白盒测试之语句覆盖与分支（判定）覆盖（蓝桥云学习笔记）
1、语句覆盖
实验介绍
白盒测试的目的是通过检查软件内部的逻辑结构，对软件中的逻辑路径进行覆盖测试。控制流分析是白盒测试中的一种重要测试方法，基于控制流设计测试用例，是通过对程序控制流所表达出来的逻辑结构的遍历，实现对程序不同程度的覆盖，并认为当所选择的用例能达到对应程度的覆盖时，执行这些用例就能够达到预期的测试效果。
测试用例的覆盖率是指执行对应测试用例所覆盖到的测试覆盖项个数占全部测试覆盖项的百分比。白盒测试的覆盖标准有逻辑覆盖、循环语句覆盖和基本路径覆盖，其中逻辑覆盖主要包括语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定-条件覆盖、条件组合覆盖等。语句覆盖法是指设计适当数量的测试用例，使被测程序中的每条语句至少被执行一次。语句覆盖率的计算方法为：至少被执行一次的语句数量 / 程序中可执行的语句总数。
本实验主要通过实例介绍使用语句覆盖法设计白盒测试用例的方法。
知识点
- 语句覆盖法设计白盒测试用例
实验内容
为了清晰地比较几种逻辑覆盖法设计测试用例的异同，逻辑覆盖法设计测试用例的几种方法我们都将使用以下代码为例。（为了方便在测试用例中进行标识，笔者在语句前标上了序号）
public static int test(int a,int b,int c) {
1 int result = 0;
2 if(a == 0 or b > 2) {
3 result = b - a;
}
4 if(a > 0 and c > 0 ) {
5 result = c * a;
}
6 return result;
}
使用语句覆盖法设计白盒测试用例的具体步骤如下：
第 1 步：分析待测试程序，画出程序的流程图。上述代码的参考流程图如下图所示（为了方便后面的讲解，笔者在流程图中标上了序号）。如果对语句覆盖法比较熟悉或代码逻辑比较简单，也可以省略画流程图这一个步骤。
第 2 步：分析流程图，编写测试用例。
根据语句覆盖法的定义，我们需要设计一些测试用例，使程序中的每条语句至少被执行一次。通过对第一步中的流程图进行分析，我们设计如下表中的一个测试用例即可以将所有语句全部覆盖。
| 测试用例编号 | 输入数据 | 预期结果 | 语句覆盖情况 |
|---|---|---|---|
| testcase_01 | a = 1 , b = 3 , c = 9 | result = 9 | 覆盖语句 1，2，4，3，5, 6 |
和黑盒测试的步骤类似，白盒测试用例设计完成，待开发人员提交测试版本后，即可以开始执行测试用例。白盒测试用例的执行一般使用专门的单元测试框架来执行，例如，执行本实验中的用例可以使用 java 的单元测试框架 JUnit 。本实验的重点是介绍白盒测试用例的设计方法，测试用例的执行方法将在单元测试课程中详细介绍。
语句覆盖的优点是可以使程序中的所有语句都得到验证。但是，只测试程序中的所有语句是远远不够的，程序中的执行逻辑并没有得到验证，不能找出程序逻辑方面的缺陷。在本例中，我们通过观察流程图可以发现：尽管设计一个测试用例就可以使所有语句都被覆盖到，但是图中的两个判断语句为“ N ”的分支可能完全没有验证到，因为这两个“ N ”分支上没有其他语句，所以测试用例并没覆盖到这个分支。
实验总结
语句覆盖可以使程序中的语句都被测试到，但是它也是覆盖最弱的一种逻辑覆盖方法，无法发现程序中的很多逻辑错误，需要和别的覆盖方法结合起来使用才能保证覆盖更为全面。
2、分支（判定）覆盖
实验介绍
分支覆盖，也叫判定覆盖，是指运行代码进行测试时，程序中的所有判定语句的真、假分支至少都被执行过一次。分支覆盖率的计算方法为：测试时覆盖到的判定语句真、假分支的总数 / 程序中判定语句真、假分支的总数。例如，判定语句 if a > 0 有真、假两个分支，如果设计一个测试用例 a = 3 ，则该判定语句的真分支可以被覆盖，分支覆盖率为 1 / 2 = 50% ； 如果设计两个测试用例 a = 3 ，a = -1 ，分别使用这两个测试用例数据执行被测试程序，则该判定语句的真、假分支都可以被覆盖到，分支覆盖率为 2 / 2 = 100% 。
白盒测试中的分支（判定）覆盖法是指设计适当数量的测试用例，运行被测程序，使得程序中每个判定语句的真、假分支至少被执行一次。流程图中一个菱形框就是一个判定语句，分支（判定）覆盖就是要设置一些测试用例使判定语句为 Y 和 N 的分支都至少被执行一次。本实验主要通过实例介绍使用分支（判定）覆盖法设计白盒测试用例的方法。
知识点
- 分支（判定）覆盖法设计白盒测试用例
实验内容
为了方便作比较，本实验仍然使用上一小节语句覆盖中的代码作为测试对象，如下所示：
public static int test(int a,int b,int c) {
1 int result = 0;
2 if(a == 0 or b > 2) {
3 result = b - a;
}
4 if(a > 0 and c > 0 ) {
5 result = c * a;
}
6 return result;
}
使用语句覆盖法设计白盒测试用例的具体步骤如下：
第 1 步：分析待测试代码，画出程序的流程图。上述代码的参考流程图如下图所示：
第 2 步：分析流程图，编写测试用例。
根据分支（判定）覆盖的定义，我们需要设计一些测试用例，使程序中的每个判定条件至少被执行一次，即上图中的判断语句 ② 和 ③ 的真、假分支都需要至少被执行一次。因此，我们可以设计如下表中的两个测试用例覆盖所有的真、假分支。
| 测试用例编号 | 输入数据 | 预期结果 | 分支覆盖情况 | 语句覆盖情况 |
|---|---|---|---|---|
| testcase_01 | a = 0 , b = 5 , c = 9 | result = 5 | 覆盖判断语句 ② 的真分支和判断语句 ③ 的假分支 | 1，2，4，3，6 |
| testcase_02 | a = 5 , b = -2 , c = 3 | result = 15 | 覆盖判断语句 ② 的假分支和判断语句 ③ 的真分支 | 1，2，3，5，6 |
从上表中我们可以看出：如果程序的分支覆盖率达到 100% ，所有的语句也会被覆盖到，即分支覆盖率达到 100% 时，语句覆盖率也为 100% 。因为每个语句都是位于某个分支上的（入口主分支或判断语句分支）。但是，如果程序判定语句的逻辑存在问题，分支（判定）覆盖可能无法发现 。例如，在上述代码中，如果将判断语句 ② if(a = 0 or b > 2) 中的 or 错写成 and ，使用上面这两个用例仍然执行通过，也可以让分支（判定）覆盖率达到 100% ，但是这个逻辑错误却不能被发现。
实验总结
分支（判定）覆盖比语句覆盖的的覆盖效果要强一些，但是分支（判定）覆盖可能还是无法发现程序中的一些逻辑错误，仍需结合其他白盒测试用例设计方法才能覆盖全面。
