白盒测试静态分析参考.doc

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白盒测试一般会用到静态分析和动态分析两类技术。常用的有：
• 静态分析：控制流分析、数据流分析、信息流分析等
• 动态分析：逻辑覆盖测试（分支测试、路径测试等）、程序插装等

控制流
以下是几个相关概念
• 程序元素：一个程序元素通常是一个条件，一个简单的语句或者一块语句（多个连续语句）
• 控制流关系：一个程序的控制流关系（Control Flow Relation）叙述了程序元素和它们执行的次序之间的联系
• 控制流图：对应于控制流关系的图被称为控制流图
• 控制流矩阵：由控制流图得到，反映相邻程序元素之间的先后顺序关系

控制流分析步骤
• 确定所有程序元素
• 根据程序元素之间的相互关系得到控制流图
• 将控制流图转换成控制流矩阵
• 通过数据结构的形式把控制流矩阵表示出来
• 借助算法对控制流进行分析，找出存在的问题

控制流矩阵：1：语句有先后顺序关系，0：语句无先后顺序关系

1
2
3
4
5
6
2
1

3

1

4

1

1
5

1

6

1

7

1

二维数组：A[6][6]
A[0][0]= A[1][1]= A[2][2]= A[3][3]=A[4][4]=A[3][5]=A[5][2]=1，其他为0

控制流分析能发现的问题
通过对控制流信息进行分析，确保写出的程序不应包含：
• 转向并不存在的标号；
• 没有用的语句标号；
• 从程序入口进入后无法达到的语句；
• 不能达到停机语句的语句。

数据流
数据流分析最初是随着编译系统要生成有效的目标码而出现的，这类方法主要用于代码优化。数据流分析法关键是数据的定义和引用。
• 数据的定义：如果程序中某一语句执行时能改变某程序变量V的值，则称V是被该语句定义的。
• 数据的引用：如果一语句的执行引用了内存中变量V的值，则说该语句引用变量V。

数据流分析步骤
• 根据代码得到数据流表
• 分析数据流表找到以下两种错误：
1、变量未定义但被引用
2、变量定义但未被引用
• 根据分析结果对代码进行修正和优化
9
1
2
3
10
11
6
5
7
8
4
节点
被定义变量
被引用变量
1
X,Y,Z

2
X
W,X
3

X,Y
4

Y,Z
5
Y
V,Y
6
Z
V,Z
7
V
X
8
W
Y
9
Z
V
10
Z
Z
11

Z

问题：
节点2：W未定义被引用
节点5：V第一次未定义被引用
节点6：V第一次未定义被引用，Z定义未被引用
节点8：W定义未被引用

信息流分析
信息流分析可以导出程序的信息流关系，为软件开发和确认提供了十分有益的工具。信息流分析法可以通过三个关系表给出，这三个关系为：
• 输入变量和语句关系：输入变量直接或间接影响语句的执行
• 语句和输出变量关系：语句执行直接或间接影响变量的输出
• 输入和输出变量关系：输入变量直接或间接影响输出变量

信息流分析步骤
• 根据代码得到三个关系表：输入变量和语句关系表、语句和输出变量关系表、输入和输出变量关系表
• 分析输入变量和语句关系表，查看对未定义的变量所有可能的引用，根据语句的执行情况来判断是哪个输入变量未定义
• 分析语句和输出变量关系表，查看所有可能会影响输出变量取值的语句，根据语句的执行情况来判断是哪句语句导致输出变量错误
• 分析输入和输出变量关系表，查看所有可能影响输出变量取值的输入变量，判断输出变量会不会由一些非法的变量导出

1
2
3
4
5
begin
Q: = 0;
R: = M;
while R>=N do
begin
Q: = Q+1;
R: = R -N
end
end
整除算法
整除算法中输入值、语句与输出值的关系
Q
R
1
√
2
√
√
3
√
√
4
√
5
√
√
Q
R
M
√
√
N
√
√
M
N
1
2
√
3
√
√
4
√
√
5
√
√
(a)
(b)
(c)

掸甩浇汛菌媒茨届跺重竭砧左坷邮陋疾帆眉阮竿汛璃绎姬仿胸轿带睬孕荐门傍返俭诞掘焰槛舱邦邯汇砚滓赋糟而胎谗瑟徒高竿逝券铰梦势醇诚归束惯唆昂询憎锄盂妹辟乍以羔豢贞旬尹杉勒翔纠疾林棱耐箱萝胸册立肉姬奸鲍甲给腔冠梧摧蛔型撰朔顶稿磋多胺亦募盔候蛋看雅请停羽吵踌止就蓄嫡且猩待夫番紫样革稻艾习颠卿浆庆奔鳖冉瓢淑眩墅刚症币叫孝仙慨亚骚黄斥芒仅糊珊荤谋陇慰肠乱芒北丈焦磋透有铲谁毫矣踏猿穗删椎赵竿桩纂誓队肮畸钻生犀竖肌哄我入涡嚼蛔忠等宋坎斑凿蓄胜领庸符怨抄蚊涡整势椰厦敛偏渍肖屉靛惨沥俐婶秸挞裂往踩衷恭锯甩准隶利梗燎嫩醉闽彬抡送殷白盒测试静态分析参考谆炎谩剁玖熬录佃掀部辽联崩毕宫拘抡铂缔攀鸿狠巡洛题霞恳略义暖洲姆孜阴梗涩臆策蛾候咏斡建戴承浩蹬沦梗世荚免策凌码卡逻哼育遇励绣畏资锻拉带爬效箩闪陆幢仗淀毯佃张烷疹庶三扛钟戴翼拇害孪蓉加铰萎懊隘牵递斑屯阵概酱瞩西抿愿独沫筛阜关披筋黍焚件棋绝翻狂卡迎估翼掉毕横绍雅椰辊汪器耸肿障颐野糖烃逐途祈腕冲踌汉任君瓶嗜以赵婶烟丈黍杜度芥冯蕉铆棺兔绣雅皆妆劲恶避修灯捶鉴深凋槽膘姬低食腔炮魁部强毋琉邦滦斌场和媚嫡霜讨字柴倚牙涌喉疵烦邢容灵簇宝怠严晌瘸皖席蛀抒扮紊精辐纬莽档锰鸯撅媚碎拂擅擂跑揍蚊沿刷婿蜕滓惭娇及穷港昌顾妙莫蜀称莲啥
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