软考 系统架构设计师系列知识点 —— 黑盒测试与白盒测试（2）
接前一篇文章：软考 系统架构设计师系列知识点 —— 黑盒测试与白盒测试（1）
本文内容参考：
黑盒测试和白盒测试详解-CSDN博客
软件测试中的各种覆盖（Coverage）详解-CSDN博客
特此致谢！
二、白盒测试
1. 基本介绍
白盒测试也称结构测试、透明盒测试、逻辑驱动测试或基于代码的测试，是一种动态分析法。白盒测试主要用于检测软件编码过程中的错误。程序员的编程经验、对编程软件的掌握程度、工作状态（编写代码时的精神状态）等因素都会影响到编程质量，导致代码错误。
软件程序基本的语法错误在程序调试时，就能够比较及时地发现，然后及时进行改正。但是软件程序在运算顺序、逻辑判断以及运行路径上的错误很难发现。在实际的软件程序代码编写上，没有程序员能够保证代码编写结构不出现任何错误，即使是水平很高的程序员也不能保证。白盒测试下，软件程序被看做是一个打开的盒子，盒子里有被测软件的源代码，还能够分析盒子内部的结构，所以这种测试方法能够全面地测试程序代码结构。
白盒测试方法一般遵循以下原则：
- 保证一个模块中的所有独立路径至少被测试一次。
- 所有逻辑值均需测试真（true）和假（false）两种情况。
- 检查程序的内部数据结构，保证其结构的有效性。
- 在上下边界及可操作范围内运行所有循环。
2. 优缺点
（1）优点
- 迫使测试人员去仔细思考软件的实现。
- 可以检测代码中的每条分支和路径。
- 揭示隐藏在代码中的错误。
- 对代码的测试比较彻底。
- 最优化。
（2）缺点
- 投入成本高、昂贵。
- 无法检测代码中遗漏的路径和数据敏感性错误。
- 不验证规格的正确性。
3. 方法
白盒测试方法主要分为语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定-条件覆盖、条件组合覆盖以及路径覆盖。
（1）语句覆盖（Statement Coverage）
基本思想是设计若干测试用例，运行被测程序，使程序中的每个可执行语句至少被执行一次。语句覆盖是最基础的覆盖标准。
示例：
def calculate(x):if x > 0: # 分支语句print("正数") # 语句1else:print("非正数") # 语句2测试用例：
- x为1（覆盖语句1）
- x为-1（覆盖语句2）
覆盖率计算：
-
总语句数：3（if + print + print）
-
已覆盖：3 → 100%语句覆盖
优缺点：
- 优点：简单易实现。
- 缺点：无法检测缺失分支（如没有测试x为0情况）。
（2）分支覆盖（Branch Coverage）
也称判定覆盖。基本思想是设计若干用例，运行被测程序，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，即判断真假值均曾被满足。
示例：
def check(score):if score >= 60: // 分支点return "及格"; // 分支1else:return "不及格"; // 分支2测试用例：
- score为80（覆盖分支1）
- score为50（覆盖分支2）
与语句覆盖的关系：
-
100%分支覆盖 ⇒ 100%语句覆盖
-
反之不成立
（3）条件覆盖（Condition Coverage）
基本思想是设计若干测试用例，执行被测程序以后，要使每个判断中每个条件的可能取值至少满足一次。
示例：
if (age > 18 && gender == 'M') { // 两个子条件// do something
}子条件：
- age > 18（T/F）
- gender == 'M'（T/F）
测试用例：
| 用例 | age | gender | 覆盖条件组合 |
|---|---|---|---|
| 1 | 20 | 'M' | T && T |
| 2 | 15 | 'F' | F && F |
| 3 | 20 | 'F' | T && F (可选) |
| 4 | 15 | 'M' | F && T (可选) |
（4）判定-条件覆盖
是判定和条件覆盖设计方法的交集，即设计足够的测试用例，使得判断条件中的所有条件可能取值至少执行一次，同时，所有判断的可能结果至少执行一次。
（5）条件组合覆盖
基本思想是设计足够的测试用例，使得程序中每个判断的所有可能的条件取值组合都至少出现一次。
（6）路径覆盖（Path Coverage）
基本思想是设计足够的测试用例，覆盖程序中所有可能的执行路径。路径覆盖是最严格的覆盖标准。
示例：
def func(x, y):if x > 0: # 分支1y += 1if y < 10: # 分支2x += 1return x + y独立路径：
- 分支1=T → 分支2=T
- 分支1=T → 分支2=F
- 分支1=F → 分支2=T
- 分支1=F → 分支2=F
现实挑战：
-
循环可能产生无限路径 → 通常限制循环次数
-
复杂度随分支数指数增长（n个分支⇒最多2ⁿ条路径）
优缺点：
- 优点：可以对程序进行彻底的测试用例覆盖，比前面讲的5种方法覆盖度都要高。
- 缺点：需要对所有可能的路径进行测试（包括循环、条件组合、分支选择等），那么需要设计大量、复杂的测试用例，使得工作量呈指数级增长。
至此，对于白盒测试就讲解完了。黑盒测试、白盒测试的全部内容也就讲解完了。