軟件測試的復用策略研究

天津工業大學計算機科學與軟件學院 李 毅

軟件復用作為一種新技術，近年來越來越受到軟件業和科研工作者的重視。軟件復用是提高軟件的生產效率、解決軟件危機問題的一個重要途徑。測試用例是軟件測試過程中的核心資產，軟件測試成本的大部分就是用于測試用例的設計，而測試用例的優劣往往取決于測試工程師的經驗和水平，并且直接影響軟件測試的效率。

1.測試用例復用的研究現狀

測試用例復用的研究主要分成兩個方面：可復用測試用例的生成和可復用測試用例的管理。可復用測試用例的生成主要研究使生成的測試用例可供多次使用，具有可復用的特性。測試用例的生成是測試用例復用的先決條件，只有擁有足夠多的可供利用的測試用例，才有復用的可能。可復用測試用例的管理，包括測試用例的存儲、檢索、復用、維護等。國內外對測試用例的管理和共享機制，大部分僅限于組織內部，甚至僅僅限制于一個項目內部。例如部分單元測試用例在集成測試中重用，部分集成測試用例在系統測試中重用，系統測試用例在回歸測試中重用等。這些測試用例的復用對組織、項目的依賴性高，因而復用程度低。因此，大規模的可復用測試用例庫成為復用的必要支撐，由此引入的測試用例庫的建設和管理。

2.軟件測試用例的復用策略

軟件產品的功能和性能依賴于采用的軟件開發技術、系統的運行環境和軟件應用領域的三維體系，因此，一個軟件測試用例的設計是離不開其軟件的周境(Context)的，也就是說，軟件測試用例的設計是因系統運行環境和應用領域不同而不相同的。

2.1 測試樣式實例

測試樣式是對特定的、可重復使用的軟件測試問題提供一個通解，它包括決定樣式應用系統環境的上下文(即：周境)，以及由相關因素組成的部件。軟件測試樣式描述了測試設計中最基本的問題，也是軟件測試設計的最佳實踐。樣式作了測試用例一個隱含的斷言：假定滿足了在樣式中的上下文和組成因素的條件表達式，這將是一種很好的解決問題的方式。因此，樣式是針對特定需要解決問題的一種通解，樣式的種類多種多樣，千變萬化，但可以根據測試的實際需要量身訂做。針對不同的被測項目對象，軟件測試的著重點也不一樣，因此會有非常多的類型測試樣式。V.Binder提出了32種測試樣式，測試樣式簡化了軟件構造框架，關注為完成某種測試所必須的問題，因為樣式是求得特定問題一個通解，在軟件測試過程中是完全可以復用的，軟件測試樣式的具體實現就是一個測試包，由多個軟件測試用例組成。

然而，不管軟件測試需求怎么變化，一個測試樣式可以形式化的描述為一個十元組：

Test pattern=(Na,Ob,Ct,Fm,St,Ey,Et，Cl,Ka,Cp)

即：{樣式名稱，樣式目標，測試周境，故障類型，策略，入口準則，出口準則，結論，己知應用，相關樣式}。

(l)樣式名稱Na：表示能標識該測試樣式的名稱和短語；

(2)樣式目標ob：每個樣式都有其需要實現的目標，即滿足軟件測試設計所期望的某個特定的測試功能；

(3)周境Ct：強調軟件測試設計的基本問題，描述樣式解決的測試設計問題，使用的范圍和時間，針對的軟件實體范圍設定其運行環境；

(4)故障類型Fm：闡述樣式所采用的故障模型以及采用的該模型的理由，故障模型對發現存在的缺陷非常重要，有效的測試必須致力于在幾乎很好的代碼中能發現隱藏的極少的故障或缺陷；

(5)策略St：給出軟件測試設計和實現的最好測試用例的算法、技術路線和系統應有的提示；

(6)入口準則Ey：定義使用該樣式的前提條件和所做的必要準備工作；

(7)出口準則Et：定義滿足樣式的測試目標必須獲得的條件，及測試樣式的輸出條件；

(8)結論Cl：介紹采用此樣式的優點和缺點，包括測試開銷、獲得的利益、需要承擔的風險以及相關情況的說明；

(9)己知應用Ka：介紹此樣式的應用的成功案例和取得的測試經驗；

(10)相關樣式Cp：與此樣式相類似的樣式，并對樣式加以補充資料說明。

2.2 可復用測試樣式

可復用測試樣式是對可復用的軟件測試問題提出一個通解，它包括決定樣式應用的周境，以及相關因素組成的部件。軟件測試用例的復用有三個基本的條件：一是必須有可以復用的軟件測試用例，二是復用的軟件測試用例對將來軟件測試是非常有用的，三是復用者應該知道如何去使用被復用的測試用例。正確地刻畫、描述和管理可復用的測試用例是實現測試用例復用的關鍵技術。可復用測試用例模式是在通用軟件測試用例屬性的基礎上，增加可復用的屬性與特征，如測試接口描述、功能粒度、復用頻度和版本信息等，以便利用已有的軟件測試用例資源來支持軟件測試用例的復用。可復用測試樣式是對可復用的軟件測試問題提出一個通解，它包括決定樣式應用的周境，以及相關因素組成的部件。可復用測試樣式具體的內容如下：

(1)樣式名稱Na：可復用軟件測試樣式；

(2)樣式目標Ob：采用該樣式設計的測試用例，可以用黑盒測試方法進行復用；

(3)周境Ct：測試用例應該以測試類型、被測試領域、測試方法、測試目的進行分類；

(4)故障模型Fm：可以采用數據域的邊值分析、因果圖和錯誤推測法；

(5)策略St：從黑盒測試的角度出發，只關心軟件的行為，最大限度地屏蔽軟件系統運行環境和開發技術的因素，讓測試用例具有獨立性；每個測試用例只需與一個特定測試場景和唯一的結果相關聯，一旦軟件測試用例失敗，不會造成對其他軟件測試用例執行的影響；

(6)入口準則Ey：使用該樣式的前置條件是符合復用條件和分類條件的；

(7)出口準則Et：需要達到軟件測試目標而設定的復用要求；

(8)結論Cl：采用該樣式開發的可復用軟件測試用例，可以提高測試用例的復用力，極大地提高軟件測試用例設計的效率，推動測試用例的共享；

(9)己知應用Ka：在《軟件測試管理公共服務平臺》軟件中已得到應用；

(10)相關樣式Cp：共用測試樣式。

2.3 測試用例的復用策略與知識共享實現

在編寫測試方案時，首先根據被測的功能點，定義需要的測試用例類型，在測試用例庫中選擇，如果存在相應的軟件測試用例并且合理有效，則復用到軟件測試方案中去，如果不存在相應的可復用軟件測試用例，則創建一個新的軟件測試用例加入到軟件測試方法中，當該測試方案被執行，新的測試用例得到了實際應用系統的檢驗，并確定無誤后，則將新的軟件測試用例添加到用例庫中，這樣便可以保證軟件測試用例的收集和積累，從而創造了軟件測試用例知識庫的共享。

3.結束語

軟件測試的復用不僅可以從軟件測試的管理工程中復用，同時也可以有效的管理測試用例，實現測試用例的不同軟件項目之間的復用，也可以在同一項目不同測試類型之間復用。本研究分析和研究了軟件測試技術中的復用所采用策略，將有助于軟件測試復用技術的發展，同時可以指導軟件測試的實踐過程。