本章重点要求读者掌握测试方法、评审方法、验证与确认、测试自动化、面向对象的测试等 5 个方面的知识。
测试方法
软件测试阶段
从测试阶段上分,软件测试通常可分为单元测试、集成测试和系统测试。
1.单元测试
单元测试(unit testing),也称模块测试,通常可放在编程阶段,由程序员对自己编写的模块自行测试,检查模块是否实现了详细设计说明书中规定的功能和算法。单元测试主要发现编程和详细设计中产生的错误,单元测试计划应该在详细设计阶段制定。
单元测试期间着重从以下几个方面对模块进行测试:模块接口、局部数据结构、重要的执行通路、出错处理通路和边界条件等。
测试一个模块时需要为该模块编写一个驱动模块和若干个桩(stub)模块。驱动模块用来调用被测模块,它接收测试者提供的测试数据,并把这些数据传送给被测模块,然后从被测模块接收测试结果,并以某种可以看见的方式(例如显示或打印)将测试结果返回给测试者。桩模块用来模拟被测模块所调用的子模块,它接受被测模块的调用,检验调用参数,并以尽可能简单的操作模拟被调用的子程序模块功能,把结果送回被测模块。顶层模块测试时不需要驱动模块,底层模块测试时不需要桩模块。
模块的内聚程度高可以简化单元测试过程。如果每个模块只完成一种功能,则需要的测试方案数目将明显减少,模块中的错误也更容易预测和发现。
2.集成测试
集成测试(integration testing),也称组装测试,它是对由各模块组装而成的程序进行测试,主要目标是发现模块间的接口和通信问题。例如,数据穿过接口可能丢失,一个模块对另一个模块可能由于疏忽而造成有害影响,把子功能组合起来可能不产生预期的主功能,个别看来是可以接受的误差可能积累到不能接受的程度,全程数据结构可能有问题等。集成测试主要发现设计阶段产生的错误,集成测试计划应该在概要设计阶段制订。
集成的方式可分为非渐增式和渐增式。
非渐增式集成是先测试所有的模块,然后一下子把所有这些模块集成到一起,并把庞大的程序作为一个整体来测试。这种测试方法的出发点是可以“一步到位”,但测试者面对众多的错误现象,往往难以分清哪些是“真正的”错误,哪些是由其他错误引起的“假性错误”,诊断定位和改正错误也十分困难。非渐增式集成只适合一些非常小的软件。
渐增式集成是将单元测试和集成测试合并到一起,它根据模块结构图,按某种次序选一个尚未测试的模块,把它同已经测试好的模块组合在一起进行测试,每次增加一个模块,直到所有模块被集成在程序中。这种测试方法比较容易定位和改正错误,目前在进行集成测试时已普遍采用渐增式集成。
渐增式集成又可分为自顶向下集成和自底向上集成。自顶向下集成先测试上层模块,再测试下层模块。由于测试下层模块时它的上层模块已测试过,所以不必另外编写驱动模块。
自底向上集成先测试下层模块,再测试上层模块。同样,由于测试上层模块时它的下层模块已测试过,所以不必另外编写桩模块。这两种集成方法各有利弊,一种方法的优点恰好对应于另一种方法的缺点,实际测试时可根据软件特点及进度安排灵活选用最适当的方法,也可将两种方法混合使用。
3.系统测试
系统测试是软件测试中的最后的、最完整的测试,它是在单元测试和集成测试的基础上进行的,它从全局来考察软件系统的功能和性能要求。系统测试计划应该在需求分析阶段制订。 通常,系统测试包括确认测试和验收测试。
确认测试,主要依据软件需求说明书检查软件的功能、性能及其他特征是否与用户的需求一致。
软件配置复查是确认测试的另一项重要内容。复查的目的是保证软件配置的所有成分都已齐全,质量符合要求,文档与程序完全一致,具有完成软件维护所必需的细节。
如果一个软件是为某个客户定制的,最后还要由该客户来实施验收测试,以便确认其所有需求是否都已得到满足。由于软件系统的复杂性,在实际工作中,验收测试可能会持续到用户实际使用该软件之后的相当长的一段时间。
如果一个软件是作为产品被许多客户使用的,不可能也没必要由每个客户进行验收测试。
绝大多数软件开发商都使用被称为 (Alpha)测试和 (Beta)测试的过程,来发现那些看起来只有最终用户才能发现的错误。
a 测试由用户在开发者的场所进行,并且在开发者的指导下进行测试。开发者负责记录发现的错误和使用中遇到的问题。也就是说, 测试是在“受控的”环境中进行的。
b 测试是在一个或多个用户的现场由该软件的最终用户实施的,开发者通常不在现场,用户负责记录发现的错误和使用中遇到的问题并把这些问题报告给开发者。也就是说,测试是在“不受控的”环境中进行的。经过系统测试之后的软件通常就可以交付使用了。
白盒测试和黑盒测试
缺陷的分类和级别
调试
软件测试在将软件交付给客户之前所必须完成的重要步骤。软件调试(排错)与成功的测试形影相随。
测试成功的标志是发现了错误,根据错误迹象确定错误的原因和准确位置,并加以改正,主要依靠软件调试技术。
软件调试与软件测试区别主要体现在以下几个方面:
①测试的目的是找出存在的错误,而调试的目的是定位错误并修改程序以修正错误;
②调试是测试之后的活动,测试和调试在目标、方法和思路上都有所不同;
③测试从一个已知的条件开始,使用预先定义的过程,有预知的结果;调试从一个未知的条件开始,结束的过程不可预计;
④测试过程可以实现设计,进度可以实现确定;而调试不能描述过程或持续时间。
静态测试
静态测试是指被测试程序不在机器上运行,而采用人工检测和计算机辅助静态分析的手段对程序进行检测。
静态测试包括对文档的静态测试和对代码的静态测试。
对代码的静态测试包括控制流分析、数据流分析、接口分析和表达式分析
1.控制流分析
控制流分析是指使用控制流程序图检查被测程序控制结构的过程。例如,可检查被测程序是否存在没有使用的语句或子程序、是否调试并不存在的子程序,以及是否存在无法达到的语句等。
2.数据流分析
数据流分析是指使用控制流程图分析数据各种异常情况的过程,包括数据初始化、赋值或引用过程中的异常。例如,引用未定义的变量、对以前未使用的变量再次赋值等程序查错或异常情况。
3.接口分析
接口分析主要包括模块之间接口的一致性分析、模块与外部数据库及其他软件配置项之间的一致性分析、子程序和函数之间的接口一致性分析等。例如可以检查函数形参与实现的数量、顺序、类型和使用的一致性。
4.表达式分析
表达式分析用于检查程序代码中的表达式错误。例如,括号不配对、数组引用越界、除数为零,以及浮点数变量比较时的误差等错误。