基于VectorCAST軟件的白盒測試技術研究

王夏輝

【摘 要】作為軟件質量保證的重要手段之一，軟件測試逐漸得到重視。白盒測試技術是單元級與部件級軟件測試最常使用的技術之一，其在嵌入式軟件測試領域的作用無可替代。本文介紹了VectorCAST軟件，以及基于該軟件的白盒測試過程。

【關鍵詞】軟件測試；白盒測試；VectorCAST

中圖分類號： TP311.52 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）11-0022-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.008

【Abstract】as one of the important means of software quality assurance， software testing has been paid more and more attention. White box testing technology is one of the most commonly used techniques in unit and component-level software testing， and its role in the field of embedded software testing is irreplaceable. This paper introduces VectorCAST software and the white box testing process based on the software.

【Key words】Software testing； White box testing； VectorCAST

0 前言

隨著軟件技術的發展，軟件規模及軟件邏輯復雜度獲得了巨大的增長，而同時伴隨的是不可避免的軟件缺陷。近些年由于軟件缺陷導致的事故案例不時見諸媒體，這不僅對軟件開發方與管理方的聲譽及經濟造成了打擊，更有可能對軟件使用者的財產或生命安全造成危害。因此，軟件測試作為軟件質量保證的重要手段之一，得以得到重視。

軟件測試是利用軟件自動運行或人工操作的方式，驗證被測軟件是否滿足規定的需求的過程。軟件測試級別通常可以分為單元級、部件級、配置項級與系統級，不同級別的軟件測試與軟件開發過程的不同階段相對應。

1 軟件測試技術

軟件測試技術可以分為白盒測試技術與黑盒測試技術兩大類。黑盒測試技術即把被測模塊視作一個黑盒，不考慮其程序邏輯結構與內部特性，以用戶的角度對其輸入輸出進行驗證，又稱為功能測試或數據驅動測試。黑盒測試技術常用于高級別測試，例如配置項級與系統級測試，黑盒測試的方法有等價類劃分、邊界值分析、因果圖分析、猜錯法等。

白盒測試技術相對于黑盒測試技術而言，將被測模塊看作一個白盒，其內部程序邏輯結構對于測試人員是可見的。測試人員通過編寫測試用例，對程序的所有邏輯路徑進行測試，遍歷程序中的所有邏輯判定組合，對程序內部定義的數據結構的有效性進行驗證，又稱為結構測試或邏輯驅動測試。白盒測試技術常用于低級別的測試，如單元級與部件級測試，白盒測試的方法有語句覆蓋、分支覆蓋、條件覆蓋、判定/條件組合覆蓋等。白盒測試通常會使用各種測試工具輔助測試人員進行測試，常見的有TestBed、C++Test、VectorCAST等。

2 基于VectorCAST軟件的白盒測試

2.1 VectorCAST介紹

VectorCAST軟件是美國VECTOR Software公司推出的軟件測試解決方案，它能為用戶提供一整套自動化測試體系，特別適用于安全性與可靠性要求較高的嵌入式軟件。VectorCAST軟件具有的功能覆蓋了單元級測試、部件級測試、回歸測試等測試類型涉及的各個環節，可以對使用C/C++和Ada語言開發的項目進行測試，且對嵌入式平臺與主機環境的支持較好。目前，VectorCAST軟件已應用于歐美的軌道交通、國防軍工、電力電子、工業控制、航空航天等行業內，并獲得了NASA和TUV的認可和認證。

與其他同類產品相比，VectorCAST具有以下方面的特點：

1）能夠支持市面上大部分嵌入式環境和編譯器；

2）得益于插裝算法的優化，VectorCAST在嵌入式測試項目中的應用更簡便；

3）擁有較高的自動化程度，能自動生成部分測試用例，測試用例中對參數的設置方法更簡單，減少了測試代碼的編寫數量；

4）測試用例的覆蓋率顯示功能更強大和方便；

5）對多種高安全行業有專門的支持，包括軌道交通、國防軍工、電力電子、工業控制、航空航天等。

2.2 VectorCAST軟件測試流程

使用VectorCAST進行白盒測試的基本流程為：1）選擇被測件運行環境并填寫編譯指令；2）輸入測試環境名稱；3）選擇測試類型；4）根據選擇的測試類型選擇測試方法，若上一步選擇“傳統單元測試”，則在此步選擇語句覆蓋、分支覆蓋或條件覆蓋等方法；5）添加被測件程序文件路徑；6）選擇測試文件與設置樁函數；7）編寫用戶自定義代碼，也可跳過此步驟在測試用例中編寫代碼；8）構建環境。至此，一個VectorCAST軟件白盒測試環境配置完成，出現如圖1所示界面。

在構建測試環境時，VectorCAST 會根據被測件和被測件運行環境自動構建測試套件。在此基礎上，允許測試人員自動生成或添加符合測試需求的測試用例，并且支持測試人員以不同方法設置輸入輸出參數，如輸入不同進制參數、輸入參數范圍、輸入參數列表及重復次數、從外部數據源導入參數等。在參數設置過程中，大部分情況下無需編寫測試代碼，在參數設置界面即可完成所有參數設置操作。這可以很大程度的提高測試人員的白盒測試效率，使得測試人員的主要精力得以放在測試用例的設計上，提高了測試質量。除此之外，VectorCAST軟件還可以靈活配置樁函數。它允許測試人員在用例配置界面自由勾選樁函數或者添加不同輸入輸出的樁函數，設置打樁對象及其返回值，未選中函數則默認調用該函數本身。同樣，這些操作大部分也可通過參數設置界面完成，而不需編寫代碼或重新編譯構建測試環境。

在執行測試用例過程中，VectorCAST軟件采用的是數據驅動方式，即只有執行測試用例時才會讀取設置的測試用例參數，而不是將測試用例參數與被測件代碼、樁函數、測試驅動等一同構建到執行程序中。這樣可以提高測試環境構建與測試用例執行速度，并在僅改變測試用例參數而保持被測對象不變的情況下，減少測試環境重新編譯構建的次數，達到提高測試效率的目的。

測試用例執行結束后，測試人員可以自由選擇測試用例以查看被測代碼的語句與分支覆蓋情況，并精確統計語句與分支覆蓋百分比，若函數名后出現“P”則表示覆蓋率為100%，若測試用例后出現紅色“×”則表示測試用例執行失敗。源代碼顯示界面中可以根據測試用例選擇情況，實時顯示測試用例覆蓋結果，并使用不同顏色表示出不同的覆蓋情況，使測試結果一目了然。分支語句前會出現“（*）（*）”（“*”為“T”或“F”），表示該分支的TRUE或FALSE分支在選定的測試用例中已被覆蓋。代碼覆蓋結果顯示如圖2所示。

進入測試用例統計頁面，可查看測試用例是否通過。測試用例通過準則是，用例預期輸出與用例執行后實際輸出結果一致。測試用例預期輸出可在測試用例參數設置界面進行設置，待測試用例執行后與實際輸出逐一比對。測試用例統計結果如圖3所示。

至此，一個VectorCAST基本白盒測試流程結束。

3 結束語

VectorCAST作為一個測試解決方案，在白盒測試方面有其固有優勢，但是相比于其他測試工具也有不足之處，因此根據不同測試項目的特點，選擇合適的測試工具能夠更好地提高測試項目的完成質量與效率。另外，以上所述內容只是VectorCAST軟件的基本功能之一，其所提供的其他功能還需繼續學習研究。

【參考文獻】

[1]《軟件測試》[美].Paul C.Jorgensen出版社：機械工業出版社.

[2]張新玉，李寅龍.TBrun在航天嵌入式匯編軟件測試中的應用測控技術2016年11期.

[3]https：//blog.csdn.net/Trinity_Techologies/article/details/46374707 VectorCAST軟件自動化測試方案.