单元测试设计思路

 

1.     单元测试的任务

单元测试任务包括：1 模块接口测试；2 模块局部数据结构测试；3 模块边界条件测试；4 模块中所有独立执行通路测试；5 模块的各条错误处理通路测试。

模块接口测试是单元测试的基础。只有在数据能正确流入、流出模块的前提下，其他测试才有意义。测试接口正确与否应该考虑下列因素：

1 、输入的实际参数与形式参数的个数是否相同；

2、 输入的实际参数与形式参数的属性是否匹配；

3 、输入的实际参数与形式参数的量纲是否一致；

4、 调用其他模块时所给实际参数的个数是否与被调模块的形参个数相同；

5、 调用其他模块时所给实际参数的属性是否与被调模块的形参属性匹配；

6、调用其他模块时所给实际参数的量纲是否与被调模块的形参量纲一致；

7、 调用预定义函数时所用参数的个数、属性和次序是否正确；

8 、是否存在与当前入口点无关的参数引用；

9、 是否修改了只读型参数；

10 、对全程变量的定义各模块是否一致；

11、是否把某些约束作为参数传递。

如果模块内包括外部输入输出，还应该考虑下列因素：
　　1 、文件属性是否正确；

　　2、 OPEN/CLOSE语句是否正确；

　　3、 格式说明与输入输出语句是否匹配；

　　4、缓冲区大小与记录长度是否匹配；

　　5、文件使用前是否已经打开；

　　6、是否处理了文件尾；

　　7、是否处理了输入/输出错误；

　　8、输出信息中是否有文字性错误；

检查局部数据结构是为了保证临时存储在模块内的数据在程序执行过程中完整、正确。局部数据结构往往是错误的根源，应仔细设计测试用例，力求发现下面几类错误：

　　1 、不合适或不相容的类型说明；

　　2、变量无初值；

　　3、变量初始化或省缺值有错；

　　4、不正确的变量名（拼错或不正确地截断）；

　　5出现上溢、下溢和地址异常。

　　除了局部数据结构外，如果可能，单元测试时还应该查清全局数据（例如FORTRAN的公用区）对模块的影响。

　　在模块中应对每一条独立执行路径进行测试，单元测试的基本任务是保证模块中每条语句至少执行一次。此时设计测试用例是为了发现因错误计算、不正确的比较和不适当的控制流造成的错误。此时基本路径测试和循环测试是最常用且最有效的测试技术。计算中常见的错误包括：

　1、 误解或用错了算符优先级；

　2、混合类型运算；

　3、变量初值错；

　4、精度不够；

　5、表达式符号错。

比较判断与控制流常常紧密相关，测试用例还应致力于发现下列错误：

　　1、不同数据类型的对象之间进行比较；

　　2、错误地使用逻辑运算符或优先级；
　　3、因计算机表示的局限性，期望理论上相等而实际上不相等的两个量相等；
　　4、比较运算或变量出错；
　　5、循环终止条件或不可能出现；
　　6、迭代发散时不能退出；
　　7、错误地修改了循环变量。
　　一个好的设计应能预见各种出错条件，并预设各种出错处理通路，出错处理通路同样需要认真测试，测试应着重检查下列问题：
　　1、输出的出错信息难以理解；
　　2、记录的错误与实际遇到的错误不相符；
　　3、在程序自定义的出错处理段运行之前，系统已介入；
　　4、异常处理不当；
　　5、错误陈述中未能提供足够的定位出错信息。
     边界条件测试是单元测试中最后，也是最重要的一项任务。众的周知，软件经常在边界上失效，采用边界值分析技术，针对边界值及其左、右设计测试用例，很有可能发现新的错误。

2.     单元测试用例及用例设计

了解了单元测试的任务，下面介绍测试用例，测试用例也是单元测试的核心，决定你的单元测试是否成功。测试用例的核心是输入数据。预期输出是依据输入数据和程序功能来确定的，也就是说，对于某一程序，输入数据确定了，预期输出也就可以确定了，至于生成/销毁被测试对象和运行测试的语句，是所有测试用例都大同小异的。

单元测试测试用例一般采用逻辑覆盖法和基本路径法进行设计。

2.1.   逻辑覆盖法

逻辑覆盖是以程序内部的逻辑结构为基础的测试用例设计技术，这一方法要求测试人员对程序的逻辑结构有清楚的了解。逻辑覆盖可分为：语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定-条件覆盖、条件组合覆盖与路径覆盖。

1. 语句覆盖就是设计若干个测试用例，运行所测程序，使得每一可执行语句至少执行一次。

2. 判定覆盖就是设计若干个测试用例，运行所测程序，使得程序中每个判断的取真分支和取假分支至少经历一次。

3. 条件覆盖就是设计若干个测试用例，运行所测程序，使得程序中每个判断的每个条件的可能取值至少执行一次。

4. 判定--条件覆盖就是设计足够的测试用例，使得判断中每个条件的所有可能取值至少执行一次，同时每个判断的所有可能判断结果也至少执行一次。

5. 条件组合覆盖就是设计足够的测试用例，运行所测程序，使得每个判断的所有可能的条件取值组合至少执行一次。

6. 路径测试就是设计足够的测试用例，覆盖程序中所有可能的路径。

2.2.   基本路径法

基本路径测试法是在程序控制流图的基础上，通过分析控制构造的环路复杂性，导出基本可执行路径集合，从而设计测试用例的方法。设计出的测试用例要保证在测试中程序的每个可执行语句至少执行一次。基本路径测试法包括以下5个方面：

1. 程序的控制流图：描述程序控制流的一种图示方法。

2. 程序环境复杂性：McCabe复杂性度量；从程序的环路复杂性可导出程序基本路径集合中的独立路径条数，这是确定程序中每个可执行语句至少执行依次所必须的测试用例数目的上界。

3. 导出测试用例。

4. 准备测试用例，确保基本路径集中的每一条路径的执行。

5. 图形矩阵：是在基本路径测试中起辅助作用的软件工具，利用它可以实现自动地确定一个基本路径集。

2.3.   单元测试用例设计案例

好久前看过一篇非常不错的单元测试用例设计案例，但没有保留下来，感觉好可惜。一个好的单元测试案例对单元测试的入门是非常重要，希望这个案例能够帮助你对单元测试一些了解和对单元测试重要性的一个认识。

例如币种换算单元函数，要对这个函数进行单元测试。应该怎么去做个函数的单元测试呢？首先考虑的是该币种换算单元函数的输入输出参数，其次是输出结果与期望值是否相等；再次建立单元测试处理类，并相应建立测试该函数的测试方法，按照JUnit规范一般是test****()。