淺析白盒測試和黑盒測試

張瑋

摘 要：白盒測試和黑盒測試都是軟件測試設(shè)計的方法。黑盒測試把系統(tǒng)理解為一個“內(nèi)部不可見的盒子”，因此不需要明白它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。黑盒測試一般關(guān)注的是對功能需求的測試。白盒測試設(shè)計允許你觀察“盒子”內(nèi)部，讓你了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運作原理，并使用對這些知識的了解來指導測試用例的設(shè)計。為了完全測試一個軟件，不可或缺任何一種測試。

關(guān)鍵詞：軟件測試；白盒測試；黑盒測試

軟件測試是使用人工或者自動手段來運行或測試某個系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗它是否滿足規(guī)定的需求或弄清預期結(jié)果與實際結(jié)果之間的差別。軟件測試通常是在軟件投入生產(chǎn)性運行之前進行的，它是對軟件需求分析、設(shè)計規(guī)格說明和編碼的最終復審，是軟件質(zhì)量控制的關(guān)鍵。在軟件測試中有兩大基本測試方法：白盒測試和黑盒測試。在傳統(tǒng)的軟件測試活動中基本上都可以找到這兩類方法。

1 白盒測試

1.1 什么是白盒測試

白盒測試又叫做玻璃盒測試、透明盒測試、開放盒測試等。在這里，盒子指的是需要被測試的軟件，白盒，顧名思義即盒子是可視的，你清楚盒子內(nèi)部的東西以及里面是如何運作的。因此，白盒測試需要對系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和工作原理有一個清楚的了解；并且基于這個知識來設(shè)計你的用例。

使用白盒測試方法產(chǎn)生的測試用例能夠：保證一個模塊中的所有獨立路徑至少被使用一次；對所有邏輯值均需測試true和false；在上下邊界及可操作范圍內(nèi)運行所有循環(huán)；檢查內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以確保其有效性。

1.2 白盒測試技術(shù)

白盒測試技術(shù)一般可分為靜態(tài)分析和動態(tài)分析兩類技術(shù)。靜態(tài)分析是一種不通過執(zhí)行程序而進行測試的技術(shù)。靜態(tài)分析的關(guān)鍵功能檢查軟件的表示和描述是否一致，沒有沖突或者沒有歧義。它瞄準的是糾正軟件系統(tǒng)在描述、表示和規(guī)格上的錯誤。因此，是任何進一步測試執(zhí)行的前提。靜態(tài)分析技術(shù)不需要軟件的執(zhí)行，而動態(tài)分析從其本身來看則更像是一個“測試”，因為它包含了系統(tǒng)的執(zhí)行。當軟件系統(tǒng)在模擬的或真實的環(huán)境中執(zhí)行之前、之中和之后，對軟件系統(tǒng)行為的分析是動態(tài)分析的主要特點。動態(tài)分析包含了程序在受控的環(huán)境下使用特定的期望結(jié)果進行正式的運行。它顯示了一個在檢查狀態(tài)下是正確還是不正確。

有人提出，“我們應該更注重于保證程序需求的實現(xiàn)，為什么要花費時間和精力來擔心（和測試）邏輯細節(jié)？”答案在于軟件自身的缺陷。當我們設(shè)計和實現(xiàn)主流之外的功能、條件或控制時，錯誤往往開始出現(xiàn)在我們工作中；程序的邏輯流有時是違反直覺的，這意味著我們關(guān)于控制流和數(shù)據(jù)流的一些無意識的假設(shè)可能導致設(shè)計錯誤，只有路徑測試才能發(fā)現(xiàn)這些錯誤；當一個程序被翻譯為程序設(shè)計語言源代碼時，有可能產(chǎn)生某些筆誤，很多將被語法檢查機制發(fā)現(xiàn)。但是，其他的在測試開始后才會被發(fā)現(xiàn)。

2 黑盒測試

2.1 什么是黑盒測試

黑盒測試也稱功能測試，它是通過測試來檢測每個功能是否都能正常使用。在測試中，把程序看作一個不能打開的黑盒子，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，在程序接口進行測試，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?shù)亟邮蛰斎霐?shù)據(jù)而產(chǎn)生正確的輸出信息。黑盒測試是與白盒測試截然不同的測試概念，也是在軟件測試中使用得最早、最廣泛的一類測試。

黑盒測試注重于測試軟件的功能需求，主要試圖發(fā)現(xiàn)以下幾類錯誤：功能不正確或遺漏；界面錯誤；輸入和輸出錯誤；數(shù)據(jù)庫訪問錯誤；性能錯誤；初始化和終止錯誤等。

2.2 黑盒測試技術(shù)

黑盒測試意味著測試數(shù)據(jù)的選擇和測試結(jié)果的解釋是以軟件功能屬性為基礎(chǔ)的。黑盒測試不應當由程序作者來執(zhí)行，因為他知道太多的程序內(nèi)部知識。在新的測試方法中，由第三方來執(zhí)行黑盒測試。

通常，黑盒測試技術(shù)一般可分為沒有用戶參與的黑盒測試和有用戶介入的黑盒測試。盡管黑盒測試時圍繞著用戶需求文檔進行的，但是黑盒測試不一定必須要用戶來參與測試。在絕大多數(shù)沒有用戶參與的黑盒測試中，最常見的測試有：功能性測試、容量測試、安全性測試、負載測試、標桿測試、可靠性測試等。此外，還有兩類測試必須要有用戶參與的測試，外場測試和實驗室測試。

3 白盒測試和黑盒測試的比較

既然我們已經(jīng)做了白盒測試，為什么還要進行黑盒測試呢？因為白盒測試在測試的早期采用，而黑盒測試主要用于測試的后期。黑盒測試故意不考慮控制結(jié)構(gòu)，而只注意信息域。黑盒測試并不是白盒測試的替代品，而是用于輔助白盒測試發(fā)現(xiàn)其他類型的錯誤的。白盒測試只考慮測試軟件產(chǎn)品，它不保證完整的需求規(guī)格是否被滿足。而黑盒測試只考慮測試需求規(guī)格，它不保證實現(xiàn)的所有部分是否被測試到。黑盒測試會發(fā)現(xiàn)遺漏的缺陷，指出規(guī)格的哪些部分沒有被完成。而白盒測試會發(fā)現(xiàn)代理方面的缺陷，指出哪些實現(xiàn)部分是錯誤的。白盒測試比黑盒測試成本要高得多。它需要在測試可以被計劃前產(chǎn)生源代碼，并且在確定合適的數(shù)據(jù)和決定軟件是否正確方面需要花費更多的工作量。

[參考文獻]

[1]鄭人杰.《軟件測試》.人民郵電出版社，2011.

[2]庫波.《軟件測試技術(shù)》.中國水利水電出版社，2010.

[3]茍英.《軟件測試技術(shù)基礎(chǔ)》.中國水利水電出版社，2013.

[4]賀平.《軟件測試教程》.電子工業(yè)出版社，2010.