軟件單元測試及測試用例設計方法研究

李艷艷 劉琴

摘要：隨著信息技術的飛速發展，現代軟件的規模越來越大，復雜程度也越來越高，軟件產品的質量成為人們共同關注的焦點。軟件測試是保證質量的重要手段，單元測試是軟件測試過程中最基本的測試，主要發現編碼和詳細設計中產生的錯誤。結合當前軟件單元測試技術的研究現狀，本文首先對軟件測試的內涵進行了分析，其次對單元測試的詳細過程進行了分析，最后對單元測試用例的5種方法進行了說明。

關鍵詞：軟件測試;單元測試;測試用例;用例設計方法

中圖分類號：TP311.53?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）04-0029-01

Abstract：With the rapid development of information technology， the scale of modern software is becoming larger and larger， the complexity is also becoming higher and higher， the quality of software products has become the focus of common concern. Software testing is an important means to ensure the quality， and unit testing is the most basic test in the process of software testing， mainly discovering errors in coding and detailed design. Combined with the current research status of software unit test technology， this paper first analyzes the connotation of software testing， then analyzes the detailed process of unit test， and finally explains the five methods of unit test cases.

Key words：software test;Unit testing;Test cases;Use case design approach

單元測試是整個軟件測試過程中最基本的測試，軟件單元是指詳細設計說明中的最小成員，因此軟件單元的質量是整個軟件質量的基礎。單元測試是測試過程中直接與源程序相關的測試，它對其它軟件測試活動的進行有著重要的影響。軟件單元測試一般在軟件的開發階段開展，目的是檢驗每個軟件單元能否正確的實現設計說明中詳細設計部分的功能、性能和其他設計約束等要求，發現單元內可能存在的各種錯誤。

1 軟件測試

軟件測試主要指的是通過對相關測試工具的使用，按照一定的測試程序和過程對軟件系統的功能和性能等進行測試、分析、評估可能出現的問題，發現開發錯誤并進行跟蹤，最主要就是對用戶的需求進行全面的滿足。具體地說，軟件測試是依據軟件研發各個階段的規格說明和源代碼的內部結構而專門設計一批測試用例，然后去執行這些測試用例，用以發現軟件缺陷的過程，軟件測試是提高軟件質量的重要手段。軟件測試的階段一般包括：單元測試、部件測試、配置項測試和系統測試，本文著重對單元測試進行探討。

2 單元測試

所謂單元測試又被稱之為模塊測試，是以軟件設計說明的最小單元作為測試對象-程序模塊來驗證其正確性的測試。單元測試主要驗證函數單元是否正確的實現了軟件詳細設計說明中的功能、性能、以及其它設計約束等要求，發現程序設計與實現過程中可能存在的缺陷。單元測試根據要求一般需開展：靜態分析、文檔審查、代碼審查以及動態測試。

文檔審查是對照文檔審查單，審查文檔的完整性、一致性和準確性。靜態分析是指使用測試工具通過分析被測源代碼的數據流和控制流等方面，檢查源代碼是否符合代碼編碼規范或者是否存在軟件缺陷。代碼審查指依據代碼審查單，對被測軟件進行人工審查，重點關注不能通過測試工具自動發現的各種典型問題，如算法設計的問題、代碼實現過程與設計文檔不符的問題等。動態測試需要設計測試用例并執行這些用例，目的是發現程序運行過程中的一些問題。動態測試一般需要開展功能測試、邏輯測試和性能測試。

功能測試主要驗證軟件是否實現了軟件設計說明中的功能要求，功能測試不僅需要測試正常的功能，更要考慮功能的異常。特別注意不能忽略功能之間交叉影響，應考慮從功能設計實現角度，考慮功能的組合的測試。

邏輯測試，又稱覆蓋測試，是指測試軟件內部邏輯結構的合理性、實現的正確性，是一種白盒測試技術。邏輯測試應該首先在測試大綱或計劃中明確覆蓋率的目標，對于未覆蓋的模塊，應該分析原因，必要時，可以采用代碼審查輔助提高覆蓋率。邏輯測試一般包括：語句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、MC/DC覆蓋及路徑覆蓋。

性能測試是針對軟件設計說明或者需求規格說明中的性能需求逐項進行的測試。性能測試一般需進行：測試程序完成功能的時間、程序運行占用的空間和計算精度。

3 單元測試用例設計方法

測試用例是為指為了某個目標而設計的一系列測試輸入、運行條件及預期結果，以便驗證某個程序的路徑能否滿足某個特定的要求。常見的軟件測試用例設計方法有：等價類劃分、判定表、邊界值分析、錯誤推測法和正交實驗法等。

3.1等價類劃分。這種方法是指對軟件詳細設計說明中的函數模塊開展分析，把函數的輸入域劃分為若干個子集，再從每個子集中選擇具有代表性的數據形成單元測試用例。等價類可以分為有效等價類和無效等價類。有效等價類是由有意義的數據組成的集合，無效等價類是指由不合理的數據所組成的集合。

3.2判定表。又稱為策略表，基于判定表的測試，是軟件功能測試中最嚴格的一種測試方法。該方法適用于判斷邏輯復雜的情況，通過窮舉所有條件而獲得結果，對測試結果再優化合并，就會生成一個判斷清楚的判定表。

3.3邊界值分析。長期的軟件測試工作經驗啟示我們，大部分得軟件缺陷發生在輸出或輸入數據的邊界上，因此有必要對各種邊界設計軟件測試用例，發現更多的軟件缺陷。使用小于、等于或者大于邊界數值得數據√代碼金星軟件測試的方法，就是所謂的邊界值分析方法。

3.4錯誤推測法。所謂錯誤推測法，指在開展測試前，測試人員根據以往的工作經驗，推測程序中可能存在的一些問題，然后有針對性的去設計并執行測試用例，發現這些錯誤的過程。這種方法沒有比較固定的形式，根據的是個人的直覺和經驗。

3.5正交實驗法。這種方法指的是從大量的測試點中挑選出比較具有代表性的點，然后依據正交表，開展實驗的一種用例設計方法。

使用正交實驗法設計軟件測試用例的時候，第一步根據被測代碼的設計說明找出可能影響功能實現的對象，把它們作為因素，而把這些因素的取值作為狀態，生成一個二元因素分析表。第二步進行正交表的狀態組合，生成測試用例的輸入集合，最終得到因果圖。

結語：單元測試及其測試用例設計方法有多種，它們的最終目標是通過對程序進行分析和檢查，設計出有效的測試用例，測試出程序中存在的各種錯誤，提高軟件的質量。單元測試所做的工作比較繁瑣，程序的質量和單元之間依賴關系都會影響軟件測試人員對源代碼的理解，從而影響軟件單元測試的測試效率，單元測試改包括對源代碼設計一系列測試用例進而滿足一定的覆蓋率標準，這項任務工作量非常大，自動化的檢測會提升單元測試的效率。

參考文獻：

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