基于黑盒測(cè)試與白盒測(cè)試的比較探究

西北民族大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院 妥澤花

隨著IT行業(yè)的高速發(fā)展，軟件的開發(fā)已經(jīng)成為助力提升國家經(jīng)濟(jì)水平的重要手段。與此同時(shí)，軟件產(chǎn)品的升級(jí)也成為公司提升軟件產(chǎn)品自身價(jià)值的不二選擇。軟件升級(jí)的本質(zhì)是功能的提升與完善，如何評(píng)判軟件產(chǎn)品的好與壞，軟件測(cè)試是必不可少的環(huán)節(jié)。本文主要針對(duì)軟件測(cè)試方法中的黑盒測(cè)試與白盒測(cè)試進(jìn)行比較探究，研究這兩種截然不同的測(cè)試方法對(duì)軟件產(chǎn)品的測(cè)評(píng)影響。

1 黑盒測(cè)試介紹

黑盒測(cè)試其實(shí)是我們平常所說的“功能測(cè)試”，它主要測(cè)試的是產(chǎn)品功能是否可以實(shí)現(xiàn)，不在乎產(chǎn)品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，只針對(duì)產(chǎn)品的功能做出檢測(cè)評(píng)價(jià)。測(cè)試過程中，通常會(huì)將程序看作一個(gè)不能打開的黑盒子，在測(cè)試人員無法從外面看見產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，對(duì)軟件界面和軟件功能進(jìn)行測(cè)試。由于無法看清產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，《軟件需求規(guī)格說明書》成為幫助軟件測(cè)試人員明確測(cè)試目標(biāo)的主要依據(jù)。

2 白盒測(cè)試介紹

白盒測(cè)試又被稱為“透明盒測(cè)試”或“結(jié)構(gòu)測(cè)試”。在測(cè)試時(shí)，將程序看作一個(gè)“白盒子”（或“透明盒”），程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)透明化，對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。但有一個(gè)必要條件，那就是，測(cè)試人員在測(cè)試之前必須對(duì)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行熟悉和掌握，從而通過各種編程語言設(shè)計(jì)測(cè)試用例，實(shí)現(xiàn)軟件的測(cè)試。測(cè)試大部分情況下，都是對(duì)數(shù)據(jù)的引用與定義進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試。其次，還包括對(duì)程序的邏輯路徑進(jìn)行覆蓋測(cè)試。

3 比較探究

眾所周知，黑盒測(cè)試與白盒測(cè)試是軟件測(cè)試方法中兩種相對(duì)的方法。對(duì)于不同的程序、開發(fā)軟件應(yīng)使用不同的測(cè)試方法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。用何種測(cè)試方法主要取決于軟件產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)等?，F(xiàn)對(duì)如何從這兩種測(cè)試方法中進(jìn)行選擇做出探究。

3.1 測(cè)試出發(fā)點(diǎn)不同

隨著軟件技術(shù)的不斷成熟與完善，軟件測(cè)試的規(guī)模和復(fù)雜度在不斷地加大，軟件測(cè)試也逐漸形成了一套完整的體系，逐漸走向規(guī)范化。

從兩者的定義出發(fā)，黑盒測(cè)試的測(cè)試出發(fā)點(diǎn)就比較明確了，即功能是否可以實(shí)現(xiàn)。由于無法得知產(chǎn)品的邏輯結(jié)構(gòu)，所以這種方法不能幫助測(cè)試人員進(jìn)行全面的測(cè)試。而白盒測(cè)試則不同，白盒測(cè)試的測(cè)試出發(fā)點(diǎn)是：根據(jù)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)測(cè)試產(chǎn)品的功能是否可以實(shí)現(xiàn)。因測(cè)試人員對(duì)產(chǎn)品有了事先的了解，所以測(cè)試人員可以將測(cè)試的過程更加精細(xì)化、完整化。

顯而易見，這兩種測(cè)試方法的測(cè)試出發(fā)點(diǎn)確實(shí)是不同的，這使得兩種方法在進(jìn)行測(cè)試時(shí)的關(guān)注點(diǎn)也不同，繼而側(cè)重點(diǎn)也會(huì)有所差異的。使用不同的測(cè)試方法，設(shè)計(jì)測(cè)試用例的思路基本上都是固定的。這種固定思維有時(shí)可以幫助測(cè)試人員更快的制定測(cè)試用例，但有可能會(huì)阻礙測(cè)試人員發(fā)現(xiàn)一些比較容易忽視的錯(cuò)誤。

3.2 測(cè)試覆蓋范圍不同

有測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的人員肯定知道黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試的測(cè)試覆蓋范圍是不同的。即便是同一個(gè)程序，用不同的測(cè)試方法所設(shè)計(jì)的測(cè)試用例也是不同的。為什么會(huì)有所差異呢？下面做出具體分析。

首先，軟件規(guī)格說明書(Specification)是黑盒進(jìn)行測(cè)試的依據(jù)。因此，軟件規(guī)格說明書中所記錄的功能需求、性能需求是它設(shè)計(jì)測(cè)試用例的主要依據(jù)。軟件規(guī)格說明書中要求的多少也就決定了黑盒測(cè)試設(shè)計(jì)用例的多少。

與黑盒測(cè)試不同，白盒測(cè)試會(huì)更加關(guān)注代碼本身，所以測(cè)試用例的數(shù)量與代碼的復(fù)雜程度、代碼的數(shù)量等息息相關(guān)。這些因素，不僅使測(cè)試用例的數(shù)量劇增，更使得測(cè)試任務(wù)所需要的執(zhí)行時(shí)間劇增，極大可能會(huì)使測(cè)試人員無法按時(shí)完成測(cè)試任務(wù)。

從理論的角度上講，白盒測(cè)試是可以進(jìn)行完全的覆蓋測(cè)試的。但是，由于其他未知的、無法控制的因素，可能很難作到全面覆蓋。不過，它依舊是項(xiàng)目研發(fā)驗(yàn)證測(cè)試覆蓋率的重要手段。

可以得出，白盒測(cè)試的覆蓋范圍是廣而全，即覆蓋面廣、測(cè)試全面；而黑盒測(cè)試的覆蓋范圍則是準(zhǔn)而明，即測(cè)試用例精準(zhǔn)、設(shè)計(jì)目標(biāo)明確。雖然白盒測(cè)試更加全面，但黑盒測(cè)試也有屬于它的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)楹诤袦y(cè)試設(shè)計(jì)的測(cè)試用例數(shù)量較少，所以可以有效縮減測(cè)試時(shí)間，并且降低測(cè)試成本。

3.3 對(duì)測(cè)試人員的要求

兩種測(cè)試方法對(duì)測(cè)試人員的要求如表1所示。

表1 兩種測(cè)試方法對(duì)測(cè)試人員的不同要求

看過兩種測(cè)試方法對(duì)測(cè)試人員的要求的人可能會(huì)說，黑盒測(cè)試不需要研究代碼，那黑盒測(cè)試肯定比白盒測(cè)試簡單。事實(shí)并非如此，有時(shí)候黑盒測(cè)試比白盒測(cè)試更加具有挑戰(zhàn)性。由于對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不清楚，就會(huì)加大測(cè)試的難度。通過對(duì)IT行業(yè)測(cè)試人員數(shù)量的探究發(fā)現(xiàn)，有很多轉(zhuǎn)行的人，都會(huì)選擇做“黑盒測(cè)試”，因?yàn)樗钠瘘c(diǎn)比較低，更容易上手，但是要想更好的完成測(cè)試還是需要專業(yè)的測(cè)試人員。

3.4 適用階段不同

軟件開發(fā)是有階段性的，軟件的開發(fā)是一步步發(fā)展而來的，從無到有，這是需要過程的。按照開發(fā)過程的時(shí)間進(jìn)行劃分，可以將其劃分為前、中、后期三個(gè)階段。這三個(gè)階段對(duì)軟件開發(fā)人員的要求不同，對(duì)軟件測(cè)試人員的要求也不同。而這兩種相對(duì)的測(cè)試方法也在不同的階段發(fā)揮著它們的作用。具體情況，如圖1所示。

圖1 軟件開發(fā)階段兩種測(cè)試方法的使用情況

在軟件開發(fā)的前期階段，主要進(jìn)行需求分析、概要設(shè)計(jì)以及詳細(xì)設(shè)計(jì)。前期的代碼量并不是很多，測(cè)試人員一般會(huì)采用白盒測(cè)試進(jìn)行測(cè)試，通過它可以更好的完成測(cè)試任務(wù)。前期會(huì)根據(jù)客戶需求所書寫軟件的需求說明書和設(shè)計(jì)文檔進(jìn)行測(cè)試，故而，前期的測(cè)試任務(wù)是十分重要的，它不僅關(guān)系到客戶的直接利益，更對(duì)后面的工作有不可忽視的影響。前面做好了，可以很大程度的幫助測(cè)試人員完成之后的任務(wù)，也可以有效的避免一些不必要的軟件缺陷。最重要的一點(diǎn)是，前期測(cè)試發(fā)現(xiàn)的問題越多，修復(fù)所需要的花費(fèi)也就會(huì)越少。因?yàn)榍捌诘男迯?fù)并沒有那么復(fù)雜，成本相對(duì)后期就會(huì)較低。

在中期，一般都是將兩種方法相結(jié)合的方式進(jìn)行測(cè)試。這種聯(lián)合使用會(huì)幫助測(cè)試人員更快找到出現(xiàn)的錯(cuò)誤和問題。

到了開發(fā)階段的后期，會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試，這個(gè)時(shí)候黑盒測(cè)試就發(fā)揮了極其重要的作用。后期的檢查更加注重軟件產(chǎn)品功能的完整性和可使用性。利用黑盒測(cè)試可以更高效、更準(zhǔn)確的測(cè)試軟件的功能及其使用情況。后期就會(huì)從“用戶”的角度進(jìn)行試測(cè)，作為用戶肯定會(huì)更加注重產(chǎn)品的使用體驗(yàn)。因此，黑盒測(cè)試在系統(tǒng)測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試中起著無法替代的作用。

盡管每個(gè)階段用到的方法不同，但每個(gè)階段所使用的方法也不是一成不變的，這要根據(jù)軟件自身的要求進(jìn)行選擇。兩種方法相輔相成，往往會(huì)使得測(cè)試更加完美。

結(jié)語：軟件測(cè)試貫穿于軟件開發(fā)的整個(gè)過程中，測(cè)試過程中產(chǎn)生的問題不一定都是由程序員編寫的代碼所引起的，也有可能是由于前期階段的需求分析不到位，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等導(dǎo)致的。所以，在開發(fā)的過程中要不斷地進(jìn)行測(cè)試，并作好編寫測(cè)試報(bào)告的工作，從而幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)順利推進(jìn)開發(fā)工作。軟件測(cè)試人員就像是整個(gè)項(xiàng)目過程中“后勤保障”，時(shí)時(shí)刻刻存在，是不可缺少的一部分。

根據(jù)從兩種測(cè)試方法的測(cè)試出發(fā)點(diǎn)、覆蓋范圍、適用階段及對(duì)測(cè)試人員的要求的研究可以發(fā)現(xiàn)兩者之間的不同。黑盒測(cè)試盡管是不同于白盒測(cè)試的測(cè)試方法，但是可以看出白盒測(cè)試其實(shí)是對(duì)黑盒測(cè)試的補(bǔ)充與完善。選擇哪種測(cè)試方法取決于軟件的需求規(guī)格說明書。在測(cè)試一個(gè)軟件產(chǎn)品時(shí)，可能會(huì)選擇其中一種方法進(jìn)行測(cè)試，但大多數(shù)的情況下，需要將這兩種方法相結(jié)合起來進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試人員盡可能多的發(fā)現(xiàn)Bug，就會(huì)更好地幫助開發(fā)人員完成他們的編碼工作。如何進(jìn)行選擇，需要根據(jù)測(cè)試任務(wù)的需求進(jìn)行抉擇。選擇時(shí)也可以參考一些開發(fā)人員的意見，并且把保障軟件質(zhì)量放在第一位。