【5.19】三、白盒测试方法—逻辑覆盖法

目录

3.1 逻辑覆盖法

3.1.1 语句覆盖

3.1.2 判定覆盖

3.1.3 条件覆盖

3.1.4 判定—条件覆盖 

3.1.5 条件组合覆盖

3.1.6 实例：三角形逻辑覆盖问题

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白盒测试又称为透明盒测试、结构测试，它基于程序内部结构进行测试，而不是测试应用程序的功能（黑盒测试）。因此，测试人员需要了解程序内部逻辑结构，从编程语言的角度设计测试用例。白盒测试可用于单元测试、集成测试和系统测试。

3.1 逻辑覆盖法

逻辑覆盖法是白盒测试最常用的测试方法，它包括语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定-条件覆盖、条件组合覆盖5种。

3.1.1 语句覆盖

语句覆盖（Statement Coverage）又称行覆盖、段覆盖、基本块覆盖，它是最常见的覆盖方式。

语句覆盖的目的是测试程序中的代码是否被执行，它只测试代码中的执行语句，这里的执行语句不包括头文件、注释、空行等。

语句覆盖在多分支的程序中，只能覆盖某一条路径，使得该路径中的每一个语句至少被执行一次，但不会考虑各种分支组合情况。

1 IF x>0 AND y<0    //条件1
2   z=z-(x-y)
3 IF x>2 OR z>0     //条件2
4   z=z+(x+y)

该段程序的流程图如：(a、b、c、d、e表示程序执行分支)

在语句覆盖测试用例中，使程序中每个可执行语句至少被执行一次。根据程序流程图中标示的语句执行路径设计测试用例：Test1：x=1 y=-1 z=2

执行上述测试用例，程序运行路径为acd。可以看出程序中acd路径上的每个语句都能被执行，但是语句覆盖对多分支的逻辑无法全面反映，仅仅执行一次不能进行全面覆盖，因此，语句覆盖是弱覆盖方法。

语句覆盖虽然可以测试执行语句是否被执行到，但却无法测试程序中存在的逻辑错误，例如，如果上述程序中的逻辑判断符号“AND”误写成了“OR”，使用测试用例Test1同样可以覆盖acd路径上的全部执行语句，但却无法发现错误。

3.1.2 判定覆盖

判定覆盖（Decision Coverage）又称为分支覆盖，其原则是设计足够多的测试用例，在测试过程中保证每个判定至少有一次为真值，有一次为假值。

判定覆盖的作用是使真假分支均被执行，虽然判定覆盖比语句覆盖测试能力强，但仍然具有和语句覆盖一样的单一性。

以上面的流程图及其程序为例，设计判定覆盖测试用例：

这4个测试用例覆盖了acd、abd、ace、abe 4条路径，使得每个判定语句的取值都满足了各有一次“真”与“假”。相比于语句覆盖，判定覆盖的覆盖范围更广泛。

判定覆盖虽然保证了每个判定至少有一次为真值，有一次为假值，但是却没有考虑到程序内部的取值情况，例如，测试用例test4，没有将x>2作为条件进行判断，仅仅判断了z>0的条件。 

判定覆盖语句一般是由多个逻辑条件组成的，如果仅仅判断测试程序执行的最终结果而忽略每个条件的取值，必然会遗漏部分测试路径，因此，判定覆盖也属于弱覆盖。

3.1.3 条件覆盖

条件覆盖（Condition Coverage）指的是设计足够多的测试用例，使判定语句中的每个逻辑条件取真值与取假值至少出现一次，例如，对于判定语句IF(a>1 OR c<0)中存在a>1、c<0 2个逻辑条件，设计条件覆盖测试用例时，要保证a>1、c<0的“真”“假”值至少出现一次。

以上面的流程图及其程序为例，设计条件覆盖测试用例，在该程序中，有2个判定语句，每个判定语句有2个逻辑条件，共有4个逻辑条件，使用标识符标识各个逻辑条件取真值与取假值的情况：

 

设计测试用例时，要保证每种状态都至少出现一次。设计测试用例的原则是尽量以最少的测试用例达到最大的覆盖率，则该段程序的条件覆盖测试用例如：（这里保证了每种状态都出现了一次，但并没有列出所有的可能）

3.1.4 判定—条件覆盖 

判定-条件覆盖（Condition/Decision Coverage）要求设计足够多的测试用例，使得判定语句中所有条件的可能取值至少出现一次，同时，所有判定语句的可能结果也至少出现一次。

表中的3个测试用例满足了所有条件可能取值至少出现一次，以及所有判定语句可能结果也至少出现一次的要求。（但依然没有列出所有的可能）

相比于条件覆盖、判定覆盖，判定-条件覆盖弥补了两者的不足之处，但是由于判定-条件覆盖没有考虑判定语句与条件判断的组合情况，其覆盖范围并没有比条件覆盖更全面，判定-条件覆盖也没有覆盖acd路径，因此判定-条件覆盖仍旧存在遗漏测试的情况。

3.1.5 条件组合覆盖

条件组合（Multiple Condition Coverage）指的是设计足够多的测试用例，使判定语句中每个条件的所有可能至少出现一次，并且每个判定语句本身的判定结果也至少出现一次，它与判定-条件覆盖的差别是，条件组合覆盖不是简单地要求每个条件都出现“真”与“假”两种结果，而是要求让这些结果的所有可能组合都至少出现一次。

还是以上述的流程图及其程序为例，该程序中共有4个条件：x>0、y<0、x>2、z>0，依然用S1、S2、S3、S4标记这4个条件成立，用-S1、-S2、-S3、-S4标记这些条件不成立。由于这4个条件每个条件都有取“真”“假”两个值，因此所有条件结果的组合有2^4=16种:

 

表中列出了4个条件所有结果的组合情况，经过分析可以发现，第2、6、8、13这4种情况是不存在的，这几种情况要求x>0不成立，x>2成立，这2种结果相悖，因此最终图中的所有条件组合情况有12种。根据这12种情况设计测试用例：

表中有12个测试用例，这12个测试用例覆盖了4个条件结果的所有组合，与判定-条件覆盖相比，条件组合覆盖包括了所有判定-条件覆盖，因此它的覆盖范围更广。但是当程序中条件比较多时，条件组合的数量会呈指数型增长，组合情况非常多，要设计的测试用例也会增加，这样反而会使测试效率降低。

3.1.6 实例：三角形逻辑覆盖问题

1  INT A B C                          //三角形的 3 条边
2  IF((A+B>C)&&(A+C>B)&&(B+C)>A)      //是否满足三角形成立条件
3     IF((A==B)&&(B==C))              //等边三角形
4          等边三角形
5    ELSE IF((A==B)||(B==C)||(A==C))  //等腰三角形
6         等腰三角形
7  ELSE                               //一般三角形
8      一般三角形
9  ELSE
10     不是三角形
11 END

    

如果使用判定覆盖，使程序中每个判定语句至少有一次“真”值，至少有一次“假”值，根据图2和图3可设计4个测试用例：