软件测试之测试用例设计

软件测试之测试用例设计

软件和其他工程产品的测试设计与产品本身的设计一样具有挑战性，然而由于已经讨论过的一些原因，软件工程师经常将测试作为一种事后的措施，开发一些“感觉上正确”但是缺乏完整保证的测试用例。再回头看看测试目标，我们必须设计出最可能发现最多数量的错误、并耗费最少时间和最小代价的测试。

在过去的20年，出现了大量的测试用例设计方法，为开发人员进行测试提供了系统的方法。更重要的是，方法提供了一种有助于确保完全测试的机制，并提供了揭示软件错误的最高可能性。

能够采用以下两种方法之一对任何工程化产品(以及大多数其他东西)进行测试：

(1)若了解产品的特定功能，则构造测试，以证实各功能完全可执行，同时在各功能中寻找错误；

(2)若了解产品的内部构造，则构造测试，以确保“所有齿轮吻合”，即内部操作依据规约执行，而且所有的内部构件被充分利用。第一种测试方法被称为黑盒测试，第二种则被称为白盒测试。

如果考虑计算机软件，黑盒测试指在软件界面上进行的测试，虽然设计黑盒测试是为了发现错误，它们却被用来证实软件功能的可操作性；证实能很好地接收输入，并正确地产生输出；以及证实对外部信息完整性(例如：数据文件)的保持。黑盒测试检验系统的一些基本特征，很少涉及软件的内部逻辑结构。 软件的白盒测试依赖对程序细节的严密检验，提供运用特定条件和/与循环集的测试用例，对软件的逻辑路径进行测试，在不同的点检验“程序的状态”以判定预期状态或待验证状态与真实状态是否相符。

一眼看去，可能认为全面的白盒测试将产生“百分之百正确的程序”，需要我们做的只是定义所有的逻辑路径、开发相应的测试用例，并评估结果，简而言之，详尽地生成用例以测试程序逻辑。不幸的是，穷举测试带来了必然的计算问题，即使是很小的程序，可能的逻辑路径数量也非常大，例如，考虑 100行C语言程序，在一些基本的数据声明之后，程序包含两个嵌套循环，根据输入的条件分别执行1到20次，在内部循环中，需要四个if-then-else结构，该程序中大约有1014条可能路径！

为了正确表达这个数值，我们假设开发了一个有魔力的测试处理器(“有魔力”是因为不存在这样的处理器)进行穷举测试。该处理器能在一毫秒内开发一个测试用例、进行运行并评估结果，如果每天运行24小时，每年运行365天，则需要3170年的时间来测试这个程序。不可否认，这将导致大多数开发进度表的混乱，对大型软件系统不可能进行穷举测试。

然而，白盒测试不应该被抛弃，可选择有限数量的重要逻辑路径进行测试，检测重要数据结构的有效性，可以综合黑盒测试和白盒测试的属性提供一种方法，以验证软件界面，并有选择地保证软件内部工作的正确性。