淺析白盒測(cè)試在軟件測(cè)試中的應(yīng)用

田春竹 邢航

白盒測(cè)試，是軟件功能測(cè)試中的重要一環(huán)。在當(dāng)前整個(gè)測(cè)試業(yè)務(wù)中，大家主要關(guān)注于黑盒測(cè)試，由于測(cè)試過(guò)程比較繁瑣、測(cè)試成本較高等方面的原因，白盒測(cè)試往往被大家直接忽略，所占的比例非常小。本文通過(guò)針對(duì)某油田系統(tǒng)的一個(gè)具體功能點(diǎn)，詳細(xì)闡述了白盒測(cè)試的基本過(guò)程，并說(shuō)明了白盒測(cè)試對(duì)黑盒測(cè)試的有力補(bǔ)充。

一、軟件測(cè)試概述

隨著信息化的快速發(fā)展，信息系統(tǒng)的建設(shè)速度也越來(lái)越快，而且呈現(xiàn)出規(guī)模變大，復(fù)雜度增高的趨勢(shì)。在這種情況下，無(wú)論是進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的軟件公司，還是最終的系統(tǒng)用戶，都開始逐漸重視軟件測(cè)試，從而進(jìn)一步推動(dòng)了軟件測(cè)試的發(fā)展。

軟件測(cè)試一般可分為兩種，即黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試。其中，白盒測(cè)試也被稱為結(jié)構(gòu)測(cè)試，它是按照程序內(nèi)部的結(jié)構(gòu)測(cè)試程序，通過(guò)測(cè)試來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部動(dòng)作是否按照設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明書的規(guī)定正常進(jìn)行，檢驗(yàn)程序中的每條通路是否都能按預(yù)定要求正確工作。

二、白盒測(cè)試的主要方法及測(cè)試流程

（一）白盒測(cè)試的主要方法

目前的軟件測(cè)試，通常仍是以黑盒測(cè)試為主，但是黑盒測(cè)試并不一定能發(fā)現(xiàn)所有的問(wèn)題，在必要情況下，需要使用白盒測(cè)試進(jìn)行補(bǔ)充。

目前比較流行的白盒測(cè)試方法包括代碼檢查法、邏輯覆蓋法、基本路徑測(cè)試法等。其中，邏輯覆蓋法又可以包含語(yǔ)句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋等。本文在此主要介紹邏輯覆蓋法的相關(guān)應(yīng)用。

（二）白盒測(cè)試的主要流程

進(jìn)行邏輯覆蓋法的主要測(cè)試流程如下：

1、制定測(cè)試計(jì)劃。即根據(jù)整體測(cè)試需求以及被測(cè)系統(tǒng)的需求規(guī)格說(shuō)明書、設(shè)計(jì)文檔等來(lái)制定測(cè)試計(jì)劃。

2、進(jìn)行模塊分析。在白盒測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試人員對(duì)被測(cè)試程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是清楚的，需要從程序的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)入手，按照一定的原則設(shè)計(jì)測(cè)試用例，對(duì)軟件的邏輯路徑進(jìn)行測(cè)試。因此，進(jìn)行模塊分析是非常重要的一個(gè)步驟，也是整個(gè)測(cè)試的重點(diǎn)和難點(diǎn)。模塊分析主要包括兩個(gè)部分，第一是針對(duì)被測(cè)模塊的功能進(jìn)行分析，了解模塊的具體業(yè)務(wù)和功能，第二是針對(duì)代碼進(jìn)行分析，查看源代碼中主要的方法、函數(shù)等。如果模塊分析不準(zhǔn)確，則后續(xù)的其他工作都將失去意義。代碼分析和功能分析工作是相輔相成的，作為軟件測(cè)試人員，如果對(duì)業(yè)務(wù)細(xì)節(jié)不懂，就做不好相應(yīng)的測(cè)試。但是要在很短的時(shí)間內(nèi)把所測(cè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)細(xì)節(jié)完全搞懂，也是一件非常不容易的事情。因此，一邊了解功能一邊分析代碼，在某些情況下是非常必要的。

3、測(cè)試用例設(shè)計(jì)。在完全理解具體業(yè)務(wù)細(xì)節(jié)后，根據(jù)模塊分析結(jié)果和測(cè)試要求，進(jìn)行測(cè)試用例的設(shè)計(jì)。

4、測(cè)試執(zhí)行。根據(jù)測(cè)試用例執(zhí)行測(cè)試，并詳細(xì)記錄測(cè)試結(jié)果。

5、測(cè)試總結(jié)。針對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，確認(rèn)發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題，并協(xié)助開發(fā)人員解決相關(guān)錯(cuò)誤。

6、回歸測(cè)試。在開發(fā)人員完成修改后，針對(duì)模塊進(jìn)行回歸測(cè)試。

三、白盒測(cè)試的具體應(yīng)用

接下來(lái)通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)講述白盒測(cè)試中邏輯覆蓋法的具體應(yīng)用。

（一）測(cè)試背景

某油田的信息中心人員自行開發(fā)了一套測(cè)井解釋系統(tǒng)，在經(jīng)過(guò)開發(fā)人員的自行測(cè)試后，即開始進(jìn)行內(nèi)部試用。但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了很多問(wèn)題，為確保系統(tǒng)功能的正確性，該單位（即委托單位）決定聘請(qǐng)第三方人員進(jìn)行系統(tǒng)的功能測(cè)試。

由于在系統(tǒng)試用過(guò)程中，產(chǎn)生了部分正式數(shù)據(jù)，而委托單位因特殊原因無(wú)法提供專用的測(cè)試環(huán)境，為了盡量避免測(cè)試過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)的正常使用造成麻煩，經(jīng)過(guò)和委托單位協(xié)商，由委托單位統(tǒng)一提供所有的測(cè)試數(shù)據(jù)。同時(shí)，經(jīng)過(guò)與委托單位協(xié)商，決定采用邏輯覆蓋的方式，對(duì)系統(tǒng)中的幾個(gè)重要功能點(diǎn)進(jìn)行白盒測(cè)試。

（二）測(cè)試過(guò)程

在測(cè)試過(guò)程中，“工程測(cè)井”模塊中含有一個(gè)“方位井徑校正”的功能。它是在數(shù)據(jù)庫(kù)模式下進(jìn)行方位井徑曲線數(shù)據(jù)的計(jì)算，計(jì)算完成后自動(dòng)保存數(shù)據(jù)。如果之前已經(jīng)存在曲線數(shù)據(jù)，可根據(jù)系統(tǒng)提示選擇是否進(jìn)行覆蓋。

這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單而又常見(jiàn)的功能點(diǎn)。測(cè)試人員在進(jìn)行黑盒測(cè)試時(shí)，錄入測(cè)試數(shù)據(jù)，首先點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕。系統(tǒng)彈出是否覆蓋數(shù)據(jù)的提示后，點(diǎn)擊“確定”，系統(tǒng)提示已經(jīng)覆蓋數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“取消”后，系統(tǒng)界面未發(fā)生任何變化，也無(wú)任何提示，功能測(cè)試通過(guò)。

由于“工程測(cè)井”是本系統(tǒng)的一個(gè)重點(diǎn)模塊，在功能測(cè)試完畢后，開始進(jìn)行白盒測(cè)試。具體過(guò)程如下：

1、根據(jù)“方位井徑校正”功能的具體業(yè)務(wù)，結(jié)合系統(tǒng)代碼（如圖1）及設(shè)計(jì)文檔，進(jìn)行“計(jì)算”功能的流程分析，并標(biāo)識(shí)出所有的判斷邏輯（如圖2）。

2、根據(jù)此流程圖，可以判斷出需要編寫五個(gè)測(cè)試用例，分別是

（1）TC_C_001曲線名是否為空的邏輯判定

（2）TC_C_002是否覆蓋原有數(shù)據(jù)的邏輯判定

……

其中TC_C_002是否覆蓋數(shù)據(jù)的邏輯判定，便是針對(duì)前面所述功能的分析結(jié)果。

3、設(shè)計(jì)測(cè)試用例

根據(jù)流程圖中的分析結(jié)果，結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔及具體代碼，完成了測(cè)試用例的設(shè)計(jì)，如表1所示。

4、執(zhí)行測(cè)試用例

在執(zhí)行此用例時(shí)，我們使用了開發(fā)平臺(tái)中的斷點(diǎn)調(diào)試，即分別點(diǎn)擊“確定”、“取消”按鈕后，使用斷點(diǎn)逐步查看各變量、參數(shù)的變化情況和代碼執(zhí)行情況。

根據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)文檔和系統(tǒng)代碼的分析，我們初步判斷，點(diǎn)擊“取消”按鈕后，系統(tǒng)應(yīng)為option變量賦值為1，然后調(diào)用return函數(shù)結(jié)束當(dāng)前執(zhí)行的方法。但是實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，點(diǎn)擊“取消”按鈕后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)為變量option的賦值為2（如圖3所示）。之后并沒(méi)有通過(guò)調(diào)用return來(lái)結(jié)束方法的執(zhí)行，而是繼續(xù)執(zhí)行該方法，直到完成了一次覆蓋后，才結(jié)束當(dāng)前的操作。

而點(diǎn)擊“確定”按鈕后，系統(tǒng)為變量option的賦值為0，程序跳過(guò)if判斷語(yǔ)句，同樣繼續(xù)執(zhí)行覆蓋操作。

也就是說(shuō)，無(wú)論界面上操作時(shí)點(diǎn)擊的是“確定”還是“取消”按鈕，其實(shí)后臺(tái)都執(zhí)行了一次覆蓋操作。

（三）測(cè)試總結(jié)及回歸

為何在功能測(cè)試時(shí)未能發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題呢？通過(guò)總結(jié)我們發(fā)現(xiàn)，由于該模塊只進(jìn)行校正工作，校正后的數(shù)據(jù)是供后期其他模塊匯總使用。測(cè)試人員在測(cè)試過(guò)程中，對(duì)于執(zhí)行是否成功，通過(guò)該模塊的界面看不到具體效果，僅能通過(guò)系統(tǒng)給出的是否覆蓋成功的提示做出簡(jiǎn)單判斷，而委托單位提供的測(cè)試數(shù)據(jù)又非常單一，從而導(dǎo)致功能測(cè)試時(shí)未能發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題。

之后，我們與委托單位負(fù)責(zé)人，以及模塊開發(fā)人員共同進(jìn)行了問(wèn)題確認(rèn)。在開發(fā)人員完成bug修改后，由業(yè)務(wù)人員提供了多組數(shù)據(jù)，并與測(cè)試人員一起針對(duì)本功能及相關(guān)聯(lián)內(nèi)容進(jìn)行了回歸測(cè)試，最終確認(rèn)問(wèn)題得到了解決，bug關(guān)閉。

四、結(jié)語(yǔ)

在軟件測(cè)試中，黑盒測(cè)試重點(diǎn)在于系統(tǒng)的功能性，而白盒測(cè)試則略微偏重于邏輯方面的測(cè)試，但是通過(guò)本文中的例子可以看出，二者并不沖突，而是互補(bǔ)。雖然通常情況下黑盒測(cè)試基本可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)的大多數(shù)問(wèn)題，但是在白盒測(cè)試過(guò)程中也可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些黑盒測(cè)試時(shí)未能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，反之亦然。對(duì)于任何一個(gè)系統(tǒng)測(cè)試來(lái)說(shuō)，要想更好地實(shí)現(xiàn)其基本功能，做好后期的具體應(yīng)用，在其前期測(cè)試過(guò)程中，白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試都是必不可少的組成部分。