淺談白盒測試之基本路徑測試方法研究

佘鳳

摘? 要：本文分析了白盒測試中基本路徑測試方法的相關(guān)概念，闡述了利用基本路徑測試方法設(shè)計測試用例的過程，最后通過實例說明基本路徑測試方法的使用。

關(guān)鍵詞：軟件測試；白盒測試；基本路徑測試

中圖分類號：TP311.52?????????? 文獻標(biāo)識碼：A

1? 引言（Introduction）

白盒測試[1]是基于程序的測試，它根據(jù)程序的控制結(jié)構(gòu)設(shè)計測試用例，主要用于軟件或程序驗證，測試產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否合理以及內(nèi)部操作是否按規(guī)定執(zhí)行。白盒測試要求對被測程序的結(jié)構(gòu)特性達到一定程度測試覆蓋[2]，并以軟件中某類成分（如語句、判定、條件、判定/條件、條件組合、路徑）是否都已得到測試來判斷軟件測試的充分性。基本路徑測試[3]是白盒測試技術(shù)中測試覆蓋率較強的一種測試方法。

2? 基本路徑測試方法的相關(guān)概念（The concept of

the basic path testing method）

在實踐中，一個不太復(fù)雜的程序，其路徑都是一個龐大的數(shù)字，要在測試中覆蓋所有的路徑是不現(xiàn)實的。為了解決這一難題，只得把覆蓋的路徑數(shù)壓縮到一定限度內(nèi)，例如，程序中的循環(huán)體只執(zhí)行一次?；韭窂綔y試就是這樣一種測試方法，在控制流圖的基礎(chǔ)上，通過分析控制結(jié)構(gòu)的環(huán)形復(fù)雜度，導(dǎo)出執(zhí)行路徑的基本集，再從該基本集設(shè)計測試用例。設(shè)計出的測試用例要保證在測試中程序的每個可執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次。

3? 基本路徑測試方法的測試步驟（The step of the

basic path testing method）

3.1?? 畫出程序的控制流圖

程序流程圖（簡稱框圖）是一種程序控制結(jié)構(gòu)的圖形表示。控制流圖（簡稱流圖）是對程序流程圖進行簡化后得到的，它可以更加突出的表示程序控制流的結(jié)構(gòu)?？刂屏鲌D中包括兩種圖形符號：結(jié)點和控制流線。結(jié)點由帶標(biāo)號的圓圈“○”表示，可代表一個或多個無分支的語句、一個處理框序列和一個條件判定框（不包含復(fù)合條件）?？刂屏骶€由帶箭頭的弧或線表示，可稱為邊，它代表程序中的控制流。一條邊必須終止于一個結(jié)點，即使該結(jié)點并不代表任何語句。由邊和結(jié)點限定的范圍稱為區(qū)域。

如果判斷中的條件表達式是由一個或多個邏輯運算符（OR、AND、NAND、NOR）連接的復(fù)合條件表達式，則需要改為一系列只有單個條件的嵌套的判斷，如圖1所示。

圖1 復(fù)合條件流圖

Fig.1 Composite condition flow chart

3.2?? 計算程序的環(huán)形復(fù)雜度

環(huán)形復(fù)雜度也稱為圈復(fù)雜度，它是一種為程序邏輯復(fù)雜度提供定量尺度的軟件度量。用來衡量一個模塊邏輯結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，在數(shù)量上表現(xiàn)為獨立路徑條數(shù)，是需要測試的基本路徑數(shù)目的上限。有以下三種方法計算環(huán)形復(fù)雜度V（G）。

方法1：V（G）=控制流圖中區(qū)域的數(shù)量。邊和結(jié)點圈定的區(qū)域叫做區(qū)域，當(dāng)對區(qū)域計數(shù)時，圖形外的區(qū)域也應(yīng)記為一個區(qū)域。

方法2：V（G）=E（控制流圖中邊的數(shù)量）-N（控制流圖中結(jié)點的數(shù)量）+2。

方法3：V（G）=P（流圖中判定結(jié)點的數(shù)量）+1。

3.3?? 確定基本路徑集合

導(dǎo)出基本路徑集，列出程序的獨立路徑。一條獨立路徑是指和其他的獨立路徑相比，至少引入一個新處理語句或一個新判斷的程序通路。V（G）值正好等于該程序的獨立路徑條數(shù)。

3.4?? 設(shè)計測試用例

為了確?；韭窂郊械拿恳粭l路徑的執(zhí)行，根據(jù)判斷結(jié)點給出的條件，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)以保證某一條路徑可以被測試到，設(shè)計測試用例的輸入數(shù)據(jù)和預(yù)期輸出，確保基本路徑集中的每一條路徑的執(zhí)行。

4?? 基本路徑測試方法的應(yīng)用（The application of the

basic path testing method）

三角形問題：輸入三個整數(shù)a、b和c分別作為三角形的三條邊，通過程序判斷有這三條邊構(gòu)成的三角形類型是：等邊三角形、等腰三角形、一般三角形或非三角形。利用基本路徑測試法對三角形問題進行測試用例設(shè)計。主要代碼如下所示（注：數(shù)字1-16是語句編號，方便繪制控制流圖，編程時不用寫入） 。

1.??? if （（a>；=b+c）

2.? ??? ||（b>；=a+c）

3.? ????? ||（c>；=b+a））

4.? ???? cout<；<； "非三角形"；

5.??? else

6.? ??? if （（a==b）

7.? ????? &；&；（b==c））

8.? ???? cout<；<； "等邊三角形"；

9.?? else

10.? ??? if （（a==b）endprint

11. ??????????? ||（a==c）

12. ?????? ||（c==b） ）

13.???????????? cout<；<；"等腰三角形"；

14.?? else

15.? ???? cout<；<； "一般三角形"；

16.? ? cout<；<；endl；

第一步：繪制控制流圖，如圖2所示。（注意：復(fù)合條件語句，需改復(fù)合條件的判斷為一系列單個條件的嵌套）

圖2 程序控制流圖

Fig.2 Program control flow chart

第二步：計算程序的環(huán)形復(fù)雜度V（G），分析如下：

1.控制流圖中有9個區(qū)域。

2.V（G）=20條邊-13結(jié)點+2=9。

3.V（G）=8個判定結(jié)點+1=9。

所以，程序的環(huán)形復(fù)雜度V（G）=9。

第三步：確定基本路徑集合。根據(jù)環(huán)形復(fù)雜性V（G）的計算，導(dǎo)出基本路徑集，列出程序的獨立路徑（用題中給出的語句編號表示）。設(shè)計時注意要點：從較短路徑順序增加，每個分支盡可能走一次?？傻贸龌韭窂郊歇毩⒙窂饺缦拢?/p>

P1：? 1-4-16

P2：? 1-2-4-16

P3：? 1-2-3-4-16

P4：? 1-2-3-6-7-8-16

P5：? 1-2-3-6-10-13-16

P6：? 1-2-3-6-10-11-13-16

P7：? 1-2-3-6-10-11-12-13-16

P8：? 1-2-3-6-10-11-12-15-16

P9：? 1-2-3-6-7-10-11-12-15-16

第四步：設(shè)計測試用例。根據(jù)基本路徑集中9條獨立的路徑，設(shè)計滿足上面基本路徑集的測試用例，詳見表1。

表1 測試用例

Tab.1 Test case

5?? 結(jié)論（Conclusion）

白盒測試又稱為結(jié)構(gòu)測試，邏輯驅(qū)動測試。測試人員可以訪問程序員的代碼，并通過檢查代碼來測試，可以看到盒子里面程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?；韭窂綔y試是白盒測試技術(shù)中測試覆蓋率較強的一種測試方法。本文重點介紹了基本路徑測試方法的相關(guān)概念，分析了使用基本路徑測試方法設(shè)計測試用例的過程，最后結(jié)合實例說明使用基本路徑測試方法設(shè)計測試用例的應(yīng)用。

參考文獻（References）

[1] 陳衛(wèi)衛(wèi).軟件測試[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2011.

[2] 魏琴，梅佳.軟件測試技術(shù)（基于工作過程）[M].北京：電子工業(yè)

出版社，2012.

[3] 于艷華，王素華，吳艷平.軟件測試技術(shù)與項目實訓(xùn)[M].北京：

中國人民大學(xué)出版社，2013.

作者簡介：

佘? 鳳（1976-），女，碩士，軟件設(shè)計師，高校講師.研究領(lǐng)

域：軟件測試.endprint

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第一步：繪制控制流圖，如圖2所示。（注意：復(fù)合條件語句，需改復(fù)合條件的判斷為一系列單個條件的嵌套）

圖2 程序控制流圖

Fig.2 Program control flow chart

第二步：計算程序的環(huán)形復(fù)雜度V（G），分析如下：

1.控制流圖中有9個區(qū)域。

2.V（G）=20條邊-13結(jié)點+2=9。

3.V（G）=8個判定結(jié)點+1=9。

所以，程序的環(huán)形復(fù)雜度V（G）=9。

第三步：確定基本路徑集合。根據(jù)環(huán)形復(fù)雜性V（G）的計算，導(dǎo)出基本路徑集，列出程序的獨立路徑（用題中給出的語句編號表示）。設(shè)計時注意要點：從較短路徑順序增加，每個分支盡可能走一次?？傻贸龌韭窂郊歇毩⒙窂饺缦拢?/p>

P1：? 1-4-16

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P3：? 1-2-3-4-16

P4：? 1-2-3-6-7-8-16

P5：? 1-2-3-6-10-13-16

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P8：? 1-2-3-6-10-11-12-15-16

P9：? 1-2-3-6-7-10-11-12-15-16

第四步：設(shè)計測試用例。根據(jù)基本路徑集中9條獨立的路徑，設(shè)計滿足上面基本路徑集的測試用例，詳見表1。

表1 測試用例

Tab.1 Test case

5?? 結(jié)論（Conclusion）

白盒測試又稱為結(jié)構(gòu)測試，邏輯驅(qū)動測試。測試人員可以訪問程序員的代碼，并通過檢查代碼來測試，可以看到盒子里面程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?；韭窂綔y試是白盒測試技術(shù)中測試覆蓋率較強的一種測試方法。本文重點介紹了基本路徑測試方法的相關(guān)概念，分析了使用基本路徑測試方法設(shè)計測試用例的過程，最后結(jié)合實例說明使用基本路徑測試方法設(shè)計測試用例的應(yīng)用。

參考文獻（References）

[1] 陳衛(wèi)衛(wèi).軟件測試[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2011.

[2] 魏琴，梅佳.軟件測試技術(shù)（基于工作過程）[M].北京：電子工業(yè)

出版社，2012.

[3] 于艷華，王素華，吳艷平.軟件測試技術(shù)與項目實訓(xùn)[M].北京：

中國人民大學(xué)出版社，2013.

作者簡介：

佘? 鳳（1976-），女，碩士，軟件設(shè)計師，高校講師.研究領(lǐng)

域：軟件測試.endprint

11. ??????????? ||（a==c）

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13.???????????? cout<；<；"等腰三角形"；

14.?? else

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16.? ? cout<；<；endl；

第一步：繪制控制流圖，如圖2所示。（注意：復(fù)合條件語句，需改復(fù)合條件的判斷為一系列單個條件的嵌套）

圖2 程序控制流圖

Fig.2 Program control flow chart

第二步：計算程序的環(huán)形復(fù)雜度V（G），分析如下：

1.控制流圖中有9個區(qū)域。

2.V（G）=20條邊-13結(jié)點+2=9。

3.V（G）=8個判定結(jié)點+1=9。

所以，程序的環(huán)形復(fù)雜度V（G）=9。

第三步：確定基本路徑集合。根據(jù)環(huán)形復(fù)雜性V（G）的計算，導(dǎo)出基本路徑集，列出程序的獨立路徑（用題中給出的語句編號表示）。設(shè)計時注意要點：從較短路徑順序增加，每個分支盡可能走一次。可得出基本路徑集中獨立路徑如下：

P1：? 1-4-16

P2：? 1-2-4-16

P3：? 1-2-3-4-16

P4：? 1-2-3-6-7-8-16

P5：? 1-2-3-6-10-13-16

P6：? 1-2-3-6-10-11-13-16

P7：? 1-2-3-6-10-11-12-13-16

P8：? 1-2-3-6-10-11-12-15-16

P9：? 1-2-3-6-7-10-11-12-15-16

第四步：設(shè)計測試用例。根據(jù)基本路徑集中9條獨立的路徑，設(shè)計滿足上面基本路徑集的測試用例，詳見表1。

表1 測試用例

Tab.1 Test case

5?? 結(jié)論（Conclusion）

白盒測試又稱為結(jié)構(gòu)測試，邏輯驅(qū)動測試。測試人員可以訪問程序員的代碼，并通過檢查代碼來測試，可以看到盒子里面程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?；韭窂綔y試是白盒測試技術(shù)中測試覆蓋率較強的一種測試方法。本文重點介紹了基本路徑測試方法的相關(guān)概念，分析了使用基本路徑測試方法設(shè)計測試用例的過程，最后結(jié)合實例說明使用基本路徑測試方法設(shè)計測試用例的應(yīng)用。

參考文獻（References）

[1] 陳衛(wèi)衛(wèi).軟件測試[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2011.

[2] 魏琴，梅佳.軟件測試技術(shù)（基于工作過程）[M].北京：電子工業(yè)

出版社，2012.

[3] 于艷華，王素華，吳艷平.軟件測試技術(shù)與項目實訓(xùn)[M].北京：

中國人民大學(xué)出版社，2013.

作者簡介：

佘? 鳳（1976-），女，碩士，軟件設(shè)計師，高校講師.研究領(lǐng)

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