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软件开发与质量保证：从实践到理论的深度剖析
1. 系统开发中的技术实践
在软件开发过程中，我们会遇到各种实际问题，通过具体的技术手段来解决这些问题是提升系统质量的关键。
首先，在HTML表单加载时，
$formfunc
Smarty变量起着重要作用。它存储了一个JavaScript函数的名称，这个函数会在HTML表单加载时执行。
onload
表单属性会被设置为
$formfunc
，若
$formfunc
未定义则为空字符串。这样做的好处是，在加载过程中可以有选择地重新计算整个电子表格，使得
daycalc()
函数只需关注其所在的列、行和总计，而无需在每次按键时重新计算每个单元格。
然而，客户反馈“里程数”在屏幕上似乎无法正确持久化。这是因为它是元数组的例外情况，在
parse()
函数中未得到处理。为了解决这个问题，我们需要进行测试并修改代码。
测试代码如下：
function testParsingNbrMiles() {
$this->_session->getDatabaseHandle()->query("delete FROM
travel_expense_item WHERE emp_id = 1 and
expense_date >= '1980-01-06' and expense_date
<= '2001-09-15'");
$response = array ('mitr_sun' => "1.1",
'mitr_mon' => "2.2");
$week = new TravelExpenseWeek (
array ('emp_id' => "1",
'week_start' => "1980-01-06",
'territory_worked' => "Midwest",
'comments' => "comment",
'cash_advance' => "0",
'mileage_rate' => "0.31"),
$this->_session->getDatabaseHandle());
$week->parse($response);
$this->assertEquals(true, $week->persist());
$week = new TravelExpenseWeek (
array ('emp_id' => "1",
'week_start' => "1980-01-06",
'territory_worked' => "Midwest",
'comments' => "comment",
'cash_advance' => "0",
'mileage_rate' => "0.31"),
$this->_session->getDatabaseHandle());
$week->readWeek();
$this->assertEquals(1.1, (float) $week->getExpenseAmount(0,
'trans_miles_traveled'));
$this->assertEquals(2.2, (float) $week->getExpenseAmount(1,
'trans_miles_traveled'));
}
同时，需要对
TravelExpenseWeek
类中的代码进行修改：
private function createByRequest ($description, $daynum,
$index, & $request) {
if (array_key_exists($index, $request) and
$request[$index] <> null and
$request[$index] <> "") {
array_push (
$this->items,
new TravelExpenseItem (
array ('emp_id' => $this->emp_id,
'expense_date' =>
$this->addDays($this->week_start, $daynum),
'description' => $description,
'amount' => (float) $request[$index]),
$this->dbh));
}
}
public function parse( & $request) {
foreach ($this->getExpensesMetaArray() as $sectionlist) {
for ($i=0; $i < count ($sectionlist['persist']); $i++) {
$daynum = 0;
foreach ($this->getWeekArray() as $day) {
$index = $sectionlist['code']."_".$day."_".$i;
$this->createByRequest (
$sectionlist['persist'][$i], $daynum,
$index, $request);
$daynum++;
}
}
}
// arg, mitr is an exception
$daynum = 0;
foreach ($this->getWeekArray() as $day) {
$this->createByRequest ("trans_miles_traveled", $daynum,
"mitr_".$day, $request);
$daynum++;
}
}
新的
TravelExpenseWeek - createByRequest()
函数避免了代码重复，因为它在正常处理和里程处理时都会被调用。当所有测试通过，客户满意，屏幕正常工作时，“费用报告作为电子表格”这个任务就完成了。
2. 模拟对象在测试中的应用
在测试过程中，有时会遇到无法在测试环境中访问确定性对象的情况。例如：
- 真实对象是非确定性的，如实时股票或天气数据。
- 真实对象对于测试套件来说太慢，如过载的事务性生产数据库。
- 需要测试异常情况，如入侵警报或系统故障。
- 真实对象不存在，可能是无法访问所需对象或缺乏必要的对象内部功能。
模拟对象是一种可以模拟足够功能或所需功能的对象，用于全面测试系统。例如，若要测试会话超时、错误或恶意破解，可以导入
mock - widgetsession.phpm
，代码如下：
class MockWidgetSession extends WidgetSession {
public function getUserObject() {
return new WidgetUser(
array (
'id' => 1,
'username' => 'ed',
'md5_pw' => "827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b",
'first_name' => "Ed",
'last_name' => "Lecky-Thompson",
'email' => "ed@lecky-thompson.com",
'role' => "s",
'department' => "sales"
)
);
}
}
这个
MockWidgetSession
示例可以让测试环境模拟登录。此外，Smarty还可用于模拟HTML屏幕，将HTML保存到变量中进行处理。
3. 电子邮件测试与相关函数
以销售经理通知的任务为例，需要在保存联系人时向经理发送电子邮件。为了测试这个功能，我们有如下测试代码：
function testContactEmail () {
$u = new WidgetUser(
array ('id' => 1,
'username' => "ed",
'first_name' => "Ed",
'last_name' => "Lecky-Thompson",
'email' => "ed@lecky-thompson.com",
'role' => "s",
'department' => "sales"));
$cv = new ContactVisit (
array ('emp_id' => "1",
'week_start' => "1980-01-01",
'company_name' => "test one",
'contact_name' => "Big One",
'city' => "Columbus",
'state' => "OH",
'accomplishments' => "phone call",
'followup' => "",
'literature_request' => ""));
$c = new Contact (
array ("emp_id" => "1",
"week_start" => "1980-01-01",
"shop_calls" => 2,
"distributor_calls" => 3,
"engineer_calls" => 4,
"mileage" => 50,
"territory_worked" => "Central Ohio",
"territory_comments" => "Buckeyes are great." ),
$this->_session->getDatabaseHandle());
list ($email,$from, $subject, $message, $headers) =
generateContactEmail($u, $c, array ($cv), false);
// test screen capture, requires 7bit ascii encoding (read: none)
$this->assertEquals(1, preg_match ("/Employee Name..............Ed
Lecky-Thompson/", $message), "employee name");
$this->assertEquals(1, preg_match("/company_name_0.
....................test one/", $message),
" company name " );
$this->assertEquals(1, preg_match ("/shop_calls..................
...............2/", $message),"shop calls");
$this->assertEquals(1, preg_match ("/To: ed@lecky-thompson.com/",
$headers),"email");
// test base64 encoding
list ($email_from, $subject, $message, $headers) =
generateContactEmail($u, $c, array ($cv));
$this->assertEquals(0, preg_match ("/Employee Name......
........Ed Lecky-Thompson/", $message),
"employee name");
$this->assertEquals(1, preg_match ("/To: ed@lecky-thompson.com/",
$headers),"email");
}
generateContactEmail()
函数用于返回PHP
mail()
函数所需的参数：
mail($email_address, $subject, $message, $headers);
。在这个示例中，我们测试浏览器看到的内容，通过正则表达式确保表单包含预期信息。
相关函数如下：
function mimeifyContent ($content, $mime_boundary,
$filename, $flagBase64=true) {
$message = "";
$message .= " \r\n";
$message .= "-".$mime_boundary."\r\n";
$message .= "Content-Type: text/html;\r\n";
$message .= " name=\"".$filename.".html\"\r\n";
// default is 7bit ascii
if ($flagBase64) {
$message .= "Content-Transfer-Encoding: base64\r\n";
}
$message .= "Content-Disposition: attachment;\r\n";
$message .= " filename=\"".$filename.".html\"\r\n";
$message .= "\r\n";
if ($flagBase64) {
$message .= base64_encode($content);
} else {
$message .= $content;
}
$message .= "\r\n";
return ($message);
}
function generateContactEmail ($user, $contact,
$contactVisits, $flagBase64=true) {
global $GLOBALS;
require_once ($GLOBALS["smarty-path"].'Smarty.class.php');
$smarty = new Smarty;
$smarty->assign_by_ref ("user", $user);
$smarty->assign_by_ref ("contact", $contact);
$smarty->assign_by_ref ("contactVisits", $contactVisits);
$smarty->assign('start_weeks', getStartWeeks());
$smarty->assign('current_start_week', $contact->week_start);
$smarty -> assign( "max_weekly_contacts", $GLOBALS[ "max - weekly - contacts" ]);
$email_body = @$smarty->fetch('customer-contacts.tpl');
$headers = "";
$headers .= "From: ".$GLOBALS["email-from"]."\n";
$headers .= "To: ".$user->email."\n";
if (strlen ($GLOBALS["email-contact-cc"]) > 0)
$headers .= "Cc: ";
$headers .= $GLOBALS["email-contact-cc"];
$headers .= "\n";
if (strlen ($GLOBALS["email-contact-bcc"]) > 0)
$headers .= "Bcc: ".$GLOBALS["email-contact-bcc"]."\n";
$mime_boundary = " < < < -==+X[".md5(time())."]";
$headers .= "MIME-Version: 1.0\r\n";
$headers .= "Content-Type: multipart/mixed;\r\n";
$headers .= " boundary=\"".$mime_boundary."\"";
$message = "";
$message .= "This is a multi-part message in MIME format.\r\n";
$message .= "\r\n";
$message .= "-".$mime_boundary."\r\n";
$message .= "Content-Type: text/plain; charset=\"iso-8859-1\"\r\n";
$message .= "Content-Transfer-Encoding: 7bit\r\n";
$message .= "\r\n";
$message .= $GLOBALS["email-contact-message"]."\n\n";
$nextEnding = "\r\n";
$message.=mimeifyContent($email_body,$mime_boundary,
"customer-contact", $flagBase64);
$message.="-".$mime_boundary."".$nextEnding;
$subject = $user->emp_id." ".$user->last_name." : ".$user->email_subject;
return array ($user->email, $subject, $message, $headers);
}
这里需要注意两点：一是调用
$smarty->fetch()
而不是
$smarty->display()
，
fetch
函数将HTML输出保存到变量中；二是为避免非7位ASCII字符问题，可对HTML输出进行base64编码，但这会使测试变得困难，因此有
$flagBase64
参数。
4. 软件开发原则与质量保证的重要性
软件开发不仅仅是让代码“运行起来”，更重要的是构建一个经过充分测试且具有可扩展性的系统。测试驱动开发在软件开发中起着至关重要的作用，它不仅能帮助开发代码，还能发现漏洞，并在系统的不同部分进行持续测试。
重构也不是简单的“代码清理”，它应成为软件开发过程中的一个编码优先级。持续重构有助于开发复杂的框架，而无需进行过多的分析和添加未使用的功能。
极端编程（XP）的一些原则，如测试和持续重构，可以降低开发的复杂性，保持代码库的灵活性和敏捷性。虽然不是每个项目都适合采用完整的XP方法，但其他开发方法也可以从中受益。
然而，无论在构建过程中多么有条理和勤奋，都不能跳过项目中最重要的部分——质量保证。
5. 质量保证的必要性
在软件开发中，即使项目看起来进展顺利，如Widget World销售自动化工具包网站按计划进行且预算合理，客户端对开发环境和暂存服务器上的测试版本也满意，但此时仍不能放松警惕。
质量保证是从传统制造业和工程流程中借鉴而来的概念，对于复杂而关键的应用程序同样适用。
目前，普通用户对网络和互联网可靠性的期望仍然较低。例如，客户可能会遇到电子邮件故障、在线购物时信用卡处理中断、ISP服务中断等问题，但往往选择接受。这主要有两个原因：一是人们认为互联网本身复杂，出现问题是正常的，但实际上互联网的底层基础设施是相当稳定的，问题往往出在程序员编写的糟糕代码和开发时做出的错误决策；二是许多人有过与互联网应用开发者合作的糟糕经历，导致对当前供应商的期望极低。
但我们不应该因为客户期望低而降低目标。在交付产品前追求高质量，不仅能让客户满意，也能让开发者保持良好的工作状态。采用系统的质量保证方法在交付前有以下好处：
- 通过全面、结构化的方法，将解决缺陷所花费的开发时间和成本降至最低。
- 确保团队能及时过渡到其他项目。
- 能将部署过程中遇到的问题与应用程序本身区分开来。
6. 质量保证的实施步骤
为了确保软件的质量，我们可以按照以下步骤进行质量保证：
1.
需求分析与规划
：明确项目的需求和目标，制定详细的质量保证计划，包括测试范围、测试方法、测试时间安排等。
2.
单元测试
：对系统的各个独立组件进行测试，确保每个组件的功能正确。例如，在前面提到的代码中，对
testParsingNbrMiles
和
testContactEmail
等测试用例的编写和执行。
3.
集成测试
：将各个组件集成在一起进行测试，检查组件之间的交互是否正常。
4.
系统测试
：对整个系统进行全面测试，模拟真实的使用场景，确保系统在各种情况下都能正常运行。
5.
用户验收测试
：让最终用户参与测试，根据用户的反馈进行调整和优化。
7. 总结
软件开发是一个复杂的过程，涉及到技术实践、测试方法、开发原则和质量保证等多个方面。通过具体的技术手段解决实际问题，运用模拟对象进行测试，遵循软件开发原则，以及实施有效的质量保证措施，我们可以开发出高质量、可靠的软件系统。在未来的开发中，我们应该不断学习和实践，提高自己的开发能力和质量意识，为用户提供更好的软件产品。
以下是一个简单的质量保证流程的mermaid流程图：
graph LR
A[需求分析与规划] --> B[单元测试]
B --> C[集成测试]
C --> D[系统测试]
D --> E[用户验收测试]
E --> F[交付使用]
通过这个流程图，我们可以清晰地看到质量保证的各个阶段及其顺序，有助于我们在实际开发中更好地实施质量保证措施。
软件开发与质量保证：从实践到理论的深度剖析
8. 测试类型与重点关注
在质量保证过程中，不同类型的测试有着各自的重点和作用。
-
功能测试
：主要验证系统的各项功能是否符合需求规格说明书。例如，在前面提到的费用报告系统中，要确保“里程数”的输入、计算和持久化功能正常，以及电子邮件通知功能能够准确发送包含正确信息的邮件。
-
性能测试
：评估系统在不同负载下的性能表现，如响应时间、吞吐量等。对于可能处理大量数据的销售自动化工具包网站，需要测试其在高并发情况下的性能，避免出现系统变慢或崩溃的情况。
-
安全测试
：检查系统的安全性，防止数据泄露、恶意攻击等。包括对用户登录认证、数据传输加密等方面的测试。
-
兼容性测试
：确保系统在不同的浏览器、操作系统和设备上都能正常运行。例如，要测试网站在Chrome、Firefox、Safari等主流浏览器，以及Windows、Mac OS、iOS和Android等不同操作系统上的显示和功能是否一致。
以下是一个测试类型及其重点的表格：
| 测试类型 | 重点关注 |
| ---- | ---- |
| 功能测试 | 系统功能是否符合需求 |
| 性能测试 | 系统在不同负载下的性能表现 |
| 安全测试 | 系统的安全性，防止数据泄露和攻击 |
| 兼容性测试 | 系统在不同环境下的运行情况 |
9. 质量保证团队的协作
质量保证不仅仅是测试人员的工作，而是整个团队的责任。在软件开发过程中，各个角色需要密切协作，共同确保软件的质量。
-
开发人员
：编写高质量的代码，进行单元测试，及时修复发现的缺陷。在开发过程中，遵循良好的编码规范和设计原则，提高代码的可维护性和可测试性。
-
测试人员
：制定测试计划，执行各种类型的测试，记录和跟踪缺陷。与开发人员密切沟通，确保缺陷得到及时解决。
-
产品经理
：明确产品需求，与开发和测试团队共同确定测试范围和重点。在项目过程中，及时反馈用户需求的变化，确保产品的功能和质量符合用户期望。
-
项目经理
：协调团队资源，制定项目计划，监控项目进度和质量。在项目出现问题时，及时组织团队进行解决，确保项目按时交付。
以下是一个团队协作的mermaid流程图：
graph LR
A[开发人员] <--> B[测试人员]
A <--> C[产品经理]
B <--> C
A & B & C <--> D[项目经理]
10. 持续改进与质量文化建设
质量保证是一个持续的过程，需要不断地进行改进和优化。在项目结束后，团队应该对整个开发过程进行回顾和总结，分析存在的问题和不足之处，制定改进措施。
-
缺陷分析
：对发现的缺陷进行分类和统计，分析缺陷产生的原因，如代码逻辑错误、需求理解偏差、测试覆盖不足等。根据分析结果，采取相应的措施进行改进，如加强代码审查、完善需求文档、增加测试用例等。
-
流程优化
：评估项目的开发流程和质量保证流程，找出其中的瓶颈和薄弱环节，进行优化和改进。例如，缩短测试周期、提高缺陷修复效率等。
-
培训与学习
：为团队成员提供相关的培训和学习机会，提高他们的技术水平和质量意识。例如，组织测试技术培训、编码规范培训等。
建立质量文化也是非常重要的。团队成员应该树立质量第一的观念，将质量意识融入到日常工作中。通过激励机制和团队活动，鼓励团队成员积极参与质量保证工作，共同提高产品的质量。
11. 应对质量问题的策略
在质量保证过程中，难免会遇到各种质量问题。以下是一些应对质量问题的策略：
-
及时发现问题
：通过建立完善的测试体系和监控机制，及时发现系统中的缺陷和问题。例如，使用自动化测试工具进行持续集成和持续测试，及时发现代码变更引入的问题。
-
快速响应问题
：一旦发现问题，要及时组织团队进行分析和解决。建立快速响应机制，确保问题得到及时处理，避免问题扩大化。
-
深入分析问题
：对问题进行深入分析，找出问题的根源，而不仅仅是解决表面症状。通过根因分析，采取有效的措施防止问题再次出现。
-
预防问题发生
：通过总结经验教训，采取预防措施，避免类似问题在未来的项目中再次发生。例如，完善需求文档、加强代码审查、提高测试覆盖率等。
12. 质量保证的未来趋势
随着技术的不断发展，质量保证也面临着新的挑战和机遇。以下是一些质量保证的未来趋势：
-
自动化测试
：自动化测试将越来越普及，通过使用自动化测试工具和框架，可以提高测试效率和准确性。例如，使用Selenium进行Web应用的自动化测试，使用JUnit进行Java代码的单元测试。
-
人工智能与机器学习
：人工智能和机器学习技术将应用于质量保证领域，如缺陷预测、测试用例生成等。通过分析大量的历史数据，预测可能出现的缺陷，自动生成更有效的测试用例。
-
DevOps与持续交付
：DevOps和持续交付的理念将更加深入人心，质量保证将贯穿整个软件开发的生命周期。通过自动化部署和持续集成，实现快速、可靠的软件交付。
-
云测试
：云测试将成为一种常见的测试方式，通过使用云平台提供的测试资源，可以降低测试成本，提高测试效率。
13. 总结与展望
质量保证是软件开发过程中不可或缺的一部分，它对于确保软件的质量和可靠性起着至关重要的作用。通过遵循软件开发原则，实施有效的质量保证措施，团队可以开发出高质量、可靠的软件系统。
在未来的软件开发中，我们应该不断关注质量保证的新技术和新方法，积极引入自动化测试、人工智能等技术，提高质量保证的效率和效果。同时，要加强团队协作，建立质量文化，持续改进质量保证流程，为用户提供更好的软件产品。
总之，质量保证是一个长期而持续的过程，需要我们不断地学习和实践，不断地提高自己的能力和水平，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
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