2.2.2　白盒測試

另一種測試策略稱為白盒測試或稱邏輯驅(qū)動的測試，允許我們檢查程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這種測試策略對程序的邏輯結(jié)構(gòu)進行檢查，從中獲取測試數(shù)據(jù)（遺憾的是，常常忽略了程序的規(guī)范）。

在這里我們的目標是針對這種測試策略，建立起與黑盒測試中窮舉輸入測試相似的測試方法。也許有一個解決的辦法，即將程序中的每條語句至少執(zhí)行一次。但是我們不難證明，這還是遠遠不夠的。這種方法通常稱為窮舉路徑測試，在本書第4章中將進一步進行深入探討，在這里就不多加敘述。所謂窮舉路徑測試，即如果使用測試用例執(zhí)行了程序中所有可能的控制流路徑，那么程序有可能得到了完全測試。

然而，這個論斷存在兩個問題。首先，程序中不同邏輯路徑的數(shù)量可能達到天文數(shù)字。圖2-1所示的小程序顯示了這一點。該圖是一個控制流圖，每一個結(jié)點或圓圈都代表一個按順序執(zhí)行的語句段，通常以一個分支語句結(jié)束。每一條邊或弧線表示語句段之間的控制（分支）的轉(zhuǎn)換。圖2-1描述的是一個有著10～20行語句的程序，包含一個迭代20次的DO循環(huán)。在DO循環(huán)體中，包含一系列嵌套的IF語句。要確定不同邏輯路徑的數(shù)量，也相當(dāng)于要確定從點a～點b之間所有不同路徑的數(shù)量（假定程序中所有的判斷語句都是相互獨立的）。這個數(shù)量大約是10¹⁴，即100萬億，是從5²⁰+5¹⁹……+5¹計算而來，5是循環(huán)體內(nèi)的路徑數(shù)量。由于大多數(shù)的人難以對這個數(shù)字有一個直觀的概念，不妨設(shè)想一下：如果在每五分鐘內(nèi)可以編寫、執(zhí)行和確認一個測試用例，那么需要大約10億年才能測試完所有的路徑。假如可以快上300倍，每一秒就完成一次測試，也得用漫長的320萬年才能完成這項工作。

當(dāng)然，在實際程序中，判斷并非都是彼此獨立的，這意味著可能實際執(zhí)行的路徑數(shù)量要稍微少一些。但是，從另一方面來講，實際應(yīng)用的程序要比圖2-1所描述的簡單程序復(fù)雜得多。因此，窮舉路徑測試就如同窮舉輸入測試，非但不可能，也是不切實際的。

“窮舉路徑測試即完全的測試”論斷存在的第二個問題是，雖然我們可以測試到程序中的所有路徑，但是程序可能仍然存在著錯誤。這有三個原因。

第一，即使是窮舉路徑測試也決不能保證程序符合其設(shè)計規(guī)范。舉例來說，如果要編寫一個升序排序程序，但卻錯誤地編成了一個降序排序程序，那么窮舉路徑測試就沒多大價值了；程序仍然存在著一個缺陷：它是個錯誤的程序，因為不符合設(shè)計的規(guī)范。

第二，程序可能會因為缺少某些路徑而存在問題。窮舉路徑測試當(dāng)然不能發(fā)現(xiàn)缺少了哪些必需路徑。

第三，窮舉路徑測試可能不會暴露數(shù)據(jù)敏感錯誤。這樣的例子有很多，舉一個簡單的例子就能說明問題。假設(shè)在某個程序中要比較兩個數(shù)值是否收斂，也就是檢查兩個數(shù)值之間的差異是否小于某個既定的值。我們可能會這樣編一條Java語言的IF語句：

當(dāng)然，這條語句明顯錯了，因為程序原意是將c與a-b的絕對值進行比較。然而，要找出這樣的錯誤，取決于a和b所取的值，而僅僅執(zhí)行程序中的每條路徑并不一定能找出錯誤來。

總之，盡管窮舉輸入測試要強于窮舉路徑測試，但兩者都不是有效的方法，因為這兩種方法都不可行。那么，也許存在別的方法，將黑盒測試和白盒測試的要素結(jié)合起來，形成一個合理但并不十分完美的測試策略。本書的第4章將深入討論這個話題。