Testare structurala

datele de test sunt generate pe baza implementarii (programului), fara a lua in considerare specificatia (cerintele) programului

pentru a utiliza metode structurale de testare programul poate fi reprezentat sub forma unui graf structurat

datele de test sunt alese astfel incat sa parcurga toate elementele (instructiune, ramura sau cale) grafului macar o singura data. In functie de tipul de elemente ales, vor fi definite diferite masuri de acoperire a grafului: acoperire la nivel de instructiune, acoperire la nivel de ramura sau acoperire la nivel de cale

Transformarea programului intr-un graf orientat

Pentru o secventa de instructiuni se introduce un nod

if c then s1 else s2

while c do s    repeat s until c

public class Test while (n<1||n>20);

System.out.println('input '+n+' character(s)');

for (i=0; i<n; i++)

a[i] = in.readCharacter();

nl = in.readCharacter();

do while ((response=='y') | response=='Y'));

}

Acoperire la nivel de instructiune: fiecare instructiune (nod al grafului) este parcursa macar o data

Acoperire la nivel de ramura: fiecare ramura a grafului este parcursa macar o data

Acoperire la nivel de cale: fiecare cale din graf este parcursa macar o data

1. Testare la nivel de instructiune (statement testing)

Pentru a obtine o acoperire la nivel de instructiune, trebuie sa ne concentram asupra acelor instructiuni care sunt controlate de conditii (acestea corespund ramificatiilor din graf)

Testarea la nivel de instructiune este privita de obicei ca nivelul minim de acoperire pe care il poate atinge testarea structurala. Acest lucru se datoreaza sentimentului ca este absurd sa dai in functionare un software fara a executa macar odata fiecare instructiune.

Totusi, destul de frecvent, acesta acoperire nu poate fi obtinuta, din urmatoarele motive:

Existenta unei portiuni izolate de cod, care nu poate fi niciodata atinsa. Aceasta situatie indica o eroare de design si respectiva portiune de cod trebuie inlaturata.

Existenta unor portiuni de cod sau subrutine care nu se pot executa decat in situatii speciale (subrutine de eroare, a caror executie poate fi dificila sau chiar periculoasa). In astfel de situatii, acoperirea acestor instructiuni poate fi inlocuita de o inspectie riguroasa a codului

Avantaje:

Realizeaza executia macar o singura data a fiecarei instructiuni

In general usor de realizat

Slabiciuni:

Nu asigura o acoperire suficienta, mai ales in ceea ce priveste conditiile:

Nu testeaza fiecare conditie in parte in cazul conditiilor compuse (de exemplu, pentru a se atinge o acoperire la nivel de instructiune in programul folosit ca exemplu, nu este necesara introducerea unei valori mai mici ca 1 pentru n)

Nu testeaza fiecare ramura

Probleme suplimentare apar in cazul instructiunilor if a caror clauza else lipseste. In acest caz, testarea la nivel de instructiune va forta executiei ramurii corespunzatoare valorii adevarat, dar, deoarece nu exista clauza else, nu va fi necesara si executia celeilate ramuri. Metoda poate fi extinsa pentru a rezolva aceasta problema.

2. Testare la nivel de ramura (branch testing)

Este o extindere naturala a metodei precedente.

Genereaza date de test care testeaza cazurile cand fiecare conditie este adevarta sau falsa.

Avantaje:

Este privita ca etapa superioara a testarii la nivel de instructiune; testeaza toate ramurile (inclusiv ramurile nule ale instructiunilor if/else)

Dezavantaje:

Nu testeaza conditiile individuale ale fiecarei decizii

3. Testare la nivel de conditie (condition testing)

Genereaza date de test astfel incat fiecare conditie individuala dintr-o decizie sa ia atat valoarea adevarat cat si valoarea fals (daca acest lucru este posibil).

De exemplu, daca o decizie ia forma c1 || c2 sau c1 && c2, atunci acoperirea la nivel de conditie se obtine astfel incat fiecare dintre conditiile individuale c1 si c2 sa ia atat valoarea adevarat cat si valoarea fals

Nota: decizie inseamna orice ramificare in graf, chiar atunci cand ea nu apare explicit in program. De exemplu, pentru constructia for i := 1 to n din Pascal conditia implicita este i <= n

Avantaje

Se concentreaza asupra conditiilor individuale

Dezavantaj

Poate sa nu realizeze o acoperire la nivel de ramura. De exemplu, datele de mai sus nu realizeaza iesirea din bucla while ((response=='y') ||(response=='Y')) (conditia globala este in ambele cazuri adevarata). Pentru a rezolva aceasta slabiciune se poate folosi testarea la nivel de decizie / conditie.

4. Testare la nivel de decizie / conditie (decision / condition testing)

Genereaza date de test astfel incat fiecare conditie individuala dintr-o decizie sa ia atat valoarea adevarat cat si valoarea fals (daca acest lucru este posibil) si fiecare decizie sa ia atat valoarea adevarat cat si valoarea fals.

5. Testare la nivel de conditie multiple (multiple condition testing)

Genereaza date de test astfel sa fie incat sa parcurga toate combinatiile posibile de adevarat si fals ale conditiilor individuale.

6. Testarea circuitelor independente

Acesta este o modalitate de a identifica limita superioara pentru numarul de cai necesare pentru obtinerea unei acoperiri la nivel de ramura.

Se bazeaza pe formula lui McCabe pentru Complexitate Ciclomatica:

Dat fiind un graf complet conectat G cu e arce si n noduri, atunci numarul de circute linear independente este dat de:

V(G) = e - n + 1

Terminologie:

Graf complet conectat: exista o cale intre oricare 2 noduri (exista un arc intre nodul de stop si cel de start)

Circuit = cale care incepe si se termina in acelasi nod

Circuite linear independente: nici unul nu poate fi obtinut ca o combinatie a celorlalte

In exemplul nostru, adaugand un arc de la 25 la 1, avem:

n = 16, e = 22, V(G) = 7

Circuite independente:

a) 1..3, 4, 5, 6, 8, 9..13, 14, 17, 18, 21..23, 24, 25, 1..3

b) 1..3, 4, 5, 6, 8, 9..13, 14, 17, 19..20, 21..23, 24, 25, 1..3

c) 1..3, 4, 1..3

d) 6, 7, 6

e) 14, 15, 14

f) 14, 15, 16, 14

g) 9..13, 14, 17, 18, 21..23, 24, 25, 1

Acesta poate numele de set de baza

Orice cale se poate forma ca o combinatie din acest set de baza.

De exemplu

este o combinatie din: a, c (de 2 ori), d, f

Avantaje:

Setul de baza poate fi generat automat si poate fi folosit pentru a realiza o acoperire la nivel de ramura

Dezavantaje:

Setul de baza nu este unic, iar uneori complexitatea acestuia poate fi redusa

7. Testare la nivel de cale

Genereaza date pentru executarea fiecarei cai macar o singura data

Problema: in majoritatea situatiilor exista un numar infinit (foarte mare) de cai

Solutie: Impartirea cailor in clase de echivalenta.

De exemplu: 2 clase pot fi considerate echivalente daca difera doar prin numarul de ori de care sunt traversate de acelasi circuit;

determina 2 clase de echivalenta: traversate de 0 ori si n ori, n > 1

Aplicatie:

Daca un program este structurat, atunci, folosindu-se o tehnica descrisa de Paige si Holthouse (1977), acesta poate fi caracterizat de o expresie regulata formata din nodurile grafului

while c1 do

begin

if c2 then

else . .

end

3.(4+5).6.2)*.7

se ia n = 0 si n = 1

3.(4+5).6.2 + null).7

numar de cai:

1.(1+1).1.1 + 1).1 = 3

repeat

if c2 then

else . .

until c1

4+5).6.(2.3.(4+5).6)*.7

se ia n = 0 si n = 1

4+5).6.(2.3.(4+5).6 + null).7

6 cai

Pentru exemplul nostru:

1.4.(1.4)*.5.6.(7.6)*.8.9.14.(15.(null+16).14)*17.(18+19).21.24.( 9.14.(15.(null+16).14)*17.(18+19).21.24)*.25

numar de cai

3.2+1) = 168 cai

Observatie: multe cai, din care o mare parte sunt nefezabile (de exemplu, iesirea de la inceput din cele doua instructiuni for)

Avantaje

Sunt selectate cai pe care alte metode de testare functionala (inclusiv testare la nivel de ramura) nu le ating

Dezavantaje:

Multe cai, din care o parte pot fi nefezabile

Nu exerseaza conditiile individuale ale deciziilor

Tehnica descrisa pentru generarea cailor nu este aplicabila direct programelor nestructurate