摘要：黑盒測(cè)試著眼于外部結(jié)構(gòu)，不考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只依據(jù)程序的需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)，檢查程序的功能是否符合它的功能說(shuō)明；而
白盒測(cè)試著眼于內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)軟件的過(guò)程性細(xì)節(jié)做細(xì)致的檢查。
關(guān)鍵詞：黑盒測(cè)試；白盒測(cè)試；測(cè)試用例
一、引言
隨著軟件市場(chǎng)的成熟，人們對(duì)軟件作用的期望值也越來(lái)越高，我國(guó)的軟件企業(yè)已越來(lái)越意識(shí)到軟件測(cè)試的重要性，逐漸加大軟件測(cè)試在整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)工程中的比重。
軟件測(cè)試并非傳統(tǒng)意義上產(chǎn)品交付前單一的“找錯(cuò)”過(guò)程，而是貫穿于軟件過(guò)程的始終，是一個(gè)科學(xué)的質(zhì)量控制過(guò)程。而對(duì)于任何工程產(chǎn)品都可以使用以下兩種方法之一進(jìn)行測(cè)試，即黑盒測(cè)試與白盒測(cè)試。
二、黑盒測(cè)試在軟件測(cè)試中的作用
黑盒測(cè)試也稱為功能測(cè)試、行為測(cè)試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試，在測(cè)試時(shí)，把程序看作一個(gè)不能打開(kāi)的黑盒，測(cè)試人員完全不考慮程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性，只依據(jù)程序的需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)，檢查程序的功能是否符合它的功能說(shuō)明，因此黑盒測(cè)試是基本測(cè)試。例如：我們用C#編寫(xiě)“計(jì)算器”應(yīng)用程序，我們?nèi)绻斎?并按sqrt鍵，就會(huì)得到結(jié)果2.645751311。使用黑盒子測(cè)試方式，不管“求平方根”要經(jīng)歷多少?gòu)?fù)雜運(yùn)算，只關(guān)心他的運(yùn)行結(jié)果。
黑盒測(cè)試方法主要有等價(jià)類劃分、邊值分析、因――果圖、錯(cuò)誤推測(cè)等，主要用于軟件確認(rèn)測(cè)試。“黑盒”法著眼于程序外部結(jié)構(gòu)、不考慮內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)、針對(duì)軟件界面和軟件功能進(jìn)行測(cè)試。“黑盒”法是窮舉輸入測(cè)試，只有把所有可能的輸入都作為測(cè)試情況使用，才能以這種方法查出程序中所有的錯(cuò)誤。實(shí)際上測(cè)試情況有無(wú)窮多個(gè)，人們不僅要測(cè)試所有合法的輸入，而且還要對(duì)那些不合法但是可能的輸入進(jìn)行測(cè)試。黑盒測(cè)試的主要缺陷是難于衡量系統(tǒng)的完整性，而白盒測(cè)試正好可以彌補(bǔ)這個(gè)缺陷。
“黑盒”表示看不見(jiàn)盒子里頭的東西，意味著黑盒測(cè)試不關(guān)心軟件內(nèi)部設(shè)計(jì)和程序?qū)崿F(xiàn)，只關(guān)心外部表現(xiàn)，即通過(guò)觀察輸入與輸出即可知道測(cè)試的結(jié)論。任何人都可以依據(jù)軟件需求來(lái)執(zhí)行黑盒測(cè)試。黑盒測(cè)試注重于測(cè)試軟件的功能性需求，著眼于程序外部結(jié)構(gòu)，不考慮內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，主要針對(duì)軟件界面和軟件功能進(jìn)行測(cè)試，多應(yīng)用于測(cè)試過(guò)程的后期。它是一種根據(jù)軟件需求，設(shè)計(jì)文檔，模擬客戶場(chǎng)景隨系統(tǒng)進(jìn)行的實(shí)際測(cè)試.這種測(cè)試技術(shù)涵蓋了測(cè)試的方方面面，它主要是為發(fā)現(xiàn)以下幾類錯(cuò)誤：是否出現(xiàn)功能錯(cuò)誤或遺漏；在接口上能否進(jìn)行正確的輸入與輸出；是否存在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤或外部數(shù)據(jù)庫(kù)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。
所以黑盒測(cè)試實(shí)際上是檢查以下幾點(diǎn)是否滿足要求：
1、c正確性 （Correctness）：計(jì)算結(jié)果，命名等方面。
2、d可用性 （Usability）：是否可以滿足軟件的需求說(shuō)明。
3、e邊界條件 （Boundary Condition）：輸入部分的邊界值，就是使用等價(jià)類劃分，試試最大最小和非法數(shù)據(jù)等等。
4、f性能 （Performance）：程序的性能取決于兩個(gè)因素：運(yùn)行速度的快慢和需要消耗的系統(tǒng)資源。如果在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)性能問(wèn)題，修復(fù)起來(lái)是非常艱難的，因?yàn)檫@常常意味著程序的算法不好，結(jié)構(gòu)不好，或者設(shè)計(jì)有問(wèn)題。因此在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的開(kāi)始階段，就要考慮到軟件的性能問(wèn)題。
5、g壓力測(cè)試 （Stress）： 多用戶情況可以考慮使用壓力測(cè)試工具，建議將壓力和性能測(cè)試結(jié)合起來(lái)進(jìn)行。如果有負(fù)載平衡的話還要在服務(wù)器端打開(kāi)監(jiān)測(cè)工具 ， 查看服務(wù)器 CPU 使用率，內(nèi)存占用情況，如果有必要可以模擬大量數(shù)據(jù)輸入，對(duì)硬盤(pán)的影響等等信息。
6、h錯(cuò)誤恢復(fù) （Error Recovery）：錯(cuò)誤處理，頁(yè)面數(shù)據(jù)驗(yàn)證，包括突然間斷電，輸入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)等。
7、i安全性測(cè)試 （Security）：特別是一些商務(wù)網(wǎng)站，或者跟錢(qián)有關(guān)，或者和公司秘密有關(guān)的 web 更是需要這方面的測(cè)試。
8、j 兼容性 （Compatibility）：不同瀏覽器，不同應(yīng)用程序版本在實(shí)現(xiàn)功能時(shí)的表現(xiàn)。
應(yīng)用黑盒測(cè)試技術(shù)，能夠設(shè)計(jì)出滿足下述標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試用例集：
（1）所設(shè)計(jì)出的測(cè)試用例能夠減少為達(dá)到合理測(cè)試所需要設(shè)計(jì)的測(cè)試用例總數(shù)；
（2）所設(shè)計(jì)出的測(cè)試用例能夠告訴我們，是否存在某些類型的錯(cuò)誤，而不僅僅指出與特定測(cè)試相關(guān)的錯(cuò)誤是否存在。
三、白盒測(cè)試在軟件測(cè)試中的作用
白盒測(cè)試也稱結(jié)構(gòu)測(cè)試或邏輯驅(qū)動(dòng)測(cè)試，是一種以理解軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和程序運(yùn)行方式為基礎(chǔ)的軟件測(cè)試技術(shù)，通常需要跟蹤一個(gè)輸入經(jīng)過(guò)了哪些處理，這些處理方式是否正確。這種方法是把測(cè)試對(duì)象看作一個(gè)打開(kāi)的盒子，它允許測(cè)試人員利用程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)及有關(guān)信息，設(shè)計(jì)或選擇測(cè)試用例，對(duì)程序所有邏輯路徑進(jìn)行測(cè)試。
白盒測(cè)試關(guān)注的是被測(cè)對(duì)象的內(nèi)部狀況，需要跟蹤源代碼的運(yùn)行。通過(guò)檢查軟件內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)，對(duì)軟件中的邏輯路徑進(jìn)行覆蓋測(cè)試；在程序不同地方設(shè)立檢查點(diǎn)，檢查程序的狀態(tài)，以確定實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與預(yù)期狀態(tài)是否一致。白盒測(cè)試者必須理解軟件內(nèi)部設(shè)計(jì)與程序?qū)崿F(xiàn)，并且能夠編寫(xiě)測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序，一般由開(kāi)發(fā)人員兼任測(cè)試人員的角色。在很多測(cè)試人員，尤其是初級(jí)測(cè)試人員認(rèn)為，白盒測(cè)試是只有非常了解程序代碼的高級(jí)測(cè)試人員才能做的測(cè)試。熟悉代碼結(jié)構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)的過(guò)程當(dāng)然對(duì)測(cè)試有很大的幫助，但有些白盒測(cè)試是不需要測(cè)試人員懂得每一行程序代碼的。假如我們有如下程序：
voidDoWhite_Box(int a,int b,int c)
{
inti=0,j=0;
if((a>4)&&(c<20))
{
i=a*b-1;
j=sqrt(i);
}
if((a= =5)||(b>15))
{
j=a*b+10;
}
j=j%3;
} |
對(duì)于上面的程序，設(shè)計(jì)兩個(gè)測(cè)試用例則可以滿足條件覆蓋的要求。
測(cè)試用例的輸入為：
{ a=5、b=15、c=15}
{ a=2、b=15、c=15}
上面的兩個(gè)測(cè)試用例雖然能夠滿足條件覆蓋的要求，但是也不能對(duì)判斷條件進(jìn)行檢查，例如把第二個(gè)條件b>15錯(cuò)誤的寫(xiě)成b<15，、上面的測(cè)試用例同樣滿足了分支覆蓋。
軟件的白盒測(cè)試是對(duì)軟件的過(guò)程性細(xì)節(jié)做細(xì)致的檢查。通過(guò)在不同點(diǎn)檢查程序狀態(tài)，確定實(shí)際狀態(tài)是否與預(yù)期的狀態(tài)一致。白盒測(cè)試主要是想對(duì)程序模塊進(jìn)行如下檢查：
1、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。
2、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。
3、在循環(huán)的邊界和運(yùn)行的界限內(nèi)執(zhí)行循環(huán)體。
4、測(cè)試內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性，等等。
白盒測(cè)試的主要方法有語(yǔ)句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判定/條件覆蓋、條件組合覆蓋、路徑覆蓋等，它是深入到代碼一級(jí)的測(cè)試，使用這種技術(shù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題最早，而且效果也是最好的。該技術(shù)主要的特征是測(cè)試對(duì)象進(jìn)入了代碼內(nèi)部，根據(jù)開(kāi)發(fā)人員對(duì)代碼和程序的熟悉程度，對(duì)有需要的部分進(jìn)行軟件編碼，開(kāi)發(fā)人員根據(jù)自己對(duì)代碼的理解和接觸來(lái)進(jìn)行軟件測(cè)試。
四、白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試的關(guān)系
白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試都是非常重要的環(huán)節(jié)，不存在技術(shù)含量誰(shuí)高誰(shuí)低的問(wèn)題，只是兩者的偏重不同，使用的技術(shù)也不同。黑盒測(cè)試人員偏重于業(yè)務(wù)方面，而白盒測(cè)試人員側(cè)重于實(shí)現(xiàn)方式；黑盒測(cè)試注重整體，而白盒測(cè)試則更注重局部。白盒測(cè)試是對(duì)過(guò)程的測(cè)試，黑盒測(cè)試是對(duì)結(jié)果的測(cè)試。
五、測(cè)試用例
實(shí)際上測(cè)試情況有很多個(gè)，不僅要測(cè)試所有有限的輸入，而且還要對(duì)那些不合法但可能的輸入進(jìn)行測(cè)試。這樣看來(lái)，完全測(cè)試是不可能的，所以我們要進(jìn)行有針對(duì)性的測(cè)試，通過(guò)制定測(cè)試案例指導(dǎo)測(cè)試的實(shí)施，保證軟件測(cè)試有組織、按步驟，以及有計(jì)劃地進(jìn)行。測(cè)試行為必須能夠加以量化，才能真正保證軟件質(zhì)量，而測(cè)試用例就是將測(cè)試行為具體量化的方法之一。其中邏輯覆蓋技術(shù)是白盒測(cè)試的典型技術(shù)，而等價(jià)劃分、邊界分析、因果圖等技術(shù)則是黑盒測(cè)試的較典型的技術(shù)。
六、結(jié)束語(yǔ)
黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試是兩種不同的測(cè)試方法。在整個(gè)的測(cè)試過(guò)程中兩種方法都會(huì)用到，但以經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在一個(gè)項(xiàng)目中測(cè)試工程師還是以黑盒測(cè)試為主，白盒測(cè)試為輔。因?yàn)槟闶紫纫煤诤袦y(cè)試來(lái)驗(yàn)證結(jié)果是否正確，或者說(shuō)目標(biāo)是否正確，如果結(jié)果正確，然后再用白盒測(cè)試來(lái)驗(yàn)證，這個(gè)正確的結(jié)果是不是由于正確的過(guò)程產(chǎn)生的。如果結(jié)果不正確，那么用白盒測(cè)試來(lái)找到過(guò)程中錯(cuò)誤的地方。只有先做好黑盒測(cè)試，然后用白盒測(cè)試驗(yàn)證，這個(gè)測(cè)試才能說(shuō)做的完整了。