Основы программирования

Для иллюстрации шагов данного способа используем конкретную программу — процедуру вычисления среднего значения:

процедура сред;

1 i := 1;

1 введено := 0;

1 колич := 0;

1 сум := 0;

вып пока 2 -вел( i ) <> stop и введено <=500 - 3

4 введено:= введено + 1;

если 5 -вел( i ) >= мин и вел( i ) <= макс - 6

7 то колич := колич + 1;

7 сум := сум + вел( i );

8 конец если;

8 i := i + 1;

9 конец вып;

10 если колич > 0

11 то сред := сум / колич;

12 иначе сред := stop;

13 конец если;

13 конец сред;

Заметим, что процедура содержит составные условия (в заголовке цикла и условном операторе). Элементы составных условий для наглядности помещены в рамки.

Шаг 1. На основе текста программы формируется потоковый граф:

q нумеруются операторы текста (номера операторов показаны в тексте процедуры);

q производится отображение пронумерованного текста программы в узлы и вершины потокового графа (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Потоковый граф процедуры вычисления среднего значения

Шаг 2. Определяется цикломатическая сложность потокового графа — по каждой из трех формул:

1) V(G) = 6 регионов;

2) V(G) = 17 дуг - 13 узлов + 2 = 6;

3) V(G) = 5 предикатных узлов + 1 = 6.

Шаг 3. Определяется базовое множество независимых линейных путей:

Путь 1: 1-2-10-11-13; /вел=stор, колич>0.

Путь 2: 1-2-10-12-13;/вел=stop, колич=0.

Путь 3: 1-2-3-10-11-13; /попытка обработки 501-й величины.

Путь 4: 1-2-3-4-5-8-9-2-... /вел<мин.

Путь 5: 1-2-3-4-5-6-8-9-2-... /вел>макс.

Путь 6: 1-2-3-4-5-6-7-8-9-2-... /режим нормальной обработки.

ПРИМЕЧАНИЕ

Для удобства дальнейшего анализа по каждому пути указаны условия запуска. Точки в конце путей 4, 5, 6 указывают, что допускается любое продолжение через остаток управляющей структуры графа.

Шаг 4. Подготавливаются тестовые варианты, инициирующие выполнение каждого пути.

Каждый тестовый вариант формируется в следующем виде:

Исходные данные (ИД):

Ожидаемые результаты (ОЖ.РЕЗ.):

Исходные данные должны выбираться так, чтобы предикатные вершины обеспечивали нужные переключения — запуск только тех операторов, которые перечислены в конкретном пути, причем в требуемом порядке.

Определим тестовые варианты, удовлетворяющие выявленному множеству независимых путей.

Тестовый вариант для пути 1 ТВ1:

ИД: вел(k) = допустимое значение, где k < i; вел(i) = stop, где 2 < i < 500.

ОЖ.РЕЗ.: корректное усреднение основывается на k величинах и правильном подсчете.

ПРИМЕЧАНИЕ

Путь не может тестироваться самостоятельно, а должен тестироваться как часть путей 4, 5, 6 (трудности проверки 11-го оператора).

Тестовый вариант для пути 2 ТВ2:

ИД: вел(1)=stор.

ОЖ.РЕЗ.: сред=stор, другие величины имеют начальные значения.

Тестовый вариант для пути 3 ТВЗ:

ИД: попытка обработки 501-й величины, первые 500 величин должны быть правильными.

ОЖ.РЕЗ.: корректное усреднение основывается на k величинах и правильном подсчете.

Тестовый вариант для пути 4 ТВ4:

ИД: вел(i)=допустимое значение, где i ≤ 500; вел(k) < мин, где k < i.

ОЖ.РЕЗ.: корректное усреднение основывается на k величинах и правильном подсчете.

Тестовый вариант для пути 5 ТВ5:

ИД: вел(i)=допустимое значение, где i ≤ 500; вел(k) > макс, где k < i.

ОЖ.РЕЗ.: корректное усреднение основывается на п величинах и правильном подсчете.

Тестовый вариант для пути 6 ТВ6:

ИД: вел(i)=допустимое значение, где i ≤ 500.

ОЖ.РЕЗ.: корректное усреднение основывается на п величинах и правильном подсчете.

Реальные результаты каждого тестового варианта сравниваются с ожидаемыми результатами. После выполнения всех тестовых вариантов гарантируется, что все операторы программы выполнены по меньшей мере один раз.

Важно отметить, что некоторые независимые пути не могут проверяться изолированно. Такие пути должны проверяться при тестировании другого пути (как часть другого тестового варианта).

Способы тестирования условий

Цель этого семейства способов тестирования — строить тестовые варианты для проверки логических условий программы. При этом желательно обеспечить охват операторов из всех ветвей программы.

Рассмотрим используемую здесь терминологию.

Простое условие — булева переменная или выражение отношения.

Выражение отношения имеет вид

Е1 <оператор отношения> E2,

где El, Е2 — арифметические выражения, а в качестве оператора отношения используется один из следующих операторов: <, >, =, , .

Составное условие состоит из нескольких простых условий, булевых операторов и круглых скобок. Будем применять булевы операторы OR, AND (&), NOT. Условия, не содержащие выражений отношения, называют булевыми выражениями.

Таким образом, элементами условия являются: булев оператор, булева переменная, пара скобок (заключающая простое или составное условие), оператор отношения, арифметическое выражение. Эти элементы определяют типы ошибок в условиях.

Если условие некорректно, то некорректен по меньшей мере один из элементов условия. Следовательно, в условии возможны следующие типы ошибок:

q ошибка булева оператора (наличие некорректных / отсутствующих / избыточных булевых операторов);

q ошибка булевой переменной;

q ошибка булевой скобки;

q ошибка оператора отношения;

q ошибка арифметического выражения.

Способ тестирования условий ориентирован на тестирование каждого условия в программе. Методики тестирования условий имеют два достоинства. Во-первых, достаточно просто выполнить измерение тестового покрытия условия. Во-вторых, тестовое покрытие условий в программе — это фундамент для генерации дополнительных тестов программы.

Целью тестирования условий является определение не только ошибок в условиях, но и других ошибок в программах. Если набор тестов для программы А эффективен для обнаружения ошибок в условиях, содержащихся в А, то вероятно, что этот набор также эффективен для обнаружения других ошибок в А. Кроме того, если методика тестирования эффективна для обнаружения ошибок в условии, то вероятно, что эта методика будет эффективна для обнаружения ошибок в программе.

Существует несколько методик тестирования условий.

Простейшая методика — тестирование ветвей. Здесь для составного условия С проверяется:

q каждое простое условие (входящее в него);

q Тruе-ветвь;

q False-ветвь.

Другая методика — тестирование области определения. В ней для выражения отношения требуется генерация 3-4 тестов. Выражение вида

Е1 <оператор отношения> Е2

проверяется тремя тестами, которые формируют значение Е1 большим, чем Е2, равным Е2 и меньшим, чем Е2.

Если оператор отношения неправилен, а Е1 и Е2 корректны, то эти три теста гарантируют обнаружение ошибки оператора отношения.

Для определения ошибок в Е1 и Е2 тест должен сформировать значение Е1 большим или меньшим, чем Е2, причем обеспечить как можно меньшую разницу между этими значениями.

Для булевых выражений с п переменными требуется набор из 2ⁿ тестов. Этот набор позволяет обнаружить ошибки булевых операторов, переменных и скобок, но практичен только при малом п. Впрочем, если в булево выражение каждая булева переменная входит только один раз, то количество тестов легко уменьшается.

Обсудим способ тестирования условий, базирующийся на приведенных выше методиках.