3.2 動態(tài)測試技術(shù)

3.2.1 動態(tài)測試的特點

動態(tài)測試是使用測試數(shù)據(jù)運行程序并分析輸出以發(fā)現(xiàn)缺陷的過程。根據(jù)測試?yán)碚摚绻麥y試數(shù)據(jù)滿足一定要求，那么通過測試可以發(fā)現(xiàn)程序中的大多數(shù)缺陷，并且可以評估程序質(zhì)量（如正確性、可靠性等）。

動態(tài)測試具有以下特點。

第一，實際運行被測試程序，得到程序運行的真實情況、動態(tài)情況，進(jìn)而進(jìn)行分析。這是動態(tài)測試的優(yōu)勢，也帶來一定的要求。實際運行被測試程序需要運行環(huán)境、輸入數(shù)據(jù)及輸出處理手段，有時還需要運行控制手段。尤其對于軟硬件綜合系統(tǒng)，這類系統(tǒng)中的軟件一般具有如下特點：具有極高的專用外部設(shè)備處理要求，和硬件聯(lián)系緊密；通常要求強實時性；通常運行于特定或具有特殊條件的環(huán)境，與交互環(huán)境相關(guān)；安全性要求高。因此，要建立一個滿足具有上述特點軟件要求的運行環(huán)境實屬不易。此外，還需要輸入數(shù)據(jù)和運行控制手段，就更增加了難度。

第二，必須生成測試數(shù)據(jù)來運行程序，測試質(zhì)量依賴于測試數(shù)據(jù)。

第三，生成測試數(shù)據(jù)、分析測試結(jié)果工作量大，開展測試工作費時、費力。

第四，動態(tài)測試涉及多方面的工作，涉及的人員多、數(shù)據(jù)多、設(shè)備多，要求有較好的管理和工作規(guī)程。

動態(tài)測試包括三部分核心內(nèi)容：生成測試數(shù)據(jù)、運行程序與驗證程序的輸出結(jié)果。圍繞上述核心內(nèi)容還有文檔編制、數(shù)據(jù)管理、操作規(guī)程化及工具應(yīng)用等方面的工作，其中最重要的內(nèi)容是生成測試數(shù)據(jù)的策略。測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整的名稱應(yīng)為測試用例，包括輸入數(shù)據(jù)和預(yù)期結(jié)果。一般在說到測試用例生成時，由于預(yù)期結(jié)果構(gòu)造的困難性，因此側(cè)重或僅生成輸入數(shù)據(jù)，并稱其為測試數(shù)據(jù)，下面的討論即按此約定進(jìn)行。

生成測試數(shù)據(jù)的策略有黑盒測試和白盒測試，它們共同構(gòu)成動態(tài)測試技術(shù)的基本內(nèi)容。

3.2.2 黑盒測試和白盒測試

黑盒測試（Black-Box Testing）是一種按照需求規(guī)格說明設(shè)計測試數(shù)據(jù)的測試技術(shù)。它把程序看作內(nèi)部不可見的黑盒，測試者完全無須顧及程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)和編碼結(jié)構(gòu)，也不用考慮程序中的語句及路徑，只需了解程序輸入和輸出之間的關(guān)系，或者程序功能，完全依靠能夠反映這一關(guān)系和程序功能的需求規(guī)格說明確定測試數(shù)據(jù)，判定測試結(jié)果的正確性，即所依據(jù)的只是程序的外部特性。圖3.2所示為黑盒測試的示意圖。

使用黑盒測試技術(shù)的典型測試類型包括功能測試、強度測試、隨機測試等。因為黑盒測試從程序功能需求出發(fā)，所以黑盒測試有時也被稱為功能測試。但需要明確的是，功能測試使用黑盒測試技術(shù)，而黑盒測試除包括功能測試以外，還包括其他基于需求規(guī)格說明的測試，如強度測試。

白盒測試（White-Box Testing）是一種按程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)和編碼結(jié)構(gòu)設(shè)計測試數(shù)據(jù)的測試技術(shù)。采用這一測試技術(shù)，測試者可以看到被測試程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計測試數(shù)據(jù)，使程序中的每條語句、每個條件分支、每條路徑都在程序測試中受到檢驗。所以也稱白盒測試為結(jié)構(gòu)測試。圖3.3所示白盒測試的示意圖。

白盒測試可以不考慮程序的需求規(guī)格說明，但是需要有設(shè)計說明作為依據(jù)，單純從程序源代碼出發(fā)設(shè)計測試數(shù)據(jù)會降低白盒測試的有效性。

必須說明的是，無論是黑盒測試還是白盒測試，都不可能對程序進(jìn)行完整、徹底的測試。黑盒測試從輸入數(shù)據(jù)出發(fā)驗證功能，除非進(jìn)行窮舉，否則不可能進(jìn)行完整、徹底的測試。白盒測試從程序結(jié)構(gòu)出發(fā)，由于程序結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，路徑條數(shù)本身有時是不能確定的，即使確定下來也往往是天文數(shù)字，所以要測試程序的全部結(jié)構(gòu)（每條路徑）也是不現(xiàn)實的。另外，黑盒測試基于需求規(guī)格說明，如果需求規(guī)格說明有誤，則通過黑盒測試是發(fā)現(xiàn)不了的。白盒測試基于邏輯結(jié)構(gòu)，如果程序的邏輯結(jié)構(gòu)有錯誤或遺漏，則通過白盒測試也是無法發(fā)現(xiàn)的。表3.1所示為黑盒測試與白盒測試的優(yōu)缺點對比，介紹了它們各自的能力范圍，各自的不足，以及它們的互補關(guān)系。黑盒測試與白盒測試能夠發(fā)現(xiàn)的錯誤如圖3.4所示。