軟件測(cè)試的復(fù)用策略研究

天津工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與軟件學(xué)院 李 毅

軟件復(fù)用作為一種新技術(shù)，近年來(lái)越來(lái)越受到軟件業(yè)和科研工作者的重視。軟件復(fù)用是提高軟件的生產(chǎn)效率、解決軟件危機(jī)問(wèn)題的一個(gè)重要途徑。測(cè)試用例是軟件測(cè)試過(guò)程中的核心資產(chǎn)，軟件測(cè)試成本的大部分就是用于測(cè)試用例的設(shè)計(jì)，而測(cè)試用例的優(yōu)劣往往取決于測(cè)試工程師的經(jīng)驗(yàn)和水平，并且直接影響軟件測(cè)試的效率。

1.測(cè)試用例復(fù)用的研究現(xiàn)狀

測(cè)試用例復(fù)用的研究主要分成兩個(gè)方面：可復(fù)用測(cè)試用例的生成和可復(fù)用測(cè)試用例的管理?？蓮?fù)用測(cè)試用例的生成主要研究使生成的測(cè)試用例可供多次使用，具有可復(fù)用的特性。測(cè)試用例的生成是測(cè)試用例復(fù)用的先決條件，只有擁有足夠多的可供利用的測(cè)試用例，才有復(fù)用的可能?？蓮?fù)用測(cè)試用例的管理，包括測(cè)試用例的存儲(chǔ)、檢索、復(fù)用、維護(hù)等。國(guó)內(nèi)外對(duì)測(cè)試用例的管理和共享機(jī)制，大部分僅限于組織內(nèi)部，甚至僅僅限制于一個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)部。例如部分單元測(cè)試用例在集成測(cè)試中重用，部分集成測(cè)試用例在系統(tǒng)測(cè)試中重用，系統(tǒng)測(cè)試用例在回歸測(cè)試中重用等。這些測(cè)試用例的復(fù)用對(duì)組織、項(xiàng)目的依賴性高，因而復(fù)用程度低。因此，大規(guī)模的可復(fù)用測(cè)試用例庫(kù)成為復(fù)用的必要支撐，由此引入的測(cè)試用例庫(kù)的建設(shè)和管理。

2.軟件測(cè)試用例的復(fù)用策略

軟件產(chǎn)品的功能和性能依賴于采用的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)、系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和軟件應(yīng)用領(lǐng)域的三維體系，因此，一個(gè)軟件測(cè)試用例的設(shè)計(jì)是離不開(kāi)其軟件的周境(Context)的，也就是說(shuō)，軟件測(cè)試用例的設(shè)計(jì)是因系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和應(yīng)用領(lǐng)域不同而不相同的。

2.1 測(cè)試樣式實(shí)例

測(cè)試樣式是對(duì)特定的、可重復(fù)使用的軟件測(cè)試問(wèn)題提供一個(gè)通解，它包括決定樣式應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境的上下文(即：周境)，以及由相關(guān)因素組成的部件。軟件測(cè)試樣式描述了測(cè)試設(shè)計(jì)中最基本的問(wèn)題，也是軟件測(cè)試設(shè)計(jì)的最佳實(shí)踐。樣式作了測(cè)試用例一個(gè)隱含的斷言：假定滿足了在樣式中的上下文和組成因素的條件表達(dá)式，這將是一種很好的解決問(wèn)題的方式。因此，樣式是針對(duì)特定需要解決問(wèn)題的一種通解，樣式的種類多種多樣，千變?nèi)f化，但可以根據(jù)測(cè)試的實(shí)際需要量身訂做。針對(duì)不同的被測(cè)項(xiàng)目對(duì)象，軟件測(cè)試的著重點(diǎn)也不一樣，因此會(huì)有非常多的類型測(cè)試樣式。V.Binder提出了32種測(cè)試樣式，測(cè)試樣式簡(jiǎn)化了軟件構(gòu)造框架，關(guān)注為完成某種測(cè)試所必須的問(wèn)題，因?yàn)闃邮绞乔蟮锰囟▎?wèn)題一個(gè)通解，在軟件測(cè)試過(guò)程中是完全可以復(fù)用的，軟件測(cè)試樣式的具體實(shí)現(xiàn)就是一個(gè)測(cè)試包，由多個(gè)軟件測(cè)試用例組成。

然而，不管軟件測(cè)試需求怎么變化，一個(gè)測(cè)試樣式可以形式化的描述為一個(gè)十元組：

Test pattern=(Na,Ob,Ct,Fm,St,Ey,Et，Cl,Ka,Cp)

即：{樣式名稱，樣式目標(biāo)，測(cè)試周境，故障類型，策略，入口準(zhǔn)則，出口準(zhǔn)則，結(jié)論，己知應(yīng)用，相關(guān)樣式}。

(l)樣式名稱Na：表示能標(biāo)識(shí)該測(cè)試樣式的名稱和短語(yǔ)；

(2)樣式目標(biāo)ob：每個(gè)樣式都有其需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，即滿足軟件測(cè)試設(shè)計(jì)所期望的某個(gè)特定的測(cè)試功能；

(3)周境Ct：強(qiáng)調(diào)軟件測(cè)試設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題，描述樣式解決的測(cè)試設(shè)計(jì)問(wèn)題，使用的范圍和時(shí)間，針對(duì)的軟件實(shí)體范圍設(shè)定其運(yùn)行環(huán)境；

(4)故障類型Fm：闡述樣式所采用的故障模型以及采用的該模型的理由，故障模型對(duì)發(fā)現(xiàn)存在的缺陷非常重要，有效的測(cè)試必須致力于在幾乎很好的代碼中能發(fā)現(xiàn)隱藏的極少的故障或缺陷；

(5)策略St：給出軟件測(cè)試設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的最好測(cè)試用例的算法、技術(shù)路線和系統(tǒng)應(yīng)有的提示；

(6)入口準(zhǔn)則Ey：定義使用該樣式的前提條件和所做的必要準(zhǔn)備工作；

(7)出口準(zhǔn)則Et：定義滿足樣式的測(cè)試目標(biāo)必須獲得的條件，及測(cè)試樣式的輸出條件；

(8)結(jié)論Cl：介紹采用此樣式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，包括測(cè)試開(kāi)銷、獲得的利益、需要承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)以及相關(guān)情況的說(shuō)明；

(9)己知應(yīng)用Ka：介紹此樣式的應(yīng)用的成功案例和取得的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)；

(10)相關(guān)樣式Cp：與此樣式相類似的樣式，并對(duì)樣式加以補(bǔ)充資料說(shuō)明。

2.2 可復(fù)用測(cè)試樣式

可復(fù)用測(cè)試樣式是對(duì)可復(fù)用的軟件測(cè)試問(wèn)題提出一個(gè)通解，它包括決定樣式應(yīng)用的周境，以及相關(guān)因素組成的部件。軟件測(cè)試用例的復(fù)用有三個(gè)基本的條件：一是必須有可以復(fù)用的軟件測(cè)試用例，二是復(fù)用的軟件測(cè)試用例對(duì)將來(lái)軟件測(cè)試是非常有用的，三是復(fù)用者應(yīng)該知道如何去使用被復(fù)用的測(cè)試用例。正確地刻畫、描述和管理可復(fù)用的測(cè)試用例是實(shí)現(xiàn)測(cè)試用例復(fù)用的關(guān)鍵技術(shù)。可復(fù)用測(cè)試用例模式是在通用軟件測(cè)試用例屬性的基礎(chǔ)上，增加可復(fù)用的屬性與特征，如測(cè)試接口描述、功能粒度、復(fù)用頻度和版本信息等，以便利用已有的軟件測(cè)試用例資源來(lái)支持軟件測(cè)試用例的復(fù)用。可復(fù)用測(cè)試樣式是對(duì)可復(fù)用的軟件測(cè)試問(wèn)題提出一個(gè)通解，它包括決定樣式應(yīng)用的周境，以及相關(guān)因素組成的部件。可復(fù)用測(cè)試樣式具體的內(nèi)容如下：

(1)樣式名稱Na：可復(fù)用軟件測(cè)試樣式；

(2)樣式目標(biāo)Ob：采用該樣式設(shè)計(jì)的測(cè)試用例，可以用黑盒測(cè)試方法進(jìn)行復(fù)用；

(3)周境Ct：測(cè)試用例應(yīng)該以測(cè)試類型、被測(cè)試領(lǐng)域、測(cè)試方法、測(cè)試目的進(jìn)行分類；

(4)故障模型Fm：可以采用數(shù)據(jù)域的邊值分析、因果圖和錯(cuò)誤推測(cè)法；

(5)策略St：從黑盒測(cè)試的角度出發(fā)，只關(guān)心軟件的行為，最大限度地屏蔽軟件系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和開(kāi)發(fā)技術(shù)的因素，讓測(cè)試用例具有獨(dú)立性；每個(gè)測(cè)試用例只需與一個(gè)特定測(cè)試場(chǎng)景和唯一的結(jié)果相關(guān)聯(lián)，一旦軟件測(cè)試用例失敗，不會(huì)造成對(duì)其他軟件測(cè)試用例執(zhí)行的影響；

(6)入口準(zhǔn)則Ey：使用該樣式的前置條件是符合復(fù)用條件和分類條件的；

(7)出口準(zhǔn)則Et：需要達(dá)到軟件測(cè)試目標(biāo)而設(shè)定的復(fù)用要求；

(8)結(jié)論Cl：采用該樣式開(kāi)發(fā)的可復(fù)用軟件測(cè)試用例，可以提高測(cè)試用例的復(fù)用力，極大地提高軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)的效率，推動(dòng)測(cè)試用例的共享；

(9)己知應(yīng)用Ka：在《軟件測(cè)試管理公共服務(wù)平臺(tái)》軟件中已得到應(yīng)用；

(10)相關(guān)樣式Cp：共用測(cè)試樣式。

2.3 測(cè)試用例的復(fù)用策略與知識(shí)共享實(shí)現(xiàn)

在編寫測(cè)試方案時(shí)，首先根據(jù)被測(cè)的功能點(diǎn)，定義需要的測(cè)試用例類型，在測(cè)試用例庫(kù)中選擇，如果存在相應(yīng)的軟件測(cè)試用例并且合理有效，則復(fù)用到軟件測(cè)試方案中去，如果不存在相應(yīng)的可復(fù)用軟件測(cè)試用例，則創(chuàng)建一個(gè)新的軟件測(cè)試用例加入到軟件測(cè)試方法中，當(dāng)該測(cè)試方案被執(zhí)行，新的測(cè)試用例得到了實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的檢驗(yàn)，并確定無(wú)誤后，則將新的軟件測(cè)試用例添加到用例庫(kù)中，這樣便可以保證軟件測(cè)試用例的收集和積累，從而創(chuàng)造了軟件測(cè)試用例知識(shí)庫(kù)的共享。

3.結(jié)束語(yǔ)

軟件測(cè)試的復(fù)用不僅可以從軟件測(cè)試的管理工程中復(fù)用，同時(shí)也可以有效的管理測(cè)試用例，實(shí)現(xiàn)測(cè)試用例的不同軟件項(xiàng)目之間的復(fù)用，也可以在同一項(xiàng)目不同測(cè)試類型之間復(fù)用。本研究分析和研究了軟件測(cè)試技術(shù)中的復(fù)用所采用策略，將有助于軟件測(cè)試復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)可以指導(dǎo)軟件測(cè)試的實(shí)踐過(guò)程。