基于Python的高職軟件測試實踐課設計

余婧

摘要：Python是人工智能領域重要編程語言之一，是高職計算機相關專業一門新興課程。軟件測試課程理論抽象、實踐操作性較強，使用Python為軟件測試課程設計教學案例，加深學生對軟件測試重要概念的理解;同時，使用Python設計典型的測試用例，培養學生動手實踐能力，提高教學效果。

關鍵詞：軟件測試;Python;課程設計

中圖分類號：TP311;G712? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）02-0095-02

2018年4月，教育部印發了《高等學校人工智能創新行動計劃》，提出：加強人工智能領域專業建設。推進‘新工科建設，形成‘人工智能+X復合專業培養新模式。根據《普通高等學校高等職業教育（專科）專業設置管理辦法》，教育部確定了“人工智能技術服務專業”為2019年度新增專業。該專業人才就業方向“從事人工智能產品的開發與測試、數據處理、系統運維、產品營銷、技術支持等工作。”高等職業教育階段培養社會應用型人才為主，計算機及相關專業在課程設置、教學設計、實訓實踐等環節應積極向人工智能方向靠攏。隨著人工智能行業的迅速發展，人工智能主流語言Python語言也成為高等職業院校人工智能專業的必修課之一。

在軟件開發項目中，軟件測試工作量往往占軟件開發總工作量的40%以上[1]。而在軟件開發的總成本中，用在測試上的開銷要占30%～50%。《軟件測試》課程是一門理論抽象、實踐性很強的計算機專業課程。課程體系設計時，應融入人工智能的理論及實踐環節的操作[2]。

1 基于Python的軟件測試課程教學目標

基于Python的軟件測試教學實踐課，需要學生已經學習并且基本掌握Python語言編譯運行、能夠編寫結構化程序代碼、調用模塊、理解面向對象的思想。

Python語言有強大的編程能力、良好的可移植性以及豐富的類庫。Python在軟件測試中可以用于編寫測試用例、自動化測試模塊調用。

在軟件測試課程中，滲透Python語言的模塊調用、編寫測試用例，使學生在掌握軟件測試基本測試方法、測試步驟的同時，鞏固已學的Python知識，并加以應用。

2 Python軟件自動化測試

軟件測試課程中，十分重視模塊獨立性，強調“高內聚、低耦合”。在模塊獨立性講解過程中，引入Python語言自帶的測試模塊幫助學生理解模塊的概念及應用。例如，C++語言單元測試由CPPUnit類實現，Python語言由PyUnit模塊實現[3]。PyUnit是基于JUnit和XUnit開發的單元測試框架。該框架提供了統一的方法測試由Python語言開發的軟件，同時，提供了圖形用戶界面，提高單元測試的可用性。

白盒測試中，根據測試程度由弱到強，分別有：語句覆蓋、判斷覆蓋、條件覆蓋、判斷/條件覆蓋、條件組合覆蓋、路徑覆蓋。Python程序使用Coverage.py工具進行代碼覆蓋率測試。該工具提示程序已經執行的部分，然后對數據進行分析，確定未被執行的代碼。根據未被執行的程序，增加未覆蓋語句的測試用例，提高了軟件測試的質量。

3 軟件測試Python實踐課設計

三角形問題是軟件測試中的一個典型案例，使用Python設計測試用例具有較強的教學實踐意義。

3.1 三角形分類程序的測試方案的設計

讀入三個整數值代表三角形的三條邊的長度，程序判斷這三個值能否構成三角形，如果能夠，則輸出三角形是等邊、等腰或任意三角形的分類信息。綜合使用邊界值分析、等價類劃分和錯誤推測等技術為此程序設計測試用例。第一步，確定測試策略。由于被測程序已有明確的要求，判斷能否構成三角形，如能構成，則再判斷能構成等邊、等腰或任意三角形哪一種。首先運用黑盒測試法設計測試用例，然后再用白盒測試法驗證其完整性，必要時再補充測試用例。第二步，在黑盒測試中首先要用等價類劃分法劃分輸入等價類，然后用邊值分析法和錯誤推測法作補充。 測試用例設計如表1所示：

3.2 三角形問題的分析

三角形問題接受三個整數a、b和c作為輸入，作為三角形的邊。程序的輸出是：等邊三角形、等腰三角形、不等邊三角形和非三角形。整數a、b和c必須同時滿足以下條件：f1：a>=1、f2：b>=1、f3：c>=1、f4：a

3.3 三角形問題的Python代碼實現

#！/usr/bin/python

# -*- coding： UTF-8 -*-

flag=False

IsATriangle = False

Step1： Input a，b，c

a = int（input（'a='））

b = int（input（'b='））

c = int（input（'c='））

if （a>=1） and （b>=1） and （c>=1）：

flag = True

Step2： Isnot a Triangle？

if （a

IsATriangle = True

Step3： Determine Triangle Type

if flag == False：

print （“輸入有誤，請重新輸入”）

if IsATriangle == False：

print （“非三角形”）

if flag and IsATriangle：

if （a==b） and （b==c）：

print （“等邊三角形”）

elif （a！=b）and （b！=c） and （c！=a）：

print （“不等邊三角形”）

else：

print （“等腰三角形”）

4 軟件測試Python實踐課教學效果

如下圖1～圖5，是課堂教學中學生使用Python語言完成測試情況，分別是：等邊三角形、等腰三角形、不等邊三角形、非三角形、輸入有誤這五種情況。

教學過程中，將學生分成4～5組，每組學生負責其中一組測試結果。組長組織討論，組內同學協調完成一組實驗，并由其中一位同學代表進行總結或體會分享。學生動手實踐后體會及總結主要有以下四點：第一、測試用例設計的原則，黑盒測試的有效等價類和無效等價類的設計;第二、Python編程及調試中遇到的問題;第三、Python語言模塊化在軟件測試中的應用;第四、人工智能背景下，軟件測試的新變化。

通過實踐交流學習，大家對軟件測試用例有了更深刻的了解。比較純理論教學，引入Python實踐環節，學生對課程的參與度有所提高，學生掌握新知識、新技能的興趣較強。

5 結束語

軟件測試質量的高低直接關系項目的成敗，測試質量越高，就能越早發現問題，減少后期解決問題的成本。Python語言功能強大，具有很好的跨平臺性，可以運用于很多領域的測試：數據庫測試、網頁測試、性能測試等。

人工智能時代的到來，計算機專業軟件測試課程應順應時代發展需求，改進教學內容、增加教學實踐環節，提高學生的動手實踐能力。

參考文獻：

[1] Jorgensen P C. Software Testing[M]. 4 版. 北京： 機械工業出版社， 2017.

[2] 朱少民. 軟件測試課程的問題驅動教學模式探索[J]. 中國大學教學， 2018（10）：32-36.

[3] 朱少民. 全程軟件測試[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2019.

【通聯編輯：謝媛媛】