2.2.1　黑盒測試

黑盒測試是一種重要的測試策略，又稱為數據驅動的測試或輸入/輸出驅動的測試。使用這種測試方法時，將程序視為一個黑盒子。測試目標與程序的內部機制和結構完全無關，而是將重點集中放在發現程序不按其規范正確運行的環境條件。

在這種方法中，測試數據完全來源于軟件規范（換句話說，不需要去了解程序的內部結構）。

如果想用這種方法來發現程序的所有錯誤，判定的標準就是“窮舉輸入測試”，將所有可能的輸入條件都作為測試用例。為什么這樣做？比如說在三角形測試的程序中，試過了三個等邊三角形的測試用例，這不能確保正確地判斷出所有的等邊三角形。程序中可能包含對邊長為3842，3842，3842的特殊檢查，并指出此三角形為不規則三角形。由于程序是個黑盒子，因此能夠確定此條語句存在的惟一方法，就是試驗所有的輸入情況。

要窮舉測試這個三角形程序，可能需要為所有有效的三角形創建測試用例，只要三角形邊長在開發語言允許的最大整數值范圍內。這些測試用例本身就是天文數字，但這還絕不是所謂窮盡的；當程序指出-3，4，5是一個不規則三角形或2，A，2是一個等腰三角形時，問題就暴露出來了。為了確保能夠發現所有這樣的錯誤，不僅得用所有有效的輸入，而且還得用所有可能的輸入進行測試。因此，為了窮舉測試三角形程序，實際上需要創建無限的測試用例，這當然是不可能的。

如果測試這個三角形程序都這么難的話，那么要窮舉測試一個稍大些的程序的難度就更大了。設想一下，如果要對一個C++編譯器進行黑盒窮舉測試，不僅要創建代表所有有效C++程序的測試用例（實際上，這又是一個無窮數），還需要創建代表所有無效C++程序的測試用例（無窮數），以確保編譯器能夠檢測出它們是無效的。也就是說，編譯器必須進行測試，確保其不會執行不應執行的操作—如順利地編譯成功一個語法上不正確的程序。

如果程序使用到數據存儲，如操作系統或數據庫應用程序，這個問題會變得尤為嚴重。舉例來說，在航班預定系統這樣的數據庫應用程序中，諸如數據庫查詢、航班預約這樣的事務處理需要隨上一次事務的執行情況而定。因此，不僅要測試所有有效的和無效的事務處理，還要測試所有可能的事務處理順序。

上述討論說明，窮舉輸入測試是無法實現的。這有兩方面的含義，一是我們無法測試一個程序以確保它是無錯的，二是軟件測試中需要考慮的一個基本問題是軟件測試的經濟學。也就是說，由于窮舉測試是不可能的，測試投入的目標在于通過有限的測試用例，最大限度地提高發現的問題的數量，以取得最好的測試效果。除了其他因素之外，要實現這個目標，還需要能夠窺見軟件的內部，對程序作些合理但非無懈可擊的假設（例如，如果三角形程序將2，2，2視為等邊三角形，那就有理由認為程序對3，3，3也作同樣判斷）。這種思路將形成本書第4章中測試用例設計策略的部分方法。