软件构造课笔记：第2章——软件测试与测试优先的编程

软件测试与测试优先的编程

什么是测试？

软件测试是提高软件质量的重要手段，有助于发现 bugs, 确认是否达到可用级别 ( 用户需求 )，并且关注系统的某一侧面的质量特性。即使是最好的测试，也无法达到 100%的无错误率。通常使用残留缺陷率（单位：defects/kloc）来表示。 再好的测试也无法证明系统里不存在错误。

什么是好的测试？

1.能发现错误

2.没有冗余

3.具有几个测试方案中最好的特性

4.别太复杂也别太简单

测试等级

单元测试: 指的是验证特定代码部分的功能，通常位于功能级别。

集成测试: 两个或多个的联合执行由创建的类、包、组件、子系统多个程序员或编程团队。

系统测试: 测试一个完全集成的系统验证系统是否满足其要求，从而执行软件的最终配置。

回归测试：重复上述过程

静态与动态测试：静态测试通常是隐含的，如校对，以及编程时工具/文本编辑器检查源代码结构或编译器（预编译器）将语法和数据流检查为静态程序分析。动态测试可以在程序按顺序100%完成之前开始测试代码的特定部分，并应用于离散函数或模块。

测试与调试：测试用于发现是否存在错误，调试用于识别错误根源消除错误

白盒与黑盒测试:白盒测试是对内部代码与结构模块的测试，黑盒测试仅测试外部表现的功能

为什么软件测试很难？

因为暴力穷举不可能，仅靠偶然的个例测试没有太大意义，必须有严密的逻辑进行全面测试。软件行为在离散空间中差异巨大，分布不均匀，错误通常都是极少数，没有分布规律

什么是测试用例

目的是测试优先的编程，节省调试时间。包含输入，执行条件，期望结果。好的测试用例能够有效发现错误，不冗余，最有效，不简单也不复杂。测试用例：输入 + 执行条件 + 期望结果

测试优先的编程

当你有一大堆未经验证的东西时，不要把测试留到最后，将测试留到最后只会使调试时间更长而且更痛苦，因为bug可能在代码中的任何位置。对于每段代码，写代码、执行测试、有问题再改、再执行测试用例，直到通过它。同时先写测试会节省大量的调试时间

优先测试的好处

1.越早发现越容易纠正

2.更深入和更早的理解需求和设计

3.更早地暴露需求和设计的问题

4.可确保程序的可测试性

5.确保每个程序的特征测试都编写完成

6.先于编码之前写测试不会占用额外的时间

单元测试

单元测试针对软件的 最小单元模型开展测试，隔离各个模块，容易定位错误和调试

单元测试要求：做接口测试输入输出，数据的一致性，所有语句均被执行到

使用JUnit进行自动化单元测试

是一个用于Java编程语言的单元测试框架，用于编写和运行自动化单元测试。它是软件开发中最广泛使用的单元测试框架之一，具有简单易用、灵活性强等特点。

黑盒测试

黑盒测试是一种软件测试方法，用于检查应用程序的功能，而无需窥探其内部结构或工作。

黑盒测试试图发现以下类型中的错误：不正确或缺失的函数，接口错误，数据结构或外部数据库访问中的错误，行为或性能错误，初始化和终止错误

测试用例选择

等价类划分：基于等价类划分的测试：将被测函数的输入域划分为等价类，从等价类中导出测试用例；针对每个输入数据需要满足的约束条件，划分等价类
边界值分析：大量的错误发生在输入域的“边界”而非中央。边界值分析（BVA）已经发展成为一种测试技术，导致了对边界值的测试用例的选择。是对等价类划分方法的补充。可选的策略有笛卡尔积，通过遍历达到全覆盖但代价高；每个取值一次即可，覆盖度未必高。

白盒测试

白盒测试要考虑内部实现细节，从系统的内部视角，以及编程技能，用于设计测试用例。
测试人员通过代码和确定适当的输出。根据程序执行路径设计测试用例
白盒测试可以应用于单元、集成和软件测试过程的系统级。一般来说，它是在测试过程的早期执行

代码覆盖度

指的是已有的测试用例有多大程度覆盖了被测程序。具有高代码覆盖率的程序，通常用百分比衡量覆盖度，代码覆盖度越低，测试越不充分但要做到很高的代码覆盖度，需要更多的测试用例，测试代价高。

判断测试套件的一种方法是询问它对程序的操作程度。这个概念被称为覆盖范围。

覆盖范围通常包括：函数覆盖，语句覆盖，分支覆盖，条件覆盖，路径覆盖

测试效果：路径覆盖 > 分支覆盖 > 语句覆盖

测试难度：路径覆盖 > 分支覆盖 > 语句覆盖

自动化测试和回归测试

手工测试的代价太高，最好达到完全的自动化。自动测试自动调用被测函数、自动判定测试结果、自动计算覆盖度。回归测试指一旦程序被修改自动执行之前做过的测试

记录测试策略

测试策略（根据什么来选择测试用例）非常重要，需要在程序中显式记录下来

目的：在代码评审过程中，其他人可以理解你的测试，并评判你的测试是否足够充分