里的条件input % 4 == 0 && input % 100 != 0符合input % 100 == 0而input % 4 != 0的用例是不存在的，所以这个条件组合是永远不能被执行的。在这个测试里我个人觉得不存在条件组合覆盖的测试用例。

到此，语句覆盖，判定覆盖，条件覆盖，判定条件覆盖和条件组合覆盖分析完毕。

路径法

首先我们需要构建一个程序流图，程序流图构建符合一下约定：
a.条件判定构成流图的一个节点，每个判定分支结束时增加一个汇聚节点，多个汇聚节点可合并
b.顺序结构可以使用一个节点表示
c.区域包括封闭区域和开放区域

那么接上面的闰年判断程序，画流图：
先画程序流程图：

程序控制流图：

有了控制流图，我们可以找出所有的路径，下面使用路径表达式概括路径：
A(B(D+E)+C)F
拆分：
ABDF+ABEF+ACF，所以一共3个路径

1、路径覆盖：设计若干测试用例，覆盖程序中所有可能的路径

在设计路径覆盖的时候我们除了需要流图，还需要计算流图的环复杂度：V(G) = P+1，其中P是判断节点的个数。得到环复杂度是为了确定基本路径数目，因为环复杂度 = 基本路径数目

最后我们确定基本路径集合：即只包含独立路径的集合
独立路径：从入口到出口，至少有一条与其他路径不同的边的路径

用上面的控制流图看：V(G) = 2+1 = 3，基本路径数为3，独立路径集合为：{ABDF,ABEF,ACF}

回到上表的用例：
用例1覆盖了路径ACF；
用例2覆盖了路径ABEF；
用例3覆盖了路径ABDF.
所以用例1，2，3可以组成该程序的路径覆盖测试集

总结

语句覆盖是最弱的逻辑覆盖，效果有限，最好与其他方法交互使用，条件组合覆盖是比较强的逻辑覆盖，但是有可能会遗漏路径，路径覆盖是最强的覆盖准则，但是当路径数目很大的时候，做到完全覆盖是非常困难的，因此需要把覆盖路径压缩到一定程度。