打字程序白盒测试

打字程序白盒测试 目 录 摘要..................................................................................................................................................1 引言..................................................................................................................................................1 第一章 白盒测试研究....................................................................................................................2 1.1 软件测试概述...........................................................................................................................2 1.2白盒测试.....................................................................................................................................3 1.3代码测试.....................................................................................................................................4 1.3.1静态测试..................................................................................................................................5 1.3.2动态测试..................................................................................................................................6 1.3.3接口测试..................................................................................................................................7 ..............8 第二章 项目分析与规划测试.......................................................................................... 2.1项目分析....................................................................................................................................8 2.2主要功能模块............................................................................................................................8 第三章 系统白盒测试实例的实现................................................................................................9 3.1测试的目的............................................................................................................................9 3.2测试项....................................................................................................................................9 3.3通过的准则............................................................................................................................9 3.4测试步骤................................................................................................................................9 3.4.1静态测试..........................................................................................................................9 3.4.2动态测试..........................................................................................................................9 3.5 测试总结..............................................................................................................................10 总结与展望......................................................................................................................................12 参考文献..........................................................................................................................................13 打字程序白盒测试 摘要 软件开发和使用的历史已经留给了使用者很多由于软件缺陷而导致的巨大财力、物力损失的经验教训。这些经验教训迫使软件开发者们必须添加一个相应的流程，并在此流程中采取强有力的检测措施来检测未发现的隐藏的软件缺陷，也就是软件测试。 软件测试的核心是测试思维，你的思维能深入到什么程度，测试就能做到什么程度，本次课题旨在训练我们的测试思维，同时通过本次的课题实例掌握测试流程与技巧，为我们成为真正的测试人员打下坚实的基础。 随着计算机软件的规模越来越大，软件测试成为了软件质量保障的关键环节，软件测试自动化也成为了软件测试领域所无法逾越的发展阶段。 本文将使用白盒测试技术对打字练习程序进行测试，通过设计测试，对程序进行系统的单元测试，收集测试数据，对测试数据进行分析等手段，最终生成相关资料及最终测试报告，详细介绍及探讨软件测试技术和白盒测试实例的设计与实现。 本文的展开将通过以下三个部分: 第一部分:白盒测试及黑盒测试技术的相关介绍，市场上主流测试管理工具的对比分析。 第二部分:本文相关项目的案例分析和测试规划，打字练习程序白盒测试的测试思路和测试方案设计 第三部分:打字练习程序白盒测试的具体实现细则 关键字:黑盒测试，白盒测试，测试管理，测试桩，测试点 引言 信息技术的飞速发展，使软件产品应用到社会的各个领域，软件产品的质量自然成为人们共同关注的焦点。不论软件的生产者还是软件的使用者，均生存在竞争的环境中，软件开发商为了占有市场，必须把产品质量作为企业的重要目标之一，以免在激烈的竞争中被淘汰出局。用户为了保证自己业务的顺利完成，当然希望选用优质的软件。质量不佳的软件产品不仅会使开发商的维护费用和用户的使用成本大幅增加，还可能产生其他的责任风险，造成公司信誉下降，继而冲击股票市场。在一些关键应用 (如民航订票系统、银行结算系统、证券交易系统、自动飞行控制软件、军事防御和核电站安全控制系统等) 中使用质量有问题的软件，还可能造成灾难性的后果。 软件危机曾经是软件界甚至整个计算机界最热门的话题。为了解决这场危机，软件从业人员、专家和学者做出了大量的努力。现在人们已经逐步认识到所谓的软件危机实际上仅是一种状况，那就是软件中有错误，正是这些错误导致了软件开发在成本、进度和质量上的失控。有错是软件的属性，而且是无法改变的，因为软件是由人来完成的，所有由人做的工作都不会是完美无缺的。问题在于我们如何去避免错误的产生和消除已经产生的错误，使程序中的错误密度达到尽可能低的程度。 有鉴于此，本课题将基于白盒测试作为主要研究方向，本文将以打字练习程序作为对象，对软件测试(重点白盒测试)进行研究，以美国Mercury公司生产的TD软件为工具进行测试用例的管理 本文将通过对对打字练习程序进行白盒测试，对代码，接口等测试进行研究，以实现软件测试在实际项目中的应用，并深刻的理解白盒测试，及白盒测试在测试中所占地位 第一章 白盒测试研究 1.1 软件测试概述 软件测试就是在软件交付用户使用或投入运行前，对软件需求规格说明、设计规格说明和编码的最终复审，是软件质量保证的关键步骤。 软件测试是为了发现错误而执行程序的过程。 软件测试在软件生命周期中横跨两个阶段:通常在编写出每一个模块之后就需要对它做必要的测试(称为单元测试)。编码和单元测试属于软件生命周期中的同一个阶段。在结束这个阶段后对软件系统还要进行各种综合测试，如集成测试、系统测试、性能测试和配置测试等，这是软件生命周期的另一个独立阶段，即测试阶段。 软件测试的目的: 测试的最终目的是为了避免错误的发生，确保应用程序能够正常高效的运行;好的测试用例在于发现至今未发现的错误;成功的测试是发现了至今未发现的错误的测试;好的测试工程师应该做到不仅发现问题，还能够帮助开发人员分析问题; 软件测试的原则: 应把“尽早和不断地进行软件测试”作为软件开发者的座右铭，实践证明单元测试能够尽早发现问题，减少后期测试的错误量。可以采用Junit和Jtest来辅助进行单元测试;测试用例应由测试输入数据、测试执行步骤和与之对应的预期输出结果三部分组成;应当避免由程序员检查自己的程序。(指后期系统测试阶段，不包括单元测试);测试用例的设计要确保能覆盖所有可能路径。在设计测试用例时，应当包括合理的输入条件和覆盖所有可能路径不合理的输入条件。不合理的输入条件是指异常的，临界的，可能引起问题的输入条件;充分注意测试中的群集现象。经验表明，测试后程序残存的错误数目与该程序中已发现的错误数目或检错率成正比。应该对错误群集的程序段进行重点测试;严格执行测试计划，排除测试的随意性。测试计划应包括:所测软件的功能，输入和输出，测试内容，各项测试的进度安排，资源要求，测试资料，测试工具，测试用例的选择，测试的控制方法和过程，系统的配置方式，跟踪规则，调试规则，以及回归测试的规定等等以及;应当对每一个测试结果做全面的检查;妥善保存测试计划，测试用例，出错统计和最终分析报告，为维护提供方便。 软件测试的对象:软件测试并不单纯等同于程序测试。软件测试应该贯穿整个软件定义与开发整个期间。因此需求分析、概要设计、详细设计以及程序编码等各阶段所得到的文档，包括需求规格说明、概要设计规格说明、详细设计规格说明以及源程序，都应该是软件测试(评审)的对象。 在对需求理解与表达的正确性、设计与表达的正确性、实现的正确性以及运行的正确性的验证中，任何一个环节发生了问题都可能在软件测试中表现出来。 1.2白盒测试 由于逻辑错误和不正确假设与一条程序路径被运行的可能性成反比。由于我们经常相信某逻辑路径不可能被执行, 而事实上,它可能在正常的情况下被执行。由于代码中的笔误是随机且无法杜绝的，因此我们要进行白盒测试。 白盒测试又称结构测试,透明盒测试、逻辑驱动测试或基于代码的测试。白盒测试是一种测试用例设计方法，盒子指的是被测试的软件，白盒指的是盒子是可视的,你清楚盒子内部的东西以及里面是如何运作的。 白盒的测试用例需要做到: (1)保证一个模块中的所有独立路径至少被使用一次 (2)检查内部数据结构以确保其有效性 白盒测试的目的:通过检查软件内部的逻辑结构，对软件中的逻辑路径进行覆盖测试;在程序不同地方设立检查点，检查程序的状态，以确定实际运行状态与预期状态是否一致。 白盒测试的特点:依据软件设计说明书进行测试、对程序内部细节的严密检验、针对特定条件设计测试用例、对软件的逻辑路径进行覆盖测试。 白盒测试的实施步骤: 测试计划阶段:根据需求说明书，制定测试进度 测试设计阶段:依据程序设计说明书，按照一定化的方法进行软件结构划分和设计测试用例。 测试执行阶段:输入测试用例，得到测试结果。 测试总结阶段:对比测试的结果和代码的预期结果，分析错误原因，找到并解决错误。 白盒测试的方法:总体上分为静态方法和动态方法两大类。 静态分析是一种不通过执行程序而进行测试的技术。静态分析的关键功能是检查软件的表示和描述是否一致,没有冲突或者没有歧义。 动态分析的主要特点是当软件系统在模拟的或真实的环境中执行之前、之中和之后 , 对软件系统行为的分析。动态分析包含了程序在受控的环境下使用特定的期望结果进行正式的运行。它显示了一个系统在检查状态下是正确还是不正确。在动态分析技术中,最重要的技术是路径和分支测试 白盒测试的优缺点 优点:迫使测试人员去仔细思考软件的实现;可以检测代码中的每条分支和路径;揭示隐藏在代码中的错误;对代码的测试比较彻底;最优化。 缺点:昂贵;无法检测代码中遗漏的路径和数据敏感性错误;不验证规格的正确性。 总的来说，白盒测试是一种被广泛使用的逻辑测试方法，是由程序内部逻辑驱动的一种单元测试方法。只有对程序内部十分了解才能进行适度有效的白盒测试。但是贯穿在程序内部的逻辑存在着不确定性和无穷性，尤其对于大规模复杂软件。因此我们不能穷举所有的逻辑路径，即使穷举也未必会带来好运(穷举不能查出程序逻辑规则错误，不能查出数据相关错误，不能查出程序遗漏的路径)。 那么正确使用白盒测试，就要先从代码分析入手，根据不同的代码逻辑规则、语句执行情况，选用适合的覆盖方法。任何一个高效的测试用例，都是针对具体测试场景的。逻辑测试不是片面的测试正确的结果或是测试错误的结果，而是尽可能全面地覆盖每一个逻辑路径。 1.3代码测试 1.3.1静态测试 执行代码静态测试应注意以下方面:同一程序内的代码书写是否为同一风格;代码布局是否合理、美观;程序中函数、子程序块分界是否明显;注释是否符合既定格式;注释是否正确反映代码的功能;变量定义是否正确(长度、类型、存储类型);子程序(函数和方法)接受的参数类型、大小、次序是否和调用模块相匹配合;函数的返回值类型是否正确;程序中是否引用了未初始化变量;数组和字符串的下标是否 为整数;数组和字符串的下标是否在范围内(不“越界”);进行数组的检索及其它操作中，是否会出现“漏掉一个这种情况”;是否在应该使用常量的地方使用了变量(例: 数组范围检查);是否为变量赋予不同类型的值;赋值是否符合数据类型的转换规则;变量的命名是否相似;是否存在声明过，但从未引用或者只引用过一次的变量;在特定模块中所有的变量是否都显式声明过;是否可以理解为该变量具有更高的共享级别;是否为引用的指针分配内存;数据结构在函数和子程序中的引用是否明确定义了其结构;计算中是否使用了不同数据类型的变量;计算中是否使用了不同的数据类型相同但长度不同的变量;赋值的目的变量是否小于赋值表达式的值;数值计算是否会出现溢出(向上)的情况;数值计算是否会出现溢出(向下)的情况;除数是否可能为零;某些计算是否会丢失计算精度;变量的值是否超过有意义的值;计算式的求值的顺序是否容易让人感到混乱;比较是否正确;是否存在分数和浮点数的比较;精度问题是否会影响比较;每一个逻辑表达式是否都得到了正确表达;逻辑表达式的操作数是否均为逻辑值;程序中的Begin„End和Do„While等语句中，End是否对应;程序、模块、子程序和循环是否能够终止;是否存在永不执行的循环;是否存在多循环一次或少循环一次的情况;循环变量是否在循环内被错误地修改;多分支选择中，索引变量是否能超过可能的分支数; 该情况是否能够得到正确处理;全局变量定义和用法在各个模块中是否一致;是否修改了只作为输入用的参数;常量是否被作为形式参数进行传递。 1.3.2动态测试 执行代码动态测试应注意以下方面:测试数据是否具有一定的代表性;测试数据是否包含测试所用的各个等价类(边界条件、次边界条件、空白、无效);是否可能从客户那边得到测试数据;不可从客户那边得到测试数据的情况下，所用的测试数据是否具有实际的意义(客户业务上的);是否每一组测试数据都得到了执行;每一组测试数据的测试结果是否与预期结果一致;文件的属性是否正确;打开文件语句是否正确;输入/输出语句是否与格式说明书所记述的一致;缓冲区大小与长度是否匹配;使用文件前是否已打开了文件;文件结束条件是否存在;产生输入/输出错误时，系统是否进行检测并处理;输出信息中是否存在文字书写错误和语法错误;数字输入框是否接受数字输入;数字是否按既定格式显示;数字输入框是否拒绝字符串和“非法”数字的输入;组合框是否的能够进行下拉选择;组合框是否能够进行下拉多项选择;对于可添加数据组合框，添加数据后数据是否能够得到正确显示和进行选择;列表框是否能够进行选择;多项列表框是否能够进行多数据项选择;日期输入框是否 接受正确的日期输入;日期输入框是否拒绝错误的日期输入;日期输入框在日期输入后是否按既定的日期格式显示日期;单选组内是否有且只有一个单选钮可选;如果单选组内无单选钮可选，这种情况是否允许存在;复选框组内是否允许多个复选框(包括全部可选)可选;如果复选框组内无复选框可选，这种情况是否允许存在;文本框及某些控件拒绝输入和选择时显示区域是否变灰或按既定规约处理;文本框中数据格式(大小、对齐方向、颜色、背景)是否符合规范;密码输入框是否按掩码的方式显示;控件是否存在默认输入值，若存在，默认值是否得到显示和提交;Cancel之类的按钮按下后，控件中的数据是否清空复原或按既定规约处理;Submit之类的按钮按下后，数据是否得到提交或按既定规约处理;异常信息表述是否正确;软件是否按预期方式处理错误;文件或外设不存在的情况下是否存在相应的错误处理;软件是否严格的遵循外设的读写格式;产生的文件和数据表的格式是否正确;产生的文件和数据表的计算结果是否正确;打印的报表是否符合既定的格式;错误日志的表述是否正确;错误 日志的格式是否正确。 1.3.3接口测试 定义通用的命令接口结构，用文本文件记录接口相关结构信息，通过对该文本文件进行逐行的语法解析，将文件中的描述转化为统一结构的链表，验证来自外层的数据是否正确，以及根据提示用户输入的信息验证发送到其它层的数据是否正确。这种通用接口测试方法，解决了接口测试时重复编写类似功能代码的问题，提供了一种新的描述不同命令结构的思路。通过使用文件形式，不用修改程序就可以实现对新的接口命令的测试，使测试程序得到极大的精简，并且易于扩展和移植到不同项目中。 详细步骤: (1)测试程序要测试的已经具体实现的类。 (2)个抽象的测试类，声明要验证的功能的测试方法。在具体的测试程序实现中继承这个测试类，并修改相应的实现方法。 (3)口的每一个具体实现中都运行该测试程序，但在每个实现中都只验证“接口范围内”的行为 (4)试程序内，找到创建(接口)对象的代码，将该代码改成具体的、已经实现的类的创建方法，但记住将该对象声明为接口的对象，而不是具体实现的类的对象。重复这一过程，直至测试程序中没有已经实现的类的对象。 (5)要在测试中调用的抽象方法。 (6)只涉及接口和一些抽象的测试方法，将测试程序移入抽象的测试类。 (7)这一过程直至所有的测试都移入抽象的测试类。 (8)前面的全部过程，直至除了验证具体实现的特有的方法的测试程序外，所有的测试代码都已完成。 第二章 项目分析与规划测试 2.1项目分析 2.2主要功能模块 英文练习模块:由系统随机调用文档type_english.dat里的内容，以程序中要求取出字符数输出到界面，由用户输入，程序判断用户练习的速度,时间,正确率等数据。 数字练习模块:由系统随机调用文档type_num.dat里的内容，以程序中要求取出字符数输出到界面，由用户输入，程序判断用户练习的速度,时间,正确率等数据。 字符练习模块:由系统随机调用文档type_car.dat里的内容，以程序中要求取出字符数输出到界面，由用户输入，程序判断用户练习的速度,时间,正确率等数据。 所有字符练习:由系统随机调用文档type_all.dat里的内容，以程序中要求取出字符数输出到界面，由用户输入，程序判断用户练习的速度,时间,正确率等数据。 打字练习结果计算模块:计算用户练习的结果信息 打字练习数据修改模块:用户自定义练习数据，修改后确定保存后更新相应数据库 第三章 系统白盒测试实例的实现 3.1测试的目的 测试主要为打字系统的白盒测试。保证程序的代码规范，代码正确，数据调用正确，以及程序模块单独正常运行，保证局部模块功能完备性，运行正确性与稳定性。使界面符合设计规范，适用于用户。 3.2测试项 所要测试的测试项: 打字程序需求报告，需求规格说明书; 打字程序详细设计文档; 打字程序代码编写规范; 代码中变量的命名标准; 打字程序界面规范。 3.3通过的准则 测试通过主要依照以下标准: 打字程序需求报告，需求规格说明书测试通过的标准:需求报告及需求规格说明书文档中描述的正确性，无异性。 打字程序详细设计文档测试通过的标准:文档中描述的正确性，无异性。 打字程序代码编写规范:创建的变量、接口、函数、属性应与《设计文档》保持一致;程序的各种命名、注释、代码行的格式等应符合《程序开发命名标准》和《编码规范》;程序模块能独立稳定运行。 打字程序界面测试通过的标准:界面的样式、大小、颜色、整体布局的设置;各种标签控件的使用及主题描述以及事件源控件的使用、快捷键使用都应符合《NC系统应用框架需求报告》和《设计文档的相关规范》。 3.4测试步骤 需要列出所测试类的调用关系和关键方法的调用关系(依据数据流)。 3.4.1静态测试 变量命名及代码书写规范检查; 变量定义、函数、方法、数组、变量的使用检查; 检查是否有定义未使用的变量; 检查全局变量的使用情况; 检查程序代码循环情况; 检查是否为引用的指针分配内存; 检查数组运算情况。 3.4.2动态测试 控制流分析; 数据流分析; 信息流分析; 画出该代码的控制流程图; 计算程序的圈复杂度; 做基本路径覆盖，设计相应测试用例; 分析测试结果。 3.5 测试总结 (1)软件开发完成后再进行软件测试 人们一般认为，软件项目要经过以下几个阶段:需求分析，概要设计，详细设计，软件编码，软件测试，软件发布。据此，认为软件测试只是软件编码后的一个过程。这是不了解软件测试周期的错误认识。软件测试是一个系列过程活动，包括软件测试 需求分析，测试计划设计，测试用例设计，执行测试。因此，软件测试贯穿于软件项目的整个生命过程。在软件项目的每一个阶段都要进行不同目的和内容的测试活动，以保证各个阶段的正确性。软件测试的对象不仅仅是软件代码，还包括软件需求文档和设计文档。软件开发与软件测试应该是交互进行的，例如，单元编码需要单元测试，模块组合阶段需要集成测试。如果等到软件编码结束后才进行测试，那么，测试的时间将会很短，测试的覆盖面将很不全面，测试的效果也将大打折扣。更严重的是如果此时发现了软件需求阶段或概要设计阶段的错误，如果要修复该类错误，将会耗费大量的时间和人力。 (2)软件发布后如果发现质量问题，那是软件测试人员的错 这种认识很打击软件测试人员的积极性。软件中的错误可能来自软件项目中的各个过程，软件测试只能确认软件存在错误，不能保证软件没有错误，因为从根本上讲，软件测试不可能发现全部的错误。从软件开发的角度看，软件的高质量不是软件测试人员测出来的，是靠软件生命周期的各个过程中设计出来的。出现软件错误，不能简单地归结为某一个人的责任，有些错误的产生可能不是技术原因，可能来自于混乱的项目管理。应该分析软件项目的各个过程，从过程改进方面寻找产生错误的原因和改进的措施。 (3)软件测试要求不高，随便找个人都行 很多人都认为软件测试就是安装和运行程序，点点鼠标，按按键盘的工作。这是由于不了解软件测试的具体技术和方法造成的。随之软件工程学的发展和软件项目管理经验的提高，软件测试已经形成了一个独立的技术学科，演变成一个具有巨大市场需求的行业。软件测试技术不断更新和完善，新工具，新流程，新测试设计方法都在不断更新，需要掌握和学习很多测试知识。所以，具有编程经验的程序员不一定是一名优秀的测试工程师。软件测试包括测试技术和管理两个方面，完全掌握这两个方面的内容，需要很多测试实践经验和不断学习精神。 (4)软件测试是测试人员的事情，与程序员无关 开发和测试是相辅相成的过程，需要软件测试人员、程序员和系统分析师等保持密切的联系，需要更多的交流和协调，以便提高测试效率。另外，对于单元测试主要应该由程序员完成，必要时测试人员可以帮助设计测试样例。对于测试中发现的软件错误，很多需要程序员通过修改编码才能修复。程序员可以通过有目的的分析软件错误的类型、数量，找出产生错误的位置和原因，以便在今后的编程中避免同样的错误， 积累编程经验，提高编程能力。 (5)项目进度吃紧时就少做一些测试，时间富裕时多做测试 这是不重视软件测试的表现，也是软件项目过程管理混乱的表现，必然会降低软件测试的质量。一个软件项目的顺利实现需要有合理的项目进度计划，其中包括合 理的测试计划，对项目实施过程中的任何问题，都要有风险分析和相应的对策，不要因为开发进度的延期而简单的缩短测试时间、人力和资源。因为缩短测试时间带来的测试不完整，对项目质量的下降引起的潜在风险，往往造成更大的浪费。克服这种现象的最好办法是加强软件过程的计划和控制，包括软件测试计划、测试设计、测试执行、测试度量和测试控制。 (6)软件测试是没有前途的工作，只有程序员才是软件高手 由于我国软件整体开发能力比较低，软件过程很不规范，很多软件项目的开发都还停留在“作坊式”和“垒鸡窝”阶段。项目的成功往往靠个别全能程序员决定，他们负责总体设计和程序详细设计，认为软件开发就是编写代码，给人的印象往往是程序员是真正的牛人，具有很高的地位和待遇。因此，在这种环境下，软件测试很不受重视，软件测试人员的地位和待遇自然就很低了，甚至软件测试变得可有可无。随着市场对软件质量的不断提高，软件测试将变得越来越重要，相应的软件测试人员的地位和待遇将会逐渐提高。在微软等软件过程比较规范的大公司，软件测试人员的数量和待遇与程序员没有多大差别，优秀测试人员的待遇甚至比程序员还要高。软件测试将会成为一个具有很大发展前景的行业，软件测试大有前途，市场需要更多具有丰富测试技术和管理经验的测试人员，他们同样是软件专家。这两年来国内软件测试人员的需求不断增大,越来越多的IT企业认识到了软件测试的重要性,这种可喜的现状与发展趋势让笔者对我国软件业的发展重新抱有较大的希望。 尽管这是一门崭新的学科,目前在国内的发展仍处于"婴儿"阶段,但看到越来越多的软件公司为软件测试招兵买马,看到越来越多的技术人员投入到软件测试中,我就情不自禁地感叹:机会来了!这机会不仅仅是某一个人的,而是所有人的,它对每个人都是公平的,学的领域需要新的理论新的工具新的方法,由于国内的软件测试还处在一个比较初级的阶段，没有人确切地知道它需要什么样的基础,也没有人确切地知道它应该怎样发展,因此这个领域需要大家来共同革命,以促进它的深入发展。 总结与展望 软件测试是为了发现错误而执行程序的过程。它不仅是软件开发阶段的有机组成部分，而且在整个软件工程(即软件定义、设计和开发过程)中占据相当大的比重。软件测试是软件质量保证的关键环节，直接影响着软件的质量评估。软件测试不仅要讲究策略，更要讲究时效性。验收测试作为软件测试过程的最后一个环节，对软件质量、软件的可交付性和软件项目的实施周期起到"一锤定音"的作用。 随着市场对软件质量的不断提高，软件测试不断受到重视，但是由于总体上，国内软件项目过程不规范，导致重视编码和轻视测试的现象，对于软件测试的重要性、测试方法和流程等还存在很多错误的认识。 通过这次项目的实战训练，使我进一步了解了软件测试的相关知识，增加了项目 经验，为今后的实际工作中打下了坚实的基础。 参考文献 1. 章立民，《ASP.NET3.5开发范例精讲精析》，北京科学出版社，2009 2. 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