淺談白盒測試之基本路徑測試方法研究

佘鳳

摘? 要：本文分析了白盒測試中基本路徑測試方法的相關概念，闡述了利用基本路徑測試方法設計測試用例的過程，最后通過實例說明基本路徑測試方法的使用。

關鍵詞：軟件測試；白盒測試；基本路徑測試

中圖分類號：TP311.52?????????? 文獻標識碼：A

1? 引言（Introduction）

白盒測試[1]是基于程序的測試，它根據程序的控制結構設計測試用例，主要用于軟件或程序驗證，測試產品的內部結構是否合理以及內部操作是否按規定執行。白盒測試要求對被測程序的結構特性達到一定程度測試覆蓋[2]，并以軟件中某類成分（如語句、判定、條件、判定/條件、條件組合、路徑）是否都已得到測試來判斷軟件測試的充分性。基本路徑測試[3]是白盒測試技術中測試覆蓋率較強的一種測試方法。

2? 基本路徑測試方法的相關概念（The concept of

the basic path testing method）

在實踐中，一個不太復雜的程序，其路徑都是一個龐大的數字，要在測試中覆蓋所有的路徑是不現實的。為了解決這一難題，只得把覆蓋的路徑數壓縮到一定限度內，例如，程序中的循環體只執行一次。基本路徑測試就是這樣一種測試方法，在控制流圖的基礎上，通過分析控制結構的環形復雜度，導出執行路徑的基本集，再從該基本集設計測試用例。設計出的測試用例要保證在測試中程序的每個可執行語句至少執行一次。

3? 基本路徑測試方法的測試步驟（The step of the

basic path testing method）

3.1?? 畫出程序的控制流圖

程序流程圖（簡稱框圖）是一種程序控制結構的圖形表示。控制流圖（簡稱流圖）是對程序流程圖進行簡化后得到的，它可以更加突出的表示程序控制流的結構。控制流圖中包括兩種圖形符號：結點和控制流線。結點由帶標號的圓圈“○”表示，可代表一個或多個無分支的語句、一個處理框序列和一個條件判定框（不包含復合條件）。控制流線由帶箭頭的弧或線表示，可稱為邊，它代表程序中的控制流。一條邊必須終止于一個結點，即使該結點并不代表任何語句。由邊和結點限定的范圍稱為區域。

如果判斷中的條件表達式是由一個或多個邏輯運算符（OR、AND、NAND、NOR）連接的復合條件表達式，則需要改為一系列只有單個條件的嵌套的判斷，如圖1所示。

圖1 復合條件流圖

Fig.1 Composite condition flow chart

3.2?? 計算程序的環形復雜度

環形復雜度也稱為圈復雜度，它是一種為程序邏輯復雜度提供定量尺度的軟件度量。用來衡量一個模塊邏輯結構的復雜程度，在數量上表現為獨立路徑條數，是需要測試的基本路徑數目的上限。有以下三種方法計算環形復雜度V（G）。

方法1：V（G）=控制流圖中區域的數量。邊和結點圈定的區域叫做區域，當對區域計數時，圖形外的區域也應記為一個區域。

方法2：V（G）=E（控制流圖中邊的數量）-N（控制流圖中結點的數量）+2。

方法3：V（G）=P（流圖中判定結點的數量）+1。

3.3?? 確定基本路徑集合

導出基本路徑集，列出程序的獨立路徑。一條獨立路徑是指和其他的獨立路徑相比，至少引入一個新處理語句或一個新判斷的程序通路。V（G）值正好等于該程序的獨立路徑條數。

3.4?? 設計測試用例

為了確保基本路徑集中的每一條路徑的執行，根據判斷結點給出的條件，選擇適當的數據以保證某一條路徑可以被測試到，設計測試用例的輸入數據和預期輸出，確保基本路徑集中的每一條路徑的執行。

4?? 基本路徑測試方法的應用（The application of the

basic path testing method）

三角形問題：輸入三個整數a、b和c分別作為三角形的三條邊，通過程序判斷有這三條邊構成的三角形類型是：等邊三角形、等腰三角形、一般三角形或非三角形。利用基本路徑測試法對三角形問題進行測試用例設計。主要代碼如下所示（注：數字1-16是語句編號，方便繪制控制流圖，編程時不用寫入） 。

1.??? if （（a>；=b+c）

2.? ??? ||（b>；=a+c）

3.? ????? ||（c>；=b+a））

4.? ???? cout<；<； "非三角形"；

5.??? else

6.? ??? if （（a==b）

7.? ????? &；&；（b==c））

8.? ???? cout<；<； "等邊三角形"；

9.?? else

10.? ??? if （（a==b）endprint

11. ??????????? ||（a==c）

12. ?????? ||（c==b） ）

13.???????????? cout<；<；"等腰三角形"；

14.?? else

15.? ???? cout<；<； "一般三角形"；

16.? ? cout<；<；endl；

第一步：繪制控制流圖，如圖2所示。（注意：復合條件語句，需改復合條件的判斷為一系列單個條件的嵌套）

圖2 程序控制流圖

Fig.2 Program control flow chart

第二步：計算程序的環形復雜度V（G），分析如下：

1.控制流圖中有9個區域。

2.V（G）=20條邊-13結點+2=9。

3.V（G）=8個判定結點+1=9。

所以，程序的環形復雜度V（G）=9。

第三步：確定基本路徑集合。根據環形復雜性V（G）的計算，導出基本路徑集，列出程序的獨立路徑（用題中給出的語句編號表示）。設計時注意要點：從較短路徑順序增加，每個分支盡可能走一次。可得出基本路徑集中獨立路徑如下：

P1：? 1-4-16

P2：? 1-2-4-16

P3：? 1-2-3-4-16

P4：? 1-2-3-6-7-8-16

P5：? 1-2-3-6-10-13-16

P6：? 1-2-3-6-10-11-13-16

P7：? 1-2-3-6-10-11-12-13-16

P8：? 1-2-3-6-10-11-12-15-16

P9：? 1-2-3-6-7-10-11-12-15-16

第四步：設計測試用例。根據基本路徑集中9條獨立的路徑，設計滿足上面基本路徑集的測試用例，詳見表1。

表1 測試用例

Tab.1 Test case

5?? 結論（Conclusion）

白盒測試又稱為結構測試，邏輯驅動測試。測試人員可以訪問程序員的代碼，并通過檢查代碼來測試，可以看到盒子里面程序的內部結構。基本路徑測試是白盒測試技術中測試覆蓋率較強的一種測試方法。本文重點介紹了基本路徑測試方法的相關概念，分析了使用基本路徑測試方法設計測試用例的過程，最后結合實例說明使用基本路徑測試方法設計測試用例的應用。

參考文獻（References）

[1] 陳衛衛.軟件測試[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.

[2] 魏琴，梅佳.軟件測試技術（基于工作過程）[M].北京：電子工業

出版社，2012.

[3] 于艷華，王素華，吳艷平.軟件測試技術與項目實訓[M].北京：

中國人民大學出版社，2013.

作者簡介：

佘? 鳳（1976-），女，碩士，軟件設計師，高校講師.研究領

域：軟件測試.endprint

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第一步：繪制控制流圖，如圖2所示。（注意：復合條件語句，需改復合條件的判斷為一系列單個條件的嵌套）

圖2 程序控制流圖

Fig.2 Program control flow chart

第二步：計算程序的環形復雜度V（G），分析如下：

1.控制流圖中有9個區域。

2.V（G）=20條邊-13結點+2=9。

3.V（G）=8個判定結點+1=9。

所以，程序的環形復雜度V（G）=9。

第三步：確定基本路徑集合。根據環形復雜性V（G）的計算，導出基本路徑集，列出程序的獨立路徑（用題中給出的語句編號表示）。設計時注意要點：從較短路徑順序增加，每個分支盡可能走一次。可得出基本路徑集中獨立路徑如下：

P1：? 1-4-16

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P3：? 1-2-3-4-16

P4：? 1-2-3-6-7-8-16

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第四步：設計測試用例。根據基本路徑集中9條獨立的路徑，設計滿足上面基本路徑集的測試用例，詳見表1。

表1 測試用例

Tab.1 Test case

5?? 結論（Conclusion）

白盒測試又稱為結構測試，邏輯驅動測試。測試人員可以訪問程序員的代碼，并通過檢查代碼來測試，可以看到盒子里面程序的內部結構。基本路徑測試是白盒測試技術中測試覆蓋率較強的一種測試方法。本文重點介紹了基本路徑測試方法的相關概念，分析了使用基本路徑測試方法設計測試用例的過程，最后結合實例說明使用基本路徑測試方法設計測試用例的應用。

參考文獻（References）

[1] 陳衛衛.軟件測試[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.

[2] 魏琴，梅佳.軟件測試技術（基于工作過程）[M].北京：電子工業

出版社，2012.

[3] 于艷華，王素華，吳艷平.軟件測試技術與項目實訓[M].北京：

中國人民大學出版社，2013.

作者簡介：

佘? 鳳（1976-），女，碩士，軟件設計師，高校講師.研究領

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11. ??????????? ||（a==c）

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第一步：繪制控制流圖，如圖2所示。（注意：復合條件語句，需改復合條件的判斷為一系列單個條件的嵌套）

圖2 程序控制流圖

Fig.2 Program control flow chart

第二步：計算程序的環形復雜度V（G），分析如下：

1.控制流圖中有9個區域。

2.V（G）=20條邊-13結點+2=9。

3.V（G）=8個判定結點+1=9。

所以，程序的環形復雜度V（G）=9。

第三步：確定基本路徑集合。根據環形復雜性V（G）的計算，導出基本路徑集，列出程序的獨立路徑（用題中給出的語句編號表示）。設計時注意要點：從較短路徑順序增加，每個分支盡可能走一次。可得出基本路徑集中獨立路徑如下：

P1：? 1-4-16

P2：? 1-2-4-16

P3：? 1-2-3-4-16

P4：? 1-2-3-6-7-8-16

P5：? 1-2-3-6-10-13-16

P6：? 1-2-3-6-10-11-13-16

P7：? 1-2-3-6-10-11-12-13-16

P8：? 1-2-3-6-10-11-12-15-16

P9：? 1-2-3-6-7-10-11-12-15-16

第四步：設計測試用例。根據基本路徑集中9條獨立的路徑，設計滿足上面基本路徑集的測試用例，詳見表1。

表1 測試用例

Tab.1 Test case

5?? 結論（Conclusion）

白盒測試又稱為結構測試，邏輯驅動測試。測試人員可以訪問程序員的代碼，并通過檢查代碼來測試，可以看到盒子里面程序的內部結構。基本路徑測試是白盒測試技術中測試覆蓋率較強的一種測試方法。本文重點介紹了基本路徑測試方法的相關概念，分析了使用基本路徑測試方法設計測試用例的過程，最后結合實例說明使用基本路徑測試方法設計測試用例的應用。

參考文獻（References）

[1] 陳衛衛.軟件測試[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.

[2] 魏琴，梅佳.軟件測試技術（基于工作過程）[M].北京：電子工業

出版社，2012.

[3] 于艷華，王素華，吳艷平.軟件測試技術與項目實訓[M].北京：

中國人民大學出版社，2013.

作者簡介：

佘? 鳳（1976-），女，碩士，軟件設計師，高校講師.研究領

域：軟件測試.endprint