一、单元测试方法
单元测试的对象是软件设计的最小单位——模块。单元测试的依据是详细设描述,单元测试应对模块内所有重要的控制路径设计测试用例,以便发现模块内部的错误。单元测试多采用白盒测试技术,系统内多个模块可以并行地进行测试。
单元测试任务
单元测试任务包括:1 模块接口测试;2 模块局部数据结构测试;3 模块边界条件测试;4 模块中所有独立执行通路测试;5 模块的各条错误处理通路测试。
模块接口测试是单元测试的基础。只有在数据能正确流入、流出模块的前提下,其他测试才有意义。测试接口正确与否应该考虑下列因素:
1 输入的实际参数与形式参数的个数是否相同;
2 输入的实际参数与形式参数的属性是否匹配;
3 输入的实际参数与形式参数的量纲是否一致;
4 调用其他模块时所给实际参数的个数是否与被调模块的形参个数相同;
5 调用其他模块时所给实际参数的属性是否与被调模块的形参属性匹配;
6调用其他模块时所给实际参数的量纲是否与被调模块的形参量纲一致;
7 调用预定义函数时所用参数的个数、属性和次序是否正确;
8 是否存在与当前入口点无关的参数引用;
9 是否修改了只读型参数;
10 对全程变量的定义各模块是否一致;
11是否把某些约束作为参数传递。
如果模块内包括外部输入输出,还应该考虑下列因素:
1 文件属性是否正确;
2 OPEN/CLOSE语句是否正确;
3 格式说明与输入输出语句是否匹配;
4缓冲区大小与记录长度是否匹配;
5文件使用前是否已经打开;
6是否处理了文件尾;
7是否处理了输入/输出错误;
8输出信息中是否有文字性错误;
检查局部数据结构是为了保证临时存储在模块内的数据在程序执行过程中完整、正确。局部数据结构往往是错误的根源,应仔细设计测试用例,力求发现下面几类错误:
1 不合适或不相容的类型说明;
2变量无初值;
3变量初始化或省缺值有错;
4不正确的变量名(拼错或不正确地截断);
5出现上溢、下溢和地址异常。
除了局部数据结构外,如果可能,单元测试时还应该查清全局数据(例如FORTRAN的公用区)对模块的影响。
在模块中应对每一条独立执行路径进行测试,单元测试的基本任务是保证模块中每条语句至少执行一次。此时设计测试用例是为了发现因错误计算、不正确的比较和不适当的控制流造成的错误。此时基本路径测试和循环测试是最常用且最有效的测试技术。计算中常见的错误包括:
1 误解或用错了算符优先级;
2混合类型运算;
3变量初值错;
4精度不够;
5表达式符号错。
比较判断与控制流常常紧密相关,测试用例还应致力于发现下列错误:
1不同数据类型的对象之间进行比较;
2错误地使用逻辑运算符或优先级;
3因计算机表示的局限性,期望理论上相等而实际上不相等的两个量相等;
4比较运算或变量出错;
5循环终止条件或不可能出现;
6迭代发散时不能退出;
7错误地修改了循环变量。
一个好的设计应能预见各种出错条件,并预设各种出错处理通路,出错处理通路同样需要认真测试,测试应着重检查下列问题:
1输出的出错信息难以理解;
2记录的错误与实际遇到的错误不相符;
3在程序自定义的出错处理段运行之前,系统已介入;
4异常处理不当;
5错误陈述中未能提供足够的定位出错信息。
边界条件测试是单元测试中最后,也是最重要的一项任务。众的周知,软件经常在边界上失效,采用边界值分析技术,针对边界值及其左、右设计测试用例,很有可能发现新的错误。
单元测试过程
一般认为单元测试应紧接在编码之后,当源程序编制完成并通过复审和编译检查,便可开始单元测试。测试用例的设计应与复审工作相结合,根据设计信息选取测试数据,将增大发现上述各类错误的可能性。在确定测试用例的同时,应给出期望结果。
应为测试模块开发一个驱动模块(driver)和(或)若干个桩模块(stub),下图显示了一般单元测试的环境。驱动模块在大多数场合称为“主程序”,它接收测试数据并将这些数据传递到被测试模块,被测试模块被调用后,“主程序”打印“进入-退出”消息。
驱动模块和桩模块是测试使用的软件,而不是软件产品的组成部分,但它需要一定的开发费用。若驱动和桩模块比较简单,实际开销相对低些。遗憾的是,仅用简单的驱动模块和桩模块不能完成某些模块的测试任务,这些模块的单元测试只能采用下面讨论的综合测试方法。
提高模块的内聚度可简化单元测试,如果每个模块只能完成一个,所需测试用例数目将显著减少,模块中的错误也更容易发现。
二、经验总结
工厂在组装一台电视机之前,会对每个元件都进行测试,这,就是单元测试。
其实我们每天都在做单元测试。你写了一个函数,除了极简单的外,总是要执行一下,看看功能是否正常,有时还要想办法输出些数据,如弹出信息窗口什么的,这,也是单元测试,我们把这种单元测试称为临时单元测试。只进行了临时单元测试的软件,针对代码的测试非常不完整,代码覆盖率要超过70%都非常困难,未覆盖的代码可能遗留大量的细小的错误,这些错误还会互相影响,当BUG暴露出来的时候难于调试,大幅度提高后期测试和维护成本,也降低了研发商的竞争力。能说,进行充分的单元测试,是提高软件质量,降低研发成本的必由之路。
对于程式员来说,如果养成了对自己写的代码进行单元测试的习惯,不仅能写出高质量的代码,而且还能提高编程水平。
要进行充分的单元测试,应专门编写测试代码,并和产品代码隔离。我们认为,比较简单的办法是为产品工程建立对应的测试工程,为每个类建立对应的测试类,为每个函数(非常简单的除外)建立测试函数。首先就几个概念谈谈我们的看法。
一般认为,在结构化程式时代,单元测试所说的单元是指函数,在当今的面向对象时代,单元测试所说的单元是指类。以我们的实践来看,以类作为测试单位,复杂度高,可操作性较差,因此仍然主张以函数作为单元测试的测试单位,但能用一个测试类来组织某个类的所有测试函数。单元测试不应过分强调面向对象,因为局部代码依然是结构化的。单元测试的工作量较大,简单实用高效才是硬道理。
有一种看法是,只测试类的接口(公有函数),不测试其他函数,从面向对象角度来看,确实有其道理,不过,测试的目的是找错并最终排错,因此,只要是包含错误的可能性较大的函数都要测试,跟函数是否私有没有关系。对于C++来说,能用一种简单的方法区隔需测试的函数:简单的函数如数据读写函数的实目前头文件中编写(inline函数),所有在源文件编写实现的函数都要进行测试(构造函数和析构函数除外)。
什么时候测试?单元测试越早越好,早到什么程度?XP研发理论讲究TDD,即测试驱动研发,先编写测试代码,再进行研发。在实际的工作中,能不必过分强调先什么后什么,重要的是高效和感觉舒适。从我们的经验来看,先编写产品函数的框架,然后编写测试函数,针对产品函数的功能编写测试用例,然后编写产品函数的代码,每写一个功能点都运行测试,随时补充测试用例。所谓先编写产品函数的框架,是指先编写函数空的实现,有返回值的随便返回一个值,编译通过后再编写测试代码,这时,函数名、参数表、返回类型都应该确定下来了,所编写的测试代码以后需修改的可能性比较小。
由谁测试?单元测试和其他测试不同,单元测试可看作是编码工作的一部分,应该由程式员完成,也就是说,经过了单元测试的代码才是已完成的代码,提交产品代码时也要同时提交测试代码。测试部门能作一定程度的审核。
关于桩代码,我们认为,单元测试应避免编写桩代码。桩代码就是用来代替某些代码的代码,例如,产品函数或测试函数调用了一个未编写的函数,能编写桩函数来代替该被调用的函数,桩代码也用于实现测试隔离。采用由底向上的方式进行研发,底层的代码先研发并先测试,能避免编写桩代码,这样做的好处有:减少了工作量;测试上层函数时,也是对下层函数的间接测试;当下层函数修改时,通过回归测试能确认修改是否导致上层函数产生错误。
文章来源于领测软件测试网 https://www.ltesting.net/