Метод покрытия решений (покрытия переходов)
Практическое занятие № 1
Тестирование «белым ящиком»
Цель работы: изучить методы тестирования логики программы, формализованные описания результатов тестирования и стандарты по составлению схем программ.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Тестирование программного обеспечения включает в себя целый комплекс действий, аналогичных последовательности процессов разработки программного обеспечения. В него входят:
· постановка задачи для теста;
· проектирование теста;
· написание тестов;
· тестирование тестов;
· выполнение тестов;
· изучение результатов тестирования.
Наиболее важным является проектирование тестов. Существуют разные подходы к проектированию тестов.
Первый состоит в том, что тесты проектируются на основе внешних спецификаций программ и модулей либо спецификаций сопряжения модуля с другими модулями, программа при этом рассматривается как «черный ящик». Смысл теста заключается в том, чтобы проверить, соответствует ли программа внешним спецификациям. При этом содержание модуля не имеет значения. Такой подход получил название — стратегия «черного ящика».
Второй подход — стратегия «белого ящика», основан на анализе логики программы. При таком подходе тестирование заключается в проверке каждого пути, каждой ветви алгоритма. При этом внешняя спецификация во внимание не принимается.
Ни один из этих подходов не является оптимальным. Реализация тестирования методом «черного ящика» сводится к проверке всех возможных комбинаций входных данных. Невозможно протестировать программу, подавая на вход бесконечное множество значений, поэтому ограничиваются определенным набором данных. При этом исходят из максимальной отдачи теста по сравнению с затратами на его создание. Она измеряется вероятностью того, что тест выявит ошибки, если они имеются в программе. Затраты измеряются временем и стоимостью подготовки, выполнения и проверки результатов теста.
|
|
|
Тестирование методом «белого ящика» также не дает 100%-ной гарантии того, что модуль не содержит ошибок. Даже если предположить, что выполнены тесты для всех ветвей алгоритма, нельзя с полной уверенностью утверждать, что программа соответствует ее спецификациям. Например, если требовалось написать программу для вычисления кубического корня, а программа фактически вычисляет корень квадратный, то реализация будет совершенно неправильной, даже если проверить все пути. Вторая проблема — отсутствующие пути. Если программа реализует спецификации не полностью (например, отсутствует такая специализированная функция, как проверка на отрицательное значение входных данных программы вычисления квадратного корня), никакое тестирование существующих путей не выявит такой ошибки. И наконец, проблема зависимости результатов тестирования от входных данных. Одни данные будут давать правильные результаты, а другие нет. Например, если для определения равенства трех чисел программируется выражение вида:
|
|
|
if (А + В+ С)/3=А,
то оно будет верным не для всех значений А, В и С (ошибка возникает в том случае, когда из двух значений В или С одно больше, а другое на столько же меньше А). Если концентрировать внимание только на тестировании путей, нет гарантии, что эта ошибка будет выявлена.
Таким образом, полное тестирование программы невозможно, т. е. никакое тестирование не гарантирует полное отсутствие ошибок в программе. Поэтому необходимо проектировать тесты таким образом, чтобы увеличить вероятность обнаружения ошибки в программе.
Стратегия «белого ящика»
Существуют следующие методы тестирования по принципу «белого ящика»:
· покрытие операторов;
· покрытие решений;
· покрытие условий;
· покрытие решений/условий;
· комбинаторное покрытие условий.
Метод покрытия операторов
Целью этого метода тестирования является выполнение каждого оператора программы хотя бы один раз.
|
|
|
Пример.
а б
Рисунок - Пример алгоритма программы: а — правильный; б — с ошибкой
Если для тестирования задать значения переменных А = 2, В= О, Х=3, будет реализован путь асе, т. е. каждый оператор программы выполнится один раз. Но если внести в алгоритм ошибки — заменить в первом условии and на or, а во втором Х> 1 на Х< 1, ни одна ошибка не будет обнаружена. Кроме того, путь abd вообще не будет охвачен тестом, и если в нем есть ошибка, она также не будет обнаружена. В таблице ожидаемый результат определяется по блок-схеме на рисунке под а, а фактический — по рисунку под б.
Таблица - Результат тестирования методом покрытия операторов
| Тест | Ожидаемый результат | Фактический результат | Результат тестирования |
| А = 2, В= 0, Х=3 | Х= 2,5 | Х= 2,5 | Неуспешно |
Как видно из этой таблицы, ни одна из внесенных в алгоритм ошибок не будет обнаружена.
Метод покрытия решений (покрытия переходов)
Согласно методу покрытия решений каждое направление перехода должно быть реализовано, по крайней мере, один раз. Этот метод включает в себя критерий покрытия операторов, так как при выполнении всех направлений переходов выполнятся все операторы, находящиеся на этих направлениях.
|
|
|
Для программы, приведенной на рисунке выше, покрытие решений может быть выполнено двумя тестами, покрывающими пути {асе, а b с}, либо {асс, а b е}. Для этого выберем следующие исходные данные; {А = 3, В= О, Х=3} — в первом случае и {А = 2, В= 1, Х= 1} — во втором. Однако путь, где A не меняется, будет проверен с вероятностью 50 %: если во втором условии вместо условия Х> 1 записано Х<1, то ошибка не будет обнаружена двумя тестами.
Результаты тестирования приведены в таблице.
Таблица - Результат тестирования методом покрытия решений
| Тест | Ожидаемый результат | Фактический результат | Результат тестирования |
| А = 3, В= 0, Х= 3 | X = 1 | X = 1 | Неуспешно |
| А = 2, В = 1, Х= 1 | Х= 1 | Х= 1,5 | Успешно |
Метод покрытия условий
Этот метод может дать лучшие результаты по сравнению с предыдущими. В соответствии с методом покрытия условий записывается число тестов, достаточное для того, чтобы все возможные результаты каждого условия в решении выполнялись, по крайней мере, один раз.
В рассматриваемом примере имеем четыре условия: {А > 1, B = 0},
{А = 2, Х > 1}. Следовательно, требуется достаточное число тестов, такое, чтобы реализовать ситуации, где А > 1, А < 1, B = 0, B <> 0 в точке a и A = 2, A <> 2, X > 1 и X < 1 в точке b. Тесты, удовлетворяющие критерию покрытия условий, и соответствующие им пути:
· а) А = 2, B = 0, Х=4 асе;
· б) А = 1, B = 1, Х=0 а b с.
Таблица - Результаты тестирования методом покрытия условий
| Тест
 Мы поможем в написании ваших работ! |