Bài giảng Kiểm thử phần mềm - Chương 3: Kiểm thử hộp trắng - Nguyễn Thanh Hùng

iều khiển
 Lưu ý
Không thể có được tất cả các test case 
 mong muốn bằng việc áp dụng 1 kỹ thuật 
 kiểm thử duy nhất.
Trước khi áp dụng các kỹ thuật kiểm thử hộp 
 trắng, hãy xem lại code.
 Nội dung
 Giới thiệu về kiểm thử hộp trắng
 Các kỹ thuật kiểm thử hộp trắng:
 . Kiểm thử đường dẫn cơ sở
 . Kiểm thử điều kiện/kiểm thử nhánh
 . Kiểm thử vòng lặp
 . Kiểm thử luồng điều khiển
 Kiểm thử đường cơ sở (Basis Path)
Định nghĩa: Thu được các trường hợp thử
 nghiệm từ đường cơ sở, được xác định
 theo biểu đồ dòng chảy của chương trình
Các bước:
 . 1. Xây dựng một đồ thị dòng chảy dựa trên logic của
 chương trình
 . 2. Tính toán độ phức tạp Cyclomatic của đồ thì dòng chảy
 . 3. Xác định đường cơ sở.
 . 4. Kiểm tra nếu số đường cơ sở không nhiều hơn độ phức
 tạp Cyclomatic.
 . 5. Thiết kế trường hợp thử nghiệm để kiểm tra các đường
 cơ sở
 ng
 ng
 .
 nh.
 .
 nh.
 .
 ch:
 •
 •
 19
 ng
 m:
 .
 n.
 .
 n,
 ng:
 . n.
 .
 c cung.
 20
 ng
  ng:
Các cấu trúc điều khiển
 21
 nh
 u 
a một 
 nh
 22
ng
 23
 m:
 . :
 . )
 . 11 cung
 . n
 24
Ví dụ 2
 25
 nh

 t một lệnh).

 nh

 n hơn).
 26
 nh

 ch sau:
 . V(G) = E - N + 2 (= 11-9+2 = 4) 
 . ng (= 4)
 . V(G) = P – 1 (= 5-1 =4)
 .
 : V(G) = 4
 .
 27
 Quy trình xác định các đường tuyến tính độc lập
 c :

 t.

 i.

 i.

 a.

 C).
 28
c nh c ca m thư
 29
Ví dụ
 30
 Độ phức tạp Cyclomatic C
 nh 
 p C = 5+1 = 6. 
 : 
11 ﰂ10 ﰂ 2 ﰂ 1 .1
11 ﰂ10 ﰂ3 ﰂ 2 ﰂ1 .2
12 ﰂ10 ﰂ 2 ﰂ1 .3
9 ﰂ8 ﰂ5 ﰂ4 ﰂ3 ﰂ 2 ﰂ1 .4
9 ﰂ8 ﰂ6 ﰂ5 ﰂ4 ﰂ3 ﰂ 2 ﰂ1 .5
 9 ﰂ8 ﰂ7 ﰂ6 ﰂ5 ﰂ4 ﰂ3 ﰂ 2 ﰂ1 .6
 31
Thiết kế các test-cases
 ng 1: 
 -
 -
 a k 
 ng 4 hay 5 hay 6. 
 ng 2:
ﰂ i - 
 p lệ. (2) tcnt = 100. (3) vcnt = 100 
 ng 3:
 -
 ng : (1) average = -999. (2) tcnt = 0 (3) vcnt = 0
 32
 Thiết kế các test-cases
 ng 4:
i -999 
 i k < i
 p lệ)
 ng 5:
i <= 100 ﰂ i - 
 i k <= i
 p lệ)
 ng 6:
ﰂ i - 
i<=100
 33
 p lệ. (2) tcnt3 )= vcnt 100 .= ( 100
 Ví dụ
Xét ví dụ về tam giác:
1. program triangle (input, output);
2. VAR a,b,c: integer;
3. IsATriangle: boolean;
4. BEGIN
5. writeln(“Enter integers: “);
6. readln(a,b,c);
7. Writeln(“Side A is: “, a, “Side B is: “, b, “Side C is: “, c);
8. IF(a <b+c) AND (b < a+c) AND (c<a+b) THEN
9. IsATriangle = True;
10. ELSE IsATriangle = False;
11. IF IsATriangle) 
12. THEN 
13. BEGIN
14. IF (a=b) XOR (a=c) XOR (b=c) AND NOT((a=b) AND (a=c)
15. THEN writeln(“Equilateral”);
16. IF (a=b) AND (b=c)
17. THEN writeln(“Equilateral”);
18. IF(a b) AND (a c) AND (ac) 
19. THEN writeln(“Scalene”);
20. END
21. ELSE Writeln(“Not a Triangle”);
22. END
 Ví dụ
Thiết kế trường hợp kiểm thử cho kiểm thử đường cơ sở
 35
Ví dụ
 36
Đồ thị dòng chảy
 37
Độ phức tạp “Cyclomatic”
  Số vùng khép kín bao gồm cả các hình 
 tứ giác = 4 +1
  Số lượng nhị phân +1 = 4+1=5
  Số cạnh – số nút + 2 = 15-12+2=5
Đường cơ sở và các trường hợp kiểm thử (1)
 1. 12-15->16->17->21->22->24->26-27->30
 Trường hợp kiểm thử: Input = (68,68,56)
 Kết quả dự kiến: tam giác cân
 2. 12-15->16->17->21->22->24->25->30
 Trường hợp kiểm thử: Input = (68,60,56)
 Kết quả dự kiến: tam giác không cân
Đường cơ sở và các trường hợp kiểm thử (2)
 3. 12-15->16->17->21->22->23->30
 Trường hợp kiểm thử: Input = (68,68,68)
 Kết quả dự kiến: tam giác đều
 4. 12-15->16->18->20->21->28-29->30
 Trường hợp kiểm thử: Input = (68,8,56)
 Kết quả dự kiến: không phải là tam giác
 binarySearch() Example
 Bài tập - BinarySearch
 public int binarySearch(int sortedArray[ ], int searchValue)
 {
 int bottom = 0;
 int top = sortedArray.length - 1;
 int middle, locationOfsearchValue; 2
 boolean found = flase;
 1 locationOfsearchValue = -1; /* the location of searchValue in the sortedArray */
 /* location = -1 means that searchValue is not found */
 while ( bottom <= top && !found)
 { 3
 middle = (top + bottom)/2;
 4 if (searchValue == sortedArray[ middle ])
 {
 5 found = true;
 locationOfsearchValue = middle;
 }
 6 else if (searchValue < sortedArray[ middle ])
 top = middle - 1;
 else 7
 8 bottom = middle + 1;
 } // end while
 9
 10 return locationOfsearchValue;
 }
 41
 25
The CFG of Function binarySearch()
 1
 2
 3
 4
 6 5
 8 7
 9
 10 26
 13
 binarySearch() Example
 public int binarySearch(int sortedArray[ ], int searchValue)
 {
 int bottom = 0;
 int top = sortedArray.length - 1;
 int middle, locationOfsearchValue; 2
 boolean found = flase;
 1 locationOfsearchValue = -1; /* the location of searchValue in the sortedArray */
 /* location = -1 means that searchValue is not found */
 while ( bottom <= top && !found)
 { 3
 middle = (top + bottom)/2;
 4 if (searchValue == sortedArray[ middle ])
 {
 5 found = true;
 locationOfsearchValue = middle;
 }
 6 else if (searchValue < sortedArray[ middle ])
 top = middle - 1;
 else 7
 8 bottom = middle + 1;
 } // end while
 9
 10 return locationOfsearchValue;
 }
 25
 Bài tập – BinarySearch - CFG
The CFG of Function binarySearch()
 1
 2
 3
 4
 6 5
 8 7
 9
 10 26
 42
 13
 Cyclomatic Complexity
• Three ways to compute cyclomatic complexity:
– The number of regions of the flow graph correspond 
to the cyclomatic complexity.
– Cyclomatic complexity, V(G), for a flow graph G is 
defined as V(G) = E - N + 2 (13-10+2=5)
where E is the number of flow graph edges and N is 
the number of flow graph nodes.
– Cyclomatic complexity, V(G) = P + 1
where P is the number of predicate nodes contained 
in the flow graph G.
 29
CyclomatBàiic tậpCo –mBinarySearchplexity o f– FĐộu nphứccti otạpn 
 binarySearch()
 1 predicate nodes
 2
 3
 R3 4
 R1 regions
 6 R2 5
 8 R5
 R4 7
 9 V(G) = 5 regions
 10 V(G) = 13(edges) – 10(nodes) +2 = 5
 V(G) = 4(predicate nodes)30 + 1 = 5
 43
 15
 Cyclomatic Complexity
• Three ways to compute cyclomatic complexity:
– The number of regions of the flow graph correspond 
to the cyclomatic complexity.
– Cyclomatic complexity, V(G), for a flow graph G is 
defined as V(G) = E - N + 2 (13-10+2=5)
where E is the number of flow graph edges and N is 
the number of flow graph nodes.
– Cyclomatic complexity, V(G) = P + 1
where P is the number of predicate nodes contained 
in the flow graph G.
 29
CyclomatBàiic tậpCo –mBinarySearchplexity o f– FĐườngunct icơo nsở 
 binarySearch()
 1 predicate nodes
 2
 3
 R3 4
 R1 regions
 6 R2 5
 8 R5
 R4 7
 9 Path 1: 1-2-10
 Path 2: 1-2-3-10
 10 Path 3: 1-2-3-4-5-9-2- ...
 Path 4: 1-2-3-4-6-7-9-230-...
 Path 5: 1-2-3-4-6-8-9-2-... 44
 15
 Bài tập – BinarySearch – Test-cases
 Path 1 test case:
 . Inputs: sortedArray = { }, searchValue = 2
 . Expected results: locationOfSearchValue = -1
 Path 2 test case: cannot be tested stand-alone! 
 . Inputs: sortedArray = {2, 4, 6}, searchValue = 8
 . Expected results: locationOfSearchValue = -1
 Path 3 test case:
 . Inputs: sortedArray={2,4,6,8,10},searchValue = 6
 . Expected results: locationOfSearchValue = 2
 • Path 4 test case:
 . Inputs: sortedArray = {2, 4, 6, 8, 10}, searchValue = 4
 . Expected results: locationOfSearchValue = 1
 • Path 5 test case:
 . Inputs: sortedArray = {2, 4, 6, 8, 10}, searchValue = 10 
 . Expected results: locationOfSearchValue = 4 45
 Kỹ thuật ma trận kiểm thử

 ng:
 . t
 . t cột.

 t
 46
Ví dụ ma trận kiểm thử
 47
Ví dụ ma trận kiểm thử
 2 – 1 = 1
 2 – 1 = 1
 1 – 1 = 0
 2 – 1 = 1
 1 – 1 = 0
 1 – 1 = 0
 1 – 1 = 0
 V(G) = 3 + 1 = 4
 48
 Nội dung
 Giới thiệu về kiểm thử hộp trắng
 Các kỹ thuật kiểm thử hộp trắng:
 . Kiểm thử đường dẫn cơ sở
 . Kiểm thử điều kiện/kiểm thử nhánh
 . Kiểm thử vòng lặp
 . Kiểm thử luồng điều khiển
 Kiểm thử điền kiện
 Kiểm thử điều kiện
 . Phương pháp thiết kế test-case để kiểm tra các điều kiện logic
 Điều kiện logic
 . u kiện đơn nh): X
 . u kiện đơn c 
 nh: , ≥ hay ≠
 c
 p
 nh (┘)
 D = X1 & X2 &...Xn Xi bool
Nếu một điều kiện sai, ít nhất một thành phần trong 
 điều kiện sai
 50
 u kiện lôgic
Sai biến Bool
Sai toán tử Bool
Sai số hạng trong biểu thức toán tử Bool
Sai toán tử quan hệ
Sai biểu thức số học
 51
 nh
 u kiện nh.

 u kiện t hiện 
 nh liên quan.
 nh
 nh “true” “false”
 n.
 52
 n
 n 
 cho c 
 a.

 i, song c hiện!

 c 
 nh n (quan hệ)

 ?
 53
 BRO
BRO quan hệ 
 (branch and relational operation)
 . ng “
 n thư”
 n chung.
 . :
 D=X1&X2&...Xn, Xi bool
 a Xi
 nh?.
 54
 – o
 ng buộc Xi u kiện D
 ,
 u kiện đơn Xi trong
 ng.
 : Khi
 cho c
 i Xi
 n để a D
 55
 – ng buộc
 i n Bool B
 t (true) hoặc f (false).
 c quan hệ (AΘB
 quan hệ:
 >, <, =, #
 c).
 56
 – ng buộc 1
 u kiện C = A ∩ B
 n Bool
 u ra a f.

 ng buộc
 a C.
 . i C=t
 . i C=f
 57
 – ng buộc
 u kiện C=(B=E)
 “=“ “”
 i f

 c cặp (t,t), (t,f) (f,t)
 i “=“
 i “”
 :
 (f,=)

 quan hệ trong
 C
 58
 – ng buộc
 u kiện c
 quan hệ (A>B) (E=F)
 ng buộc (f,t)
 : (>,=); (>,,>);
 (=,=) (<,=).

 quan hệ trong
 C.
 59
 Nội dung
Giới thiệu về kiểm thử hộp trắng
Kiểm thử đường dẫn cơ sở
Kiểm thử điều kiện/kiểm thử nhánh
Kiểm thử vòng lặp
Kiểm thử luồng điều khiển
 Kiểm thử vòng lặp
Định nghĩa:
Tập trung vào hiệu lực của các cấu trúc vòng lặp, đặc biệt là 
các biến thể vòng lặp.
Bốn kiểu vòng lặp:
 . 1. Simple loop: một vòng lặp đơn
 . 2. Nested loops: một vòng lặp trong vòng lặp khác
 . 3. Concatenated loops: một vòng lặp sau vòng lặp khác
 . 4. Unstructured loops: các vòng lặp được nối vòng và lồng nhau 
 phức tạp 61
Kiểm thử vòng lặp
 Simple 
 Loop
 Nested 
 Loops
 Concatenated 
 Loops Unstructured Loops
 62
Kiểm thử các vòng lặp đơn
 Với n là số vòng lặp tối đa cho
 phép, các trường hợp kiểm tra bao
 gồm:
 1. hoàn toàn bỏ qua vòng lặp
 2. qua một vòng lặp
 3. qua hai vòng lặp
 4. qua m vòng lặp với m < n
 5. qua (n-1), n, và (n+1) vòng lặp
 63
 Kiểm thử vòng lặp lồng nhau
 1. Bắt đầu vòng lặp trong cùng. Đặt tất
 cả các vòng ngoài với các giá trị tham
 số tối thiểu cho sự lặp lại của chúng.
 2. Kiểm tra các giá trị tối thiểu, điển hình,
 tối đa cho vòng lặp trong cùng, trong
 khi giữ các vòng lặp ngoài tại các giá
Nested trị tối thiểu của chúng.
Loops 3. Di chuyển ra khỏi một vòng lặp và
 thiết lập nó như trong bước 2, giữ tất
 cả các vòng lặp bên trong những giá
 trị tiêu biểu. Tiếp tục bước này cho
 đến khi vòng lặp ngoài cùng đã được64
 thử nghiệm.
 Kiểm thử vòng lặp ghép nối
 Nếu mỗi vòng lặp là độc lập với
 các vòng lặp khác thì kiểm tra
 chúng như các vòng lặp đơn
 giản.
 Nếu hai vòng được nối tiếp,
 vòng lặp 1 được dùng như là giá
Concaten
 ated trị ban đầu cho vòng lặp 2 thì
 Loops kiểm tra chúng như các vòng lặp
 lồng nhau.
 65
 Nội dung
Giới thiệu về kiểm thử hộp trắng
Kiểm thử đường dẫn cơ sở
Kiểm thử điều kiện/kiểm thử nhánh
Kiểm thử vòng lặp
Kiểm thử luồng điều khiển
 Tiêu chuẩn bao phủ
 Đôi khi còn được gọi là tiêu chuẩn kiểm thử phần mềm 
 hoặc tiêu chuẩn kiểm thử dữ liệu đầy đủ có thể được sử 
 dụng như:
 . Quy tắc dừng để xác định tính đầy đủ.
 . Kiểm tra đo chất lượng khi mức độ an toàn có liên quan với 
 mỗi tập kiểm tra.
 . Lựa chọn dữ liệu kiểm thử. Bộ kiểm tra được coi là tương 
 đương nếu đáp ứng các tiêu chí tương tự.
  Tiêu chuẩn kiểm thử hộp trắng
 • Tiêu chuẩn có xem xét đến cấu trúc bên trong của chương trình 
 có thể được chia thành.
 1. Tiêu chuẩn luồng điều khiển.
 2. Tiêu chuẩn luồng dữ liệu.
 67
 Tiêu chuẩn luồng điều khiển
Tiêu chuẩn luồng điều khiển
 . Kiểm tra các biểu thức logic trong đó xác định các 
 nhánh và cấu trúc vòng lặp của chương trình.
 . Được sử dụng chủ yếu trong các ngành công 
 nghiệp.
 . Các tiêu chí phổ biến nhất bao gồm:
 • 1. Bao phủ câu lệnh
 • 2. Bao phủ quyết định
 • 3. Bao phủ điều kiện
 • 4. Bao phủ quyết định / điều kiện
 • 5. Bao phủ đa điều kiện
 68
 Thứ tự tiêu chuẩn luồng điều khiển
 Định nghĩa
 . Nếu tất cả các tập kiểm tra thỏa mãn A cũng đáp ứng 
 B thì ta nói tiêu chuẩn A mạnh hơn tiêu chuẩn B
 Thứ tự các tiêu chuẩn
 . Phạm vi tiêu chuẩn bao phủ là yếu nhất.
 . Điều kiện tiêu chuẩn bao phủ là mạnh nhất.
 . Trình tự giữa cả hai là quyết định phạm vi bao phủ, 
 điều kiện bao phủ và quyết định phạm vi / điều khiện 
 bao phủ.
 69
 Bao phủ câu lệnh
Code1: . Định Nghĩa:
if ((A > 1) && (B == 0)) • Mỗi câu lệnh trong chương 
 X = X/A; trình được thực hiện ít nhất 
if ((A == 2) || (X > 1)) một lần.
 X=X+1;
 . Ví dụ:
 • Để thoả mãn bao phủ câu
 Code2: lệnh đáp ứng đoạn Code 1, một
 if ((A > 1) || (B == 0)) trường hợp kiểm thử có thể:
 X = X/A; A = 2 B= 0 X = 3
 if ((A == 2) || (X > 1))
 X=X+1; • Như đã thấy, tất cả các câu
 lệnh đều được thực thi.
 • Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu
 code sai như trong Code 2?
 70
 Bao phủ điều kiện (1)
 . Định Nghĩa:
Code1:
if ((A > 1) && (B == 0)) • Mỗi câu lệnh trong chương 
 X = X/A; trình được thực hiện ít nhất 
if ((A == 2) || (X > 1)) một lần và mỗi điều kiện có 
 X=X+1; thể xảy ra ít nhất một lần.
 • Một quyết định là một biểu 
 thức Boolean bao gồm một 
 hoặc nhiều điều kiện kết hợp 
 bởi các từ nối hợp lí, chẳng 
 hạn như “AND”, “OR” và 
 “NOT”.
 71
 Bao phủ điều kiện (2)
 . Ví dụ:
 • Để thoả mãn bao phủ điều
Code1: kiện đáp ứng đoạn code 1,
if ((A > 1) && (B == 0)) một trường hợp kiểm thử có
 X = X/A; thể:
if ((A == 2) || (X > 1)) A = 2 B= 0 X = 2
 X=X+1;
 A = 1 B= 0 X = 1
 Code2: • Như đã thấy, tất cả các 
 if ((A > 1) && (B >= 0)) câu lệnh đều được thực thi.
 X = X/A;
 if ((A == 2) || (X > 1)) • Nhưng điều gì sẽ xảy ra 
 X=X+1; nếu code sai trong ví dụ 2?
 72
 Áp dụng kỹ thuật kiểm thử hộp trắng
Dưới đây là một phương thức của một lớp nào đó, hãy áp
dụng kiểm thử hộp trắng để lấy được trường hợp kiểm thử
của nó
 73
 Trả lời
 Để áp dụng kiểm thử hộp trắng để lấy được 
 các trường hợp kiểm thử của nó, có thể làm 
 như sau:
 . Bước 1: Rút ra các trường hợp kiểm thử từ kiểm thử 
 đường dẫn cơ sở. 
 . Bước 2: Rút ra các trường hợp kiểm thử từ các kiểm 
 thử rẽ nhánh.
 . Bước 3: Rút ra các trường hợp kiểm thử từ kiểm thử 
 vòng lặp.
 . Bước 4: Cuối cùng nên thiết lập kiểm thử kết hợp tất 
 cả các bước trên.
 . Bước 5: Bổ xung các trường hợp kiểm thử đặc biệt 
 theo tính năng của chương trình.
 74
 Tóm tắt
 Kĩ thuật kiểm thử hộp trắng có thể kiểm tra logic
 của chương trình dựa trên cấu trúc của nó.
 Kĩ thuật kiểm thử hộp trắng bao gồm thử nghiệm
 đường dẫn cơ sở, kiểm tra rẽ nhánh và kiểm thử
 vòng lặp.
 Tiêu chuẩn bao phủ có thể được sử dụng như quy
 tắc dừng và kiểm tra dữ liệu.
 Tiêu chuẩn luồng điểu khiển được áp dụng trong
 các ngành công nghiệp bao gồm bao phủ câu
 lệnh, bao phủ điều kiện, bao phủ quyết định /
 điều kiện và bao phủ đa điều kiện.
 75
THE END
 76