使用McCabe IQ提高測試質量的研究

黃華林

（廣東女子職業技術學院，廣東 廣州 511450）

隨著軟件產業的急速發展，應用軟件系統規模不斷增大，企業對軟件質量的的重視程度越來越高，軟件企業對軟件測試的投入也逐漸增加。目前的商業環境下，商業應用軟件的測試著重考慮如下問題：

（1）效益。怎樣確保每個測試都有時間和經濟方面的效益。（2）徹底。測試到達怎樣的程度可以合理地認為程序已經沒有錯誤了。（3）資源分配。測試資源的分配是否合理，是否聚焦在軟件的高危模塊上，核心功能部分是否得到足夠的測試。

軟件測試中，覆蓋率分析的方法越來越多地為測試人員使用。覆蓋率是軟件測試的一項重要指標，通過達到良好的測試覆蓋率，可以保證軟件測試的質量。

1 McCabe IQ測試工具

McCabe IQ是美國McCabe Software公司的軟件質量管理解決方案，McCebe IQ是一款基于McCabe圈復雜度進行質量度量和測試的工具，為用戶提供軟件質量度量、軟件結構分析及動態結構化測試的全面支持。McCabe IQ提供客觀的方法評估測試覆蓋率，具有一致性、重復性、客觀解釋、質量評估、優化測試及分配資源等強大功能，能真正保證測試每個獨立路徑，可以確定測試過的路徑和沒測試過的路徑。

圈復雜度是用來衡量一個模塊判定結構的復雜程度，數量上表現為獨立現行路徑條數，即合理的預防錯誤所需測試的最少路徑條數[1]。圈復雜度高說明代碼質量可能很差，難于測試和維護。根據經驗，程序的可能錯誤和圈復雜度高有著很大關系。圈復雜度顯示了在測試一個單元時，為保證軟件質量而需要測試的基本路徑的最小數目[2]。McCabe IQ建議將圈復雜度不超過10，因為更高的復雜度使測試變得復雜并且可能會發生更多的錯誤。

2 使用McCabe IQ做覆蓋率分析

McCabe IQ的度量基于軟件結構數學化的嚴格分析，這種分析以McCebe圖復雜度為基礎，明確地確定了高風險區域。McCebe IQ就是一款基于McCabe圈復雜度進行質量度量和測試的工具。McCabe IQ覆蓋率分析使用了源代碼插裝技術，能生成分支和路徑覆蓋報告。對于給定的程序，所有的可測試路徑的數目通常非常巨大，找到一個有意義的可測試路徑子集非常重要。被MeCabe IQ標識出的路徑雖不能代表程序中所有可能路徑，但最小的測試路徑子集至少遍歷每個一次判定，將使McCabe IQ的“圈復雜度”路徑分析技術成為可能。

McCabe IQ可以很方便地做到如下分析：

（1）復雜度分析：McCabe IQ提供了復雜度信息的即時訪問，測量不同的源代碼特性，標識出相關的復雜度信息和程序不同模塊的結構化程度，特別復雜或非結構化代碼部分可以在覆蓋率報告中突出出來，使得測試工程師更容易識別出有缺陷的代碼。

（2）軟件變更分析：當一個程序被修改，測試需要聚焦在修改的代碼上，以及那些被修改代碼影響的代碼，McCabe IQ的軟件變更分析不但可以標識出變更過的代碼，而且還可以標識出被修改所影響的模塊。

2.1 McCabe IQ提升功能測試

在功能測試中，McCabe IQ從程序的需求中得到要測試的功能，然后執行測試用例以驗證程序是否按照預期運行。功能測試的目的是為了識別缺失的功能、不能正確運行的功能，以及功能缺陷[3]。

2.1.1 功能測試在執行過程中要解決如下問題：

（1）隱含功能的丟失。由于需求定義隱含缺陷，從需求文檔得到的功能測試會丟失隱含功能。這樣，功能測試很難確保測試的完全性，而且功能測試在功能合并階段也會導致有問題的行為。

（2）停止測試的時機。在功能測試中，可測試功能組合的數量相當巨大，最糟糕的情況是功能組合的數量將是2的功能需求次冪的形式，顯然測試所有的功能組合是不可能的。

2.1.2 通過McCabe IQ的覆蓋分析可以提升功能測試

（1）McCabe IQ覆蓋分析可以指出未測試的分支，并突出為測試的分支，隱含功能和明確的功能需求將同樣被突出出來。

（2）McCabe IQ覆蓋分析可以識別出高風險模塊塊，然后使用更為苛刻的路徑覆蓋進行分析。

使用路徑覆蓋分析可以遍歷所有的關鍵功能組合，包括隱含的功能和明確的功能。使用圖復雜度路徑作為危險模塊的測試程度的索引，可以追蹤記錄可累加的分支和路徑執行的次數，通過基于累加的分支和圈復雜度覆蓋率決定可以接受的測試程度，從而解決以上兩個問題。

2.2 McCabe IQ提升單元測試

單元測試是針對軟件的最小模塊進行正確性檢驗的測試工作，是代碼正確性驗證的重要措施。這些最小模塊是隔離出來的代碼段，稱為單元。單元測試的最大挑戰在于識別出需要運行的最小的測試的集合，理想情況下，每一個可能路徑都要被測試，但是這通常是不可能的。挑戰在于分離出路徑的子集來提供所有可測試路徑的覆蓋分析，并且使得路徑子集最小，并且沒有單元級的冗余[4]。

McCabe IQ路徑圖精確的被設計為單元級的覆蓋管理，McCabe IQ識別出的最小路徑集合可以測試到所有的代碼單元，提供所有可測試路徑的覆蓋分析，至少確認最危險模塊已經被覆蓋。

2.3 McCabe IQ提升回歸測試

回歸測試是指測試程序開發過程中的修訂版本，這種測試驗證新增的功能必須按照預期運行，所做的修改達到了預定的目的，錯誤得到改正，未變更的功能沒有被修改或變更所影響[5]。

2.3.1 回歸測試需要解決問題

（1）程序修改后要找出程序中被變更影響的模塊。這樣，需要做回歸測試的只是受變更影響的模塊，提高了效率。

（2）驗證修改過的功能已經被測試。程序的變更通常會引入新的隱含功能，沒有黑盒測試的技術，驗證所有變更已經被測試是不可能的。

（3）驗證新的功能已經被測試。當做完全功能測試的時候，測試新的功能，要驗證完整性測試，隱含功能的測試及功能組合的測試[6]。

2.3.2 通過McCabe IQ的覆蓋分析可以提升回歸測試

McCabe IQ覆蓋分析能精確指出程序中已經變更的分支和模塊。覆蓋分析可以限制在這個區域，聚焦那些需要測試的地方。McCabe IQ隔離出那些被變更影響的程序區域，允許聚焦在需要做回歸測試的部分，而忽略那些和變更的程序無關聯的模塊。對于修改過的功能和新功能，McCabe IQ與新的功能測試一樣去對待。

軟件的功能測試根據需求來驗證軟件功能的實現情況，單元測試主要認證代碼的正確性，回歸測試保證新做的修改不影響原有的功能需求，McCabe IQ的覆蓋率分析在這些方面都能提供很好的幫助。靈活運用McCabe IQ測試工具可以提高測試效率和測試質量，挖掘出軟件的潛在錯誤，保證軟件產品的質量。

[1]朱鴻，金凌紫.軟件質量與保證[M].北京：科學出版社，1997.

[2]樊慶林，吳建國.提高軟件測試效率的方法研究[J].計算機技術與發展，2006，16（10）.

[3]葉言苓，崔彥軍.軟件測試管理的研究與應用[J].計算機應用與軟件，2003，20（9）.

[4]李秋英，李海峰，徐剛.基于覆蓋率信息的軟件可靠性增長測試實踐[J].計算機應用研究，2010，27（7）.

[5]高海昌，賀曉紅，馮博琴，等.軟件結構測試自動化關技術研究[J].微電子學與計算機，2005，22（02）.

[6]鄭艷.一種支持軟件測試的測試工具研究[J].無錫職業技術學院學報，2008（4）.