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白盒测试方法

逻辑覆盖
一、语句覆盖
二、判定覆盖
三、条件覆盖
四、判定－条件覆盖
五、路径覆盖

逻辑覆盖
结构测试是依据被测程序的逻辑结构设计测试用例，驱动被测程序运行完成的测
试。结构测试中的一个重要问题是，测试进行到什么地步就达到要求，可以结束测试
了。这就是说需要给出结构测试的覆盖准则。
以下给出的几种逻辑覆盖测试方法都是从各自不同的方面出发，为设计测试用例
提出依据的。
IF((A>1)AND(B=0))THEN X=X/A

IF((A=2)OR(X>1)THEN X=X+1

其中“AND”和“OR”是两个逻辑运算符。图1给出了它的流程图。a、b、c、
d和e是控制流上的若干程序点。

一、语句覆盖
语句覆盖的含意是，在测试时，首先设计若干个测试用例，然后运行被测程序，
使程序中的每个可执行语句至少执行一次。这时所谓“若干个”，自然是越少越好。
在上述程序段中，我们如果选用的测试用例是：
A=2
B=0………………CASE1
X=3
则程序按路径ace执行。这样该程序段的4个语句均得到执行，从而作到了语句覆
盖。但如果选用的测试用例是：
A=2
B=1………………CASE2
X=3
程序按路径abe执行，便未能达到语句覆盖。
从程序中每个语句都得到执行这一点来看，语句覆盖的方法似乎能够比较全面地
检验每一个语句。但它也绝不是完美无缺的。假如这一程序段中两个判断的逻辑运算
有问题，例如，第一个判断的运算符“AND”错成运算符“OR”或是第二个判断中的
运算符“OR”错成了运算符“AND”。这时仍使用上述前一个测试用例CASE1，程序
仍将按路径ace执行。这说明虽然也作到了语句覆盖，却发现不了判断中逻辑运算的错
误。

此外，我们还可以很容易地找出已经满足了语句覆盖，却仍然存在错误的例子。
如有一程序段：
…
IF(I≥0)
THEN I=J
…
如果错写成：
…
IF(I>0)
THEN I=J
…
假定给出的测试数据确使执行该程序段时I的值大于0，则I被赋予J的值，这样
虽然作到了语句覆盖，然而掩盖了其中的错误。
实际上，和后面介绍的其它几种逻辑覆盖比较起来，语句覆盖是比较弱的覆盖原
则。作到了语句覆盖可能给人们一种心理的满足，以为每个语句都经历过，似乎可以
放心了。其实这仍然是不十分可靠的。语句覆盖在测试被测程序中，除去对检查不可
执行语句有一定作用外，并没有排除被测程序包含错误的风险。
二、判定覆盖
按判定覆盖准则进行测试是指，设计若干测试用例，运行被侧程序，使得程序中
每个判断的取真分支和取假分支至少经历一次，即判断的真假值均曾被满足。判定覆
盖又称为分支覆盖。
仍以上述程序段为例，若选用的两组测试用例是：
A=2
B=0………………CASE1
X=3

A=1
B=0………………CASE3
X=1
则可分别执行路径ace和abd，从而使两个判断的4个分支c、e和b、d分别得到覆盖。
当然，我们也可以选用另外两组测试用例：
A=3
B=0………………CASE4
X=3

A=2
B=1………………CASE5
X=1

分别路径acd及abe，同样也可覆盖4个分支。
我们注意到，上述两组测试用例不仅满足了判定覆盖，同时还做到语句覆盖。从
这一点看似乎判定覆盖比语句覆盖更强一些，但让我们设想，在此程序段中的第2个判
断条件X>1如果错写成X<1，使用上述测试用例CASE5，照样能按原路径执行（abe
），而不影响结果。这个事实说明，只作到判定覆盖仍无法确定判断内部条件的错
误。因此，需要有更强的逻辑覆盖准则去检验判断内的条件。
以上仅考虑了两出口的判断，我们还应把判定覆盖准则扩充到多出口判断（如
CASE语句）的情况。
三、条件覆盖
条件覆盖是指，设计若干测试用例，执行被测程序以后，要使每个判断中每个条
件的可能取值至少满足一次。
在上述程序段中，第一个判断应考虑到：
A＞1，取真值，记为T1
A＞1，取假值，即A≤1，记为F1
B=0，取真值，记为T2
B=0，取假值，即B≠0，记为F2

第2个判断应考虑到：
A=2，取真值，记为T3
A=2，取假值，即A≠2，记为F3
X＞1，取真值，记为T4
X＞1，取假值，即X≤1，记为F4
我们给出3个测试用例：CASE6，CASE7，CASE8，执行该程序段所走路径及覆
盖条件是：

从这个表中可以看到，3个测试用例把4个条件的8种情况均作了覆盖。
进一步分析上表，覆盖了4个条件的8种情况的同时，把两个判断的4个分支b、c、
d和e似乎也被覆盖。这样我们是否可以说，做到了条件覆盖，也就必然实现了判定覆
盖呢？让我们来分析另一情况，假定选用两组测试用例是CASE 9和CASE 8，执行程序
段的覆盖情况是：

这一覆盖情况表明，覆盖了条件的测试用例不一定覆盖了分支。事实上，它只覆
盖了4个分支中的两个。为解决这一矛盾，需要对条件和分支兼顾。

四、判定-条件覆盖
判定-条件覆盖要求设计足够的测试用例，使得判断中每个条件的所有可能至少出
现一次，并且每个判断本身的判定结果也至少出现一次。
例中两个判断各包含两个条件，这4个条件在两个判断中可能有8种组合，它们
是：
①A〉1，B＝0记为T1，T2
②A〉1，B≠0记为T1，F2
③A≤1，B＝0记为F1，T2
④A≤1，B≠0记为F1，F2
⑤A＝2，X〉1记为T3，T4
⑥A＝2，X≤1记为T3，F4
⑦A≠2，X〉1记为F3，T4
⑧A≠2，X≤1记为F3，F4
这里设计了4个测试用例，用以覆盖上述8种条件组合：

我们注意到，这一程序段共有四条路径。以上4个测试用例固然覆盖了条件组合，
同时也覆盖了4个分支，但仅覆盖了3条路径，却漏掉了路径acd。前面讨论的多种覆盖
准则，有的虽提到了所走路径问题，但尚未涉及到路径的覆盖，而路径能否全面覆盖
在软件测试中是个重要问题，因为程序要取得正确的结果，就必须消除遇到的各种障
碍，沿着特定的路径顺利执行。如果程序中的每一条路径都得到考验，才能说程序受
到了全面检验。
五、路径覆盖
按路径覆盖要求进行测试是指，设计足够多测试用例，要求覆盖程序中所有可能
的路径。
针对例中的4条可能路径
ace记为L1
abd记为L2
abe记为L3
acd记为L4
我们给出4个测试用例：CASE 1，CASE 7，CASE 8和CASE 11，使其分别覆盖这
4条路径：

这里所用的程序段非常简短，也只有4条路径。但在实际问题中，一个不太复杂的
程序，其路径数都是一个庞大的数字，要在测试中覆盖这样多的路径是无法实现的。
为解决这一难题只得把覆盖的路径数压缩到一定限度内，例如，程序中的循环体只执
行了一次。
其实，即使对于路径数很有限的程序已经作到了路径覆盖，仍然不能保证被测程
序的正确性。例如，在上述语句覆盖一段最后给出的程序段中出现的错误也不是路径
覆盖可以发现的。
由此看出，各种结构测试方法都不能保证程序的正确性。但要记住，测试的目的并非要证明程序的正确性，而是要尽可能找出程序中的错误。确实并不存在一种十全十美的测试方法，能够发现所有的错误。想要撒下几网把湖中的鱼全都捕上来是做不到的，软件测试是有
局限性的。