一、黑盒測(cè)試與白盒測(cè)試

在***彈中（《單元測(cè)試***彈——從軟件開(kāi)發(fā)生命周期談單元測(cè)試》）我們介紹過(guò)，軟件的測(cè)試包含單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和回歸測(cè)試四個(gè)階段。那么，這里我們先來(lái)看下各個(gè)階段都使用怎樣的測(cè)試方法。

軟件測(cè)試，從測(cè)試方法上來(lái)區(qū)分可以分為黑盒測(cè)試、白盒測(cè)試和灰盒測(cè)試。

1. 黑盒測(cè)試

黑盒測(cè)試，也稱為功能測(cè)試。測(cè)試者不了解程序的內(nèi)部情況，不需具備應(yīng)用程序的代碼、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和編程語(yǔ)言的專門知識(shí)。只知道程序的輸入、輸出和系統(tǒng)的功能，這是從用戶的角度針對(duì)軟件界面、功能及外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，而不考慮程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)。測(cè)試案例是依應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該做的功能，照規(guī)范、規(guī)格或要求等設(shè)計(jì)。測(cè)試者選擇有效輸入和無(wú)效輸入來(lái)驗(yàn)證是否正確的輸出。 此測(cè)試方法可適合大部分的軟件測(cè)試，如集成測(cè)試以及系統(tǒng)測(cè)試。

黑盒測(cè)試主要是為了發(fā)現(xiàn)以下幾類錯(cuò)誤：

• 是否有不正確或遺漏的功能?
• 在接口上，輸入是否能正確的接受?能否輸出正確的結(jié)果?
• 是否有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤或外部信息(例如數(shù)據(jù)文件)訪問(wèn)錯(cuò)誤?
• 性能上是否能夠滿足要求?
• 是否有初始化或終止性錯(cuò)誤?

2. 白盒測(cè)試

白盒測(cè)試又稱透明盒測(cè)試、結(jié)構(gòu)測(cè)試等。測(cè)試應(yīng)用程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或運(yùn)作，而不是測(cè)試應(yīng)用程序的功能(即黑盒測(cè)試)。在白盒測(cè)試時(shí)，以編程語(yǔ)言的角度來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試案例。測(cè)試者輸入數(shù)據(jù)驗(yàn)證數(shù)據(jù)流在程序中的流動(dòng)路徑，并確定適當(dāng)?shù)妮敵觯愃茰y(cè)試電路中的節(jié)點(diǎn)。測(cè)試者了解待測(cè)試程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、算法等信息，這是從程序設(shè)計(jì)者的角度對(duì)程序進(jìn)行的測(cè)試。 白盒測(cè)試可以應(yīng)用于單元測(cè)試、集成測(cè)試和系統(tǒng)的軟件測(cè)試流程。

白盒測(cè)試主要是想對(duì)程序模塊進(jìn)行如下檢查：

• 對(duì)程序模塊的所有獨(dú)立的執(zhí)行路徑至少測(cè)試一遍。
• 對(duì)所有的邏輯判定，取“真”與取“假”的兩種情況都能至少測(cè)一遍。
• 在循環(huán)的邊界和運(yùn)行的界限內(nèi)執(zhí)行循環(huán)體。
• 測(cè)試內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性，等等。

3. 灰盒測(cè)試

灰盒測(cè)試，是介于白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試之間的一種測(cè)試，灰盒測(cè)試多用于集成測(cè)試階段，不僅關(guān)注輸出、輸入的正確性，同時(shí)也關(guān)注程序內(nèi)部的情況。灰盒測(cè)試不像白盒那樣詳細(xì)、完整，但又比黑盒測(cè)試更關(guān)注程序的內(nèi)部邏輯，常常是通過(guò)一些表征性的現(xiàn)象、事件、標(biāo)志來(lái)判斷內(nèi)部的運(yùn)行狀態(tài)。

4. 對(duì)代碼做白盒測(cè)試

上面介紹了軟件測(cè)試中的黑盒、白盒和灰盒測(cè)試。白盒測(cè)試被廣泛的使用在單元測(cè)試階段。

這里我們先來(lái)分析下，我們要進(jìn)行單元測(cè)試，需要做哪些事情?因?yàn)閱卧獪y(cè)試的主要手段是白盒測(cè)試，白盒測(cè)試的測(cè)試方法是：測(cè)試者輸入數(shù)據(jù)驗(yàn)證數(shù)據(jù)流在程序中的流動(dòng)路徑，并確定適當(dāng)?shù)妮敵?。那么整個(gè)測(cè)試流程大概需要包含以下幾個(gè)步驟：

• 初始化測(cè)試環(huán)境、準(zhǔn)備測(cè)試數(shù)據(jù)。
• 調(diào)用需要被測(cè)試的單元。
• 收集結(jié)果，并與期望值比較。
• 測(cè)試數(shù)據(jù)清理。

以上四個(gè)步驟在每個(gè)單元在被測(cè)試的時(shí)候都需要被執(zhí)行。舉個(gè)例子，我們有一個(gè)除法運(yùn)算的方法，我們要對(duì)他做單元測(cè)試。

public class Calculator{ 
    public float divide(float divisor，float dividend){ 
        return divisor/dividend; 
    } 
} 

我們要在程序中驗(yàn)證上面這個(gè)方法的正確性，一般會(huì)寫以下代碼來(lái)測(cè)試他：

public class CalculatorTest{ 
    public static void main(String [] args){ 
        Calculator calculator = new Calculator(); 
        float result = calculator. divide(10.0,2.0); 
        if(result == 5.0){ 
            System.out.println("divide test ok"); 
        }else{ 
            System.out.println("divide test failed"); 
        } 
    } 
} 

這只是對(duì)該方法測(cè)試的***個(gè)測(cè)試，如果我想測(cè)試這個(gè)方法在被除數(shù)是0的情況下會(huì)怎么樣，那么我就要再寫一個(gè)CalculatorTest2，然后重寫寫一個(gè)main方法，再重新定義一個(gè)Calculator對(duì)象，然后在調(diào)用divide方法的時(shí)候把第二個(gè)參數(shù)的值傳為0。

其實(shí)上面的測(cè)試是存在很大問(wèn)題的，因?yàn)樵趦?nèi)存中并無(wú)法精確的存儲(chǔ)浮點(diǎn)數(shù)，當(dāng)我們把兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)相除的時(shí)候結(jié)果并不一定可以精確的存儲(chǔ)下來(lái)，而我們的逾期結(jié)果卻是一個(gè)精確值，這樣的比較可能會(huì)不相等的。但是這樣的情況需要多個(gè)case才有可能被發(fā)現(xiàn)。

所以，我們?cè)跍y(cè)試一個(gè)類中的一個(gè)方法的時(shí)候，可能要定義大量的類，然后需要分別執(zhí)行，并且通過(guò)看控制臺(tái)的輸出才能確認(rèn)結(jié)果。

這里，請(qǐng)先記住這些問(wèn)題，因?yàn)?，接下?lái)我們要介紹的測(cè)試框架會(huì)幫我們解決這些問(wèn)題的。

二、單元測(cè)試框架

通常，在沒(méi)有特定框架支持下，我們?cè)趯?duì)一個(gè)方法進(jìn)行單元測(cè)試的時(shí)候，無(wú)外乎是使用分支判斷、異常處理、流程控制等來(lái)控制代碼的執(zhí)行，通過(guò)程序輸出來(lái)表示方法的執(zhí)行成功和失敗。這樣存在的***問(wèn)題就是我們每執(zhí)行完一個(gè)單測(cè)之后，都要去控制臺(tái)看輸出才知道單元測(cè)試有沒(méi)有成功，這明顯是不合理的，因?yàn)閱卧獪y(cè)試是需要自動(dòng)化執(zhí)行的，程序沒(méi)辦法幫我們檢查輸出是否正確的。

單元測(cè)試框架就解決了這個(gè)問(wèn)題，一旦使用了框架，加入單元測(cè)試相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)簡(jiǎn)單許多。通常，Java中常用的單元測(cè)試框架一般包含三個(gè)功能：測(cè)試工具、測(cè)試套件、測(cè)試運(yùn)行器。

1. 測(cè)試工具

測(cè)試工具是一整套固定的工具用于基線測(cè)試。測(cè)試工具的目的是為了確保測(cè)試能夠在共享且固定的環(huán)境中運(yùn)行，因此保證測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性。一般負(fù)責(zé)初始化測(cè)試環(huán)境、準(zhǔn)備測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)清理。

2. 測(cè)試套件

測(cè)試套件意味捆綁幾個(gè)測(cè)試案例并且同時(shí)運(yùn)行。

3. 測(cè)試運(yùn)行器

用于執(zhí)行測(cè)試案例。一般負(fù)責(zé)調(diào)用需要被測(cè)試的單元、收集結(jié)果、并與期望值比較。

除了以上這些功能之外，針對(duì)不同的功能，一般還會(huì)提供很多API和語(yǔ)法支持。

下一彈會(huì)重點(diǎn)介紹如何使用JUnit進(jìn)行單元測(cè)試—《單元測(cè)試第三彈——使用JUnit進(jìn)行單元測(cè)試》

【本文是51CTO專欄作者Hollis的原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載聯(lián)系作者本人獲取授權(quán)】

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