工程技术
计算机光盘软件与应用
Computer CD Software and Applications 2012年第 2期
探析白盒测试之基于路径测试
刘若华，
(周 口职业技术学院，
楚书来
河南周口 466001)
摘 要：软件测试的目标是发现尽可能多的错误，提高软件质量和可靠性，对于规模相对较小，结构相对简单的软件，
采用基于路径测试的白盒测试 不失为一种很好的测试方法。
关键词：白盒测试；路径测试；程序图；DD一路径；用例
中图分类号：TP31 1 文献标识码：A 文章编号：1007—9599(2012)02—0098—02
Analysis of W hite-box Testing Based on Path Testing
Liu Ruohua，Chu Shulai
(Zhoukou Vocational and Technical College，Zhoukou 466001，China)
Abstract：The goal of software testing is finding bug and improving the quality and reliability of software product．For a
relatively minor and simple software，path—based White—Box Testing is a good testing method．
Keywords：White—-Box Testing；Path Testing；Program chart；DD--Path；Testing Case
随着计算机技术不断的发展，计算机已经广泛的渗透到了我
们的日常生产生活之中，软件作为计算机的灵魂和支柱，在日常
的生产生活中担当着重要的角色。然而，随着软件规模和复杂度
的不断增加，使得软件的质量和可靠性受到了很大的威胁，软件
中隐藏的一些错误或缺陷如不能在发布之前被发现或排除，将很
有可能给我们的生产生活造成巨大的损失和威胁。
软件测试是发现软件中的错误或缺陷、保证软件质量和可靠
性的最主要手段，其重要性已经引起了人们的广泛关注。软件测
试的原理是利用有代表性的数据运行程序，对程序运行结果进行
分析并判断该结果是否符合预期。对于规模较小、结构相对简单
的软件来说，采用基于路径测试也是一种很好的测试方法。
一
、 路径测试概述
白盒测试是一种通过考察并测试实现外部功能的程序代码，
测试代码的外部功能的一种方法，也叫透明盒测试、玻璃盒测试
或开放盒测试。自盒测试只考虑程序代码、代码结构和内部设计
流程，是基于内部视角的测试。白盒测试中可分为 “静态测试”
和 “结构测试”，路径测试是基于结构的测试。
二、路径测试中几个基本概念
(一)程序图。所谓程序图就是按照一定的准则将传统的流
程图或控制流表转换而来，转换以后程序图可以计算程序复杂度。
(二)DD一路径 。
定义 5．1：改进的程序图。给定采用命令式程序设计语言编
写的一段程序，其程序图是一种有向图，图中的节点表示语句片
段，边表示控制流。(完整语句是 “默认”的语句片段)。
如果 i和 J是程序图中的节点，从节点 i到节点 j存在一条
边，当且仅当对应节点 J的语句片段可以在对应节点 i的语句片
段之后立即执行 。
我们将通过有向图中的节点路径定义 DD一路径，可以叫做路
径链，其中链是一条起始和终止节点不同的路径，并且每个节点
都满足入度=1、出度=l。请注意，初始节点与链中的所有其他节
点 2一连接，不会存在 卜连接或 3一连接，如图 5-6所示。图 5-6
中的链长度 (边的数量)是 5。有一种长度为 0的退化链情况，
即链有一个节点和0条边组成。
定义 5．2：叩一路径。DD一路径是程序图中的一条链，使其满
足以下准则：
准则 1：由一个节点组成，入度=O。
准则 2：由一个节点组成 ，出度=O。
准则3：由一个节点组成，入度≥2或出度≥2。
准则4：由一个节点组成，入度=1并且出度=1。
准则5：长度≥l的最大链。
定义 5．3：DD一路径图。给定采用命令式语言编写的一段程序，
其 DD-路径图是有向图。其中，节点表示其程序图的DD一路径，边
表示连续 D 路径之间的控制流。
(三)基本路径测试。所谓基本路径测试，是以以下几个方
面展开的：
1．数学上的 “基”的概念。2．该空间中的任何其他向量都可
以用基向量表示。3．基本路径测试是由Thomas McCabe首先提出
的一种白盒测试技术。4．基本路径测试方法使测试用例设计者产
生一种 过程 设计 (procedural design)的逻辑 复杂 性测度
(1ogical complexity measure)，这种测度为执行路径的基本集
的定义提供指导。5．执行该基本集所生成的测试用例保证程序中
的每一条语句至少执行一次。
(四)独立程序路径。独立路径是任何贯穿程序的、至少引
入一组新的处理语句或一个新的条件的路径。当按照程序图进行
描述时，独立路径必须沿着至少一条边移动。这条边在定义该路
径之前未被遍历。
(五)圈(cyclomatic)复杂度。圈复杂度的值是用基本集合
定义程序的独立路径数，它为我们提供了保证所有语句被执行一
次所需测试数量的上限。
三、基于路径测试的具体实施过程
基本路径测试步骤：
1．以设计或源代码为基础，画出相应的程序图。2．确定所得
DD-路径图的圈复杂度。3．确定线性独立路径的基本集合。4．准备
测试用例，强制执行基本集合中每条路径。
四、基于路径测试的案例分析
(一)案例描述。计算不超过 100个数字的平均值，同时计
算总和与有效数字个数，具体实现代码如下：
intaverage(int value[]，int min，int max)
int I；
int average，input，valid，sum：
i=O：
input=val id=O；
sum=0：
while(value[i]!=一999&＆input<1OO)
{
input++；
if(value[i]>：min&&value[i]<=max)
{
val id=val id+l；
sum=sum+value[i]；
)
i++：
}
if(valid>O)
average=sum／val id；
e]se
Average=一999；
return average；
l
(二)以设计或源代码为基础，画出相应的程序图。按照叻一
路径的准则，可得出语句与节点对应关系表，如表 I所示。
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表 I 程序语句与DD-路径图节点对应关系表
语句号 DD一路径图 准则
节点号
5 1 DD一路径的准则l
6，7 2 DD-路径的准则5
8 3，4 复合条件中，每个条件对应一个节点
9。 1O 5 DD一路径的准则5
1l 6，7 复合条件中，每个条件对应一个节点
12，l3，14，l5 8 DD一路径的准则5
16 9 DD一路径的准则4
17 10 DD一路径的准则 3
l8 1l DD_路径的准则3
19 12 加一路径的准则4
20 13 DD一路径的准则4
2l 14 叻一路径的准则3
22 15 DD一路径的准则2
依照上述代码的流程图及表 I中语句与节点对应关系，可得
出其程序图，也就是其 DD一路径图 (如图 I所示)。
图 I DD-路径图
(三)计算 DD一路径图的圈复杂度。通过下面三种方式均能
计算机其圈复杂度为6。
1．V(G)=6(域数)。2．V(G)=19(边数)一15(结点数)+2=6。
3．V(G)=5(判定结点数)+1----6
(四)确定线性独立路径的基本集合。首先选择一个基线路
径，应该对应某个 “正常案例”程序执行。这种方法有一定的随
意性，McCabe建议选择都有尽可能多的判断节点的路径。
接下来重新回溯基线路径，依次 “翻转”每个判断点，即当
节点的出度≥2时，必须取不同的边。
路径 1：1—2—3—1 l一12—14-15
选择路径 1作为基线后，
这条路径上的第一个判断节点 (出度≥2)是节点3，因此对
于下一个基路径应该经过节点3到节点4的边，而不是节点3到
节点l1的边，路径 卜2—3—4一l1—12—14—15，由此得到的基路径集
合可能与原基路径不同。这没有问题，因为不要求唯一基。
路径 1：卜2—3-1卜12-14—15
路径 2：1—2—3—1l一13-14一l5
路径 3：1—2—3—4—1 l一12-14—15
路径 4：1—2—3-4—5—6-9—10—3-．．．
路径 5：1—2—3—4—5-6-7—9—10—3一⋯
路径 6：l一2—3—4—5—6-7-8—9—10—3一．．．
路径 4、5和6后面的省略号 (⋯)表示可加上控制结构其余
部分的任意路径。
(五)准备测试用例，强制执行基本集合中每条路径
表II 基本路径测试选择的测试用例
测试路径
编号 测试用例描述 预期结果
路径 1 value[k]=有效值(k<i) 基于k的正确平均值
value[i]一999(1<i<lO0)
路径 2 value[1]：一999 average=一999
试图处理 101个或更多值， 路径 3 基于k的正确平均值
前面 100个数有效
value[k]<min(k<i) 路径 4 基于k的正确平均值
value[i]=有效值 (i<lO0)
value[k]>max)(k>=i) 路径 5 value[i]=有效值(i<lO0) 基于k的正确平均值
路径6 value[i]=有效值(i<100) 基于k的正确平均值
五、结语
软件测试是软件开发周期的一个必备环节，同时它也是一项
非常复杂的过程，在时间上可能会大大延长软件的开发周期，对
于复杂软件更是如此。基于路径的测试有时并不能完成全部测试
要求，需要配合其他测试技术一起来实现。
参考文献：
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工业出版社．2011
[4JSrinivasan Diskan，Gopalaswamy IKamesh．Software Testing
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[作者简介]刘若华 (1982一)，女，河南沈丘县人，周口职业
技术学院讲师，研究方向：软件工程与网络；楚书来 (1982一)，
男，河南沈丘县人，周口职业技术学院讲师，研究方向：软件工
程与网络。
(上接第 112页)
备相对不广泛的带宽要求，大多数用户接入带宽的需求是比较低
的，作为汇聚设备，多个局域网交换机聚集最多的 PON，作为一
个经济体系的可行性一个强大的过渡方案。用户对带宽需求的进
一 步增长，你就可以慢慢增加分流单级，一个ONU的光纤接入点
的部署，进一步扩展，逐步发展为FTTH／FTTO模式。
(三)FTTO模式
这种模式的应用和 FTTH、FTTB／FTTC等模式相互重叠，并没
有绝对的区分。在 FTTO模式中，可以将 ONU部署在企业园区或者
办公室内中，其通过UNI侧接口的种类进行功能的区分。通常PON
系统要可以提供完备的V5、POTS以及其它的普通数据业务和数据
专线业务的接入能力，并且要具备相应的保护倒换功能。对于
FTTO商务客户模式，在应用PON的过程中，难免要和已有的多业
一 99一
务传送平台形成竞争关系，而且多业务传送平台的应用已经得到
的广泛的应用。不过PON具备2O公里的传输距离以及灵活的组网
能力，因此在大容量的带宽需求或者地理覆盖较为稀疏的应用场
所，FTT0模式的优势仍是非常明显的。
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