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1. 用于語(yǔ)句覆蓋的基路徑法

基路徑法保證設(shè)計(jì)出的測(cè)試用例，使程序的每一個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句至少執(zhí)行一次，即實(shí)現(xiàn)語(yǔ)句覆蓋。基路徑法是理論與應(yīng)用脫節(jié)的典型，基本上沒(méi)有應(yīng)用價(jià)值，讀者稍作了解即可，不必理解和掌握。

基路徑法步驟如下：

1）畫出程序的控制流圖

控制流圖是描述程序控制流的一種圖示方法，主要由結(jié)點(diǎn)和邊構(gòu)成，邊代表控制流的方向，節(jié)點(diǎn)代表控制流的匯聚處，邊和結(jié)點(diǎn)圈定的空間叫做區(qū)域，下面是控制流圖的基本元素：

以下代碼：

void Sort(int iRecordNum, int iType) { int x = 0; int y = 0; while(iRecordNum-- > 0) { if(0 == iType) { x = y+2; break; } elseif(1 == iType) { x = y+10; } else { x = y+ 20; } } }

可以畫出以下控制流圖：

2）計(jì)算程序環(huán)路復(fù)雜度

環(huán)路復(fù)雜度V(G)可用以下3種方法求得：

(1) 環(huán)路復(fù)雜度等于控制流圖中的區(qū)域數(shù)；

上圖中，有4個(gè)區(qū)域，V(G) = 4。

(2) 設(shè)E為控制流圖的邊數(shù)，N為結(jié)點(diǎn)數(shù)，則環(huán)路復(fù)雜度為E－N＋2；

上圖中，V(G) = 10(邊) – 8(結(jié)點(diǎn)) + 2 = 4。

(3) 設(shè)P為控制流圖中的判定結(jié)點(diǎn)數(shù)，環(huán)路復(fù)雜度為P＋1。

上圖中：V(G) = 3(判定結(jié)點(diǎn)) + 1 = 4。

環(huán)路復(fù)雜度是獨(dú)立路徑數(shù)的上界，也就是需要的測(cè)試用例數(shù)的上界。

3）導(dǎo)出基本路徑集

基本路徑數(shù)等于V(G)。根據(jù)上面的計(jì)算方法，可得出需要的基本路徑數(shù)為4。路徑就是從程序的入口到出口的可能路線，基本路徑要求每條路徑至少包含一條新的邊，直到所有的邊都被包含。需要提醒的是：基路徑法和路徑覆蓋是兩回事，用于設(shè)計(jì)用例的基路徑數(shù)一般小于全部路徑數(shù)，即基本路徑集不是惟一的。基路徑法完成的是語(yǔ)句覆蓋，而不是路徑覆蓋。下面選擇四條基本路徑：

路徑1：1-11

路徑2：1-2-3-4-5-1-11

路徑3：1-2-3-6-8-9-10-1-11

路徑4：1-2-3-6-7-9-10-1-11

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4) 設(shè)計(jì)用例

根據(jù)上面的路徑，可以設(shè)計(jì)出以下用例：

路徑1：1-11

用例1：iRecordNum = 0

路徑2：1-2-3-4-5-1-11

用例2：iRecordNum=1, iType = 0

路徑3：1-2-3-6-8-9-10-1-11

用例3：iRecordNum=1, iType = 1

路徑4：1-2-3-6-7-9-10-1-11

用例4：iRecordNum=1, iType = 2

從上述步驟可以看出，基路徑法工作量巨大，如果用于五十行左右的函數(shù)，將耗費(fèi)大量的時(shí)間，而五十行代碼的函數(shù)實(shí)在是太普通了。這種成本巨高的方法，其測(cè)試效果如何呢？測(cè)試效果完全與成本不匹配，首先，基路徑法完成的只是代碼覆蓋，這是最低級(jí)別的覆蓋，其次，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程都是依據(jù)已經(jīng)存在的代碼來(lái)進(jìn)行的，沒(méi)有考慮程序的設(shè)計(jì)功能，是典型的“跟著代碼走”，不足是顯而易見(jiàn)的。綜上所述，基路徑法沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2. 用于MC/DC的真值表法

設(shè)計(jì)用于MC/DC的用例，可以先將條件值的所有可能組合列出表格，然后從中選擇用例，稱為真值表法。例如判定A || (B && C)，條件組合如下表：

?

為了使A獨(dú)立影響判定結(jié)果，選擇B和C相同，判定結(jié)果相反，且A相反的組合：組合2和6；

為了使B獨(dú)立影響判定結(jié)果，選擇A和C相同，判定結(jié)果相反，且B相反的組合：組合5和7；

為了使C獨(dú)立影響判定結(jié)果，選擇A和B相同，判定結(jié)果相反，且C相反的組合：組合5和6。

因此，組合2、5、6、7符合MC/DC要求。符合MC/DC要求的用例集不是惟一的。

為了提高效率，可以使用工具來(lái)生成真值表和找出符合要求的組合，有些商業(yè)工具具有這種功能。自行開(kāi)發(fā)難度也不大，下面提出開(kāi)發(fā)MC/DC用例設(shè)計(jì)小工具的思路，有興趣的讀者可以嘗試一下：

1）用一個(gè)簡(jiǎn)單的詞法和語(yǔ)法分析器解析判定表達(dá)式，計(jì)算條件數(shù)量；

2）生成真值表；

3）用一個(gè)邏輯表達(dá)式計(jì)算器，針對(duì)每個(gè)條件C，掃描真值表，找出符合以下要求的組合：除條件C外，其他條件取值相同；將條件C的真值和假值分別代入判定表達(dá)式，判定的計(jì)算結(jié)果相反。

4）針對(duì)找出的組合，設(shè)計(jì)兩個(gè)用例，條件C分別取真和假。

需要注意的是，判定中可能存在完全相同的條件，例如：

(A==0 || B == 1) && C == 2 || (A==0 && D == 3)

針對(duì)A==0設(shè)計(jì)MC/DC用例時(shí)，前一個(gè)A==0取反，后一個(gè)A==0也會(huì)跟著取反，如果后一個(gè)A==0視為其他條件，則不能實(shí)現(xiàn)MC/DC覆蓋，因此，計(jì)算判定值時(shí)，兩個(gè)A==0應(yīng)視為同一個(gè)條件。

3 邊界值法

邊界值法假定錯(cuò)誤最有可能出現(xiàn)在區(qū)間之間的邊界，一般對(duì)邊界值本身，及邊界值的兩邊都需設(shè)計(jì)測(cè)試用例。

如下函數(shù)：

//參數(shù)age表示年齡 int func(int age) { int ret = 0; //… do something return ret; }

參數(shù)age表示一個(gè)人的年齡，假設(shè)有效的取值范圍是0-200，那么，用邊界值法可以得出以下用例(省略輸出)：

用例1：age = -1；

用例2：age = 0；

用例3：age = 1；

用例4：age = 199；

用例5：age = 200；

用例6：age = 201；

通常，程序?qū)斎脒€會(huì)分段處理，例如，年齡在10以下，為兒童，需要特別照顧；年齡在60歲以上，為退休老人，不能安排工作，那么，10和60是內(nèi)部邊界，也要設(shè)計(jì)測(cè)試用例：

用例7：age =9；

用例8：age = 10；

用例9：age = 11；

用例10：age = 59；

用例11：age = 60；

用例12：age = 61；

邊界值法需要了解數(shù)據(jù)所代表的實(shí)際意義，此外對(duì)于枚舉類型等非標(biāo)量數(shù)據(jù)不適用。邊界值法對(duì)于復(fù)雜的軟件項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，適用范圍有限。

4 等價(jià)類法

先從代碼編寫的思路說(shuō)起。程序員編寫一個(gè)函數(shù)的代碼，會(huì)如何做呢？

首先，了解代碼功能。程序的功能是什么？無(wú)非就是：有哪些輸入？執(zhí)行什么操作或計(jì)算？產(chǎn)生什么輸出？

然后，將功能細(xì)化，形成一個(gè)或多個(gè)功能點(diǎn)。一個(gè)功能點(diǎn)就是一類輸入及其處理。什么叫“一類”輸入？程序可能有無(wú)數(shù)輸入，但代碼并不需要用無(wú)數(shù)個(gè)判定來(lái)對(duì)每個(gè)輸入分別做處理，只需將輸入分類，需要做相同處理的輸入歸于一類，這就是“等價(jià)類”。從編程角度來(lái)說(shuō)，“等價(jià)類”是指計(jì)算或操作過(guò)程的“等價(jià)”，一個(gè)等價(jià)類就是處理過(guò)程完全相同的輸入的集合。程序中通常用判定來(lái)識(shí)別分類，一個(gè)判定就是一次分類，嵌套的判定則會(huì)造成分類數(shù)量的翻番。

所以，函數(shù)代碼編寫的核心思維就是等價(jià)類劃分和處理。一個(gè)函數(shù)要完全正確，關(guān)鍵是等價(jià)類的劃分要正確完整，且每個(gè)等價(jià)類的處理正確。

舉個(gè)例子，現(xiàn)在要編寫一個(gè)函數(shù)，將字符串左邊的空格刪除。函數(shù)原形如下：

char* strtrml(char *str);

功能：

將str左邊空格刪除，并返回str本身。

功能點(diǎn)：

1. 左邊有空格：刪除；(正常輸入)

2. 左邊無(wú)空格：不作處理；(正常輸入)

3. 全部是空格：全部刪除；(正常輸入)

4. 空串：不作處理；(邊界輸入)

5. 空指針：直接返回。(非法輸入)

不一定需要針對(duì)每個(gè)功能點(diǎn)分別寫代碼，因?yàn)槌绦蛑械膇f、for、while等語(yǔ)句本身具有“如果不符合條件就跳過(guò)”的含義，所以很多功能點(diǎn)是可以共用代碼的，例如，前4個(gè)功能點(diǎn)只需要相同的代碼，不過(guò)，編程時(shí)對(duì)功能點(diǎn)的考慮還是要全面。

既然函數(shù)沒(méi)有錯(cuò)誤的關(guān)鍵是等價(jià)類劃分正確完整且處理正確，那么測(cè)試時(shí)，只要把輸入的等價(jià)類都列出來(lái)，并設(shè)定正確的預(yù)期輸出，進(jìn)行測(cè)試就行了。

這就是通常說(shuō)的“等價(jià)類”法，從測(cè)試角度來(lái)說(shuō)的“等價(jià)”，是指測(cè)試效果上的等價(jià)，即同類中一個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)試通過(guò)，可以肯定其他數(shù)據(jù)也會(huì)測(cè)試通過(guò)。

用例設(shè)計(jì)的首要工作是設(shè)定輸入。輸入有哪些呢？要從正常輸入、邊界輸入、非法輸入三方面考慮，每方面進(jìn)一步劃分形成等價(jià)類，即要考慮：有哪些正常輸入？有哪些邊界輸入？有哪些非法輸入？

多個(gè)輸入時(shí)，例如有多個(gè)參數(shù)，首先把各個(gè)參數(shù)的等價(jià)類列出來(lái)，然后要考慮參數(shù)之間是否存在特殊的組合關(guān)系。例如下面的函數(shù)：

//計(jì)算某年某月某日是星期幾，參數(shù)分別表示年月日 int Date(int year, int month, int day);

用例如下表(假設(shè)year的有效范圍是1-9999)：

用例的輸出是比較容易被輕視的工作，但是，沒(méi)有充分且正確的預(yù)期輸出，用例基本上沒(méi)有意義，就像醫(yī)生要求病人做一大堆檢查，卻不看檢查結(jié)果一樣。預(yù)期輸出要根據(jù)程序的設(shè)計(jì)功能確定正確的值。一個(gè)用例的預(yù)期輸出可能有多個(gè)。

等價(jià)類法是與程序的基本特性“對(duì)數(shù)據(jù)分類處理”相匹配的方法。對(duì)于一個(gè)函數(shù)來(lái)說(shuō)，如果對(duì)數(shù)據(jù)的分類正確且完整，每一個(gè)分類處理正確，那么，程序就沒(méi)有問(wèn)題。同樣，測(cè)試時(shí)，只要依據(jù)設(shè)計(jì)功能，找出所有等價(jià)類，那么，用例就是完整的。所以，用例的完整性，本質(zhì)上是指等價(jià)類是否劃分正確且完整，每一類的正確輸出是否均依據(jù)設(shè)計(jì)功能正確設(shè)定。

使用了等價(jià)類法后，是否需要使用其他方法呢？

等價(jià)類法從“有哪些正常輸入？有哪些邊界輸入？有哪些非法輸入？”三個(gè)方面來(lái)考慮等價(jià)類，因此，邊界值法是等價(jià)類法的一部分。

常見(jiàn)的用例設(shè)計(jì)方法中還有正交法和錯(cuò)誤推測(cè)法。正交法考慮數(shù)據(jù)的組合，實(shí)際上，如果程序?qū)斎霐?shù)據(jù)的組合需要判斷處理，也是一種等價(jià)類劃分，但正交法會(huì)產(chǎn)生大量的多余組合，且可能缺少必要的組合，因此不推薦采用正交法，應(yīng)該根據(jù)數(shù)據(jù)的實(shí)際意義自行組合。單獨(dú)從錯(cuò)誤推測(cè)角度去設(shè)計(jì)用例未免太不可靠，但錯(cuò)誤推測(cè)法可以作為檢查等價(jià)類是否完整的一種思路，即用等價(jià)類法設(shè)計(jì)用例后，可以考慮哪些輸入比較容易產(chǎn)生錯(cuò)誤，以檢查是否遺漏，這只是一種檢查思路，也包含在等價(jià)類法之中。總之，用例設(shè)計(jì)只需使用等價(jià)類法，但可以從多種角度檢查等價(jià)類的完整性。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的单元测试中测试用例的设计方法的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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