基于NS 流程圖的最小測試用例數計算方法

黎秀 電子科技大學成都學院

關鍵字：軟件測試 邏輯覆蓋 NS 流程圖 最小測試用例數

1 緒論

隨著軟件技術的發展以及人們對軟件功能要求越來越高，軟件的復雜的也隨之增大，那么在軟件測試過程中，邏輯覆蓋測試的難度也會越來越大，所以為了實現測試的邏輯覆蓋，必須設計足夠多的測試用例，并使用這些測試用例執行被測程序，實施測試。但是基于對軟件邏輯進行全覆蓋的不可實現性，我們更加關心的是，對于某個具體程序來說，至少要設計多少測試用例數才能做到足夠的覆蓋。本文我們將提供一種基于NS 流程圖的最小測試用例數的計算方法。

2 NS 流程圖

NS 流程圖是一種取代傳統流程圖的一種描述方式。它是以結構化程序設計方法為基礎，并完全去掉了流程線，算法的每一步都用一個矩形框來描述，把一個個矩形框按執行的次序連接起來就是一個完整的算法描述。NS 流程圖包含了結構話程序設計的3 種基本控制結構，即：順序型、選擇型和重復型。

在NS 流程圖中，每個“處理步驟”是用一個盒子表示的，所謂“處理步驟”可以是語句序列。需要時，盒子中還可以嵌套另一個盒子，嵌套深度一般沒有限制，只要整張圖在一頁紙上能容納得下，由于只能從上邊進入盒子然后從下邊走出，除此之外沒有其他的入口和出口，所以NS 流程圖限制了隨意的控制轉移，保證了程序的良好結構。

3 最小測試用例數方法

利用NS 流程圖進行最小測試用例計算算法中，一般要考慮問題的簡化，避免出現測試用例極多的組合爆炸，把構成循環操作的重復型結構用選擇結構代替。也就是說，并不指望測試循環體所有的重復執行，而是只對循環體檢驗一次。這樣，任一循環便改為造成進入循環體或不進入循環體的分支操作了。

例如，圖1 表達了兩個順序執行的分支結構。兩個分支謂詞P1和P2 取不同值時，將分別執行a 或b 及c 或d 操作。顯然，要測試這個小程序，需要至少提供4 個測試用例才能作到邏輯覆蓋，使得ac、ad、bc 及bd 操作均得到檢驗。 這里的4 是圖中第1 個分支謂詞引出的兩個操作，及第2 個分支謂詞引出的兩個操作組合起來而得到的，即2×2 ＝4。其中的2 是由于兩個并列的操作，1 十1＝2 而得到的。

對于一般的、更為復雜的問題，估算最少測試用例數的原則也是同樣的，例如圖2 表示的程序中共有9 個分支謂詞。盡管這些分支結構交錯起來似乎十分復雜，很難一眼看出應該至少需要多少個測試用例，但如果仍然用上面的方法，也是很容易解決的。將圖分為上下兩層：分支謂詞1 的操作域是上層；分支謂詞8 的操作域是下層。這兩層正像前面簡單例中的P1 和P2 的關系一樣。只要分別得到兩層的測試用例個數，再將其相乘即得總的測試用例數。

首先考慮較為復雜的上層結構。當謂詞1 不滿足時要作的操作又可進一步分解為兩層。其中第一層所需測試用例個數分別為1 十1十1 十1 十1＝5；第二層所需測試用例個數分別為及1 十1 十1＝3。因而兩層組合，得到5×3 ＝15。整個程序的上層所需測試用例數為1十15 ＝16。

接著考慮整個程序的最下層，觀察圖中不難發現，最下層所需的測試用例數3。于是，對于整個程序所需的測試用例數為上層數量乘以下層數量，即為：16×3 ＝48。

4 結束語

軟件測試執行過程中，決定測試效率的關鍵因素在于測試用例的選取。基于測試時間的限制，測試用例數量不宜過多；當然，為了達到足夠的測試覆蓋，測試用例數量也不能過少。本文提供的基于NS流程圖的方式計算最少測試用例數的方法從兩方面對測試進行了保證，第一方面，對于程序邏輯結構進行了完整的分析，保證了程序分支的各種組合不被遺漏；另一方面，本方法是基于成熟的NS 流程圖的方法，理論上得到了很好的保證。