51Testing软件测试论坛
标题:
全面介绍单元测试 －转贴
[打印本页]
作者:
sincky
时间:
2005-12-5 01:15
标题:
全面介绍单元测试 －转贴
这是一篇全面介绍单元测试的经典之作，对理解单元测试和Visual Unit很有帮助，作者老纳，收录时作了少量修改]
一 单元测试概述
工厂在组装一台电视机之前，会对每个元件都进行测试，这，就是单元测试。
其实我们每天都在做单元测试。你写了一个函数，除了极简单的外，总是要执行一下，看看功能是否正常，有时还要想办法输出些数据，如弹出信息窗口什么的，这，也是单元测试，老纳把这种单元测试称为临时单元测试。只进行了临时单元测试的软件，针对代码的测试很不完整，代码覆盖率要超过70%都很困难，未覆盖的代码可能遗留大量的细小的错误，这些错误还会互相影响，当BUG暴露出来的时候难于调试，大幅度提高后期测试和维护成本，也降低了开发商的竞争力。可以说，进行充分的单元测试，是提高软件质量，降低开发成本的必由之路。
对于程序员来说，如果养成了对自己写的代码进行单元测试的习惯，不但可以写出高质量的代码，而且还能提高编程水平。
要进行充分的单元测试，应专门编写测试代码，并与产品代码隔离。老纳认为，比较简单的办法是为产品工程建立对应的测试工程，为每个类建立对应的测试类，为每个函数（很简单的除外）建立测试函数。首先就几个概念谈谈老纳的看法。
一般认为，在结构化程序时代，单元测试所说的单元是指函数，在当今的面向对象时代，单元测试所说的单元是指类。以老纳的实践来看，以类作为测试单位，复杂度高，可操作性较差，因此仍然主张以函数作为单元测试的测试单位，但可以用一个测试类来组织某个类的所有测试函数。单元测试不应过分强调面向对象，因为局部代码依然是结构化的。单元测试的工作量较大，简单实用高效才是硬道理。
有一种看法是，只测试类的接口(公有函数)，不测试其他函数，从面向对象角度来看，确实有其道理，但是，测试的目的是找错并最终排错，因此，只要是包含错误的可能性较大的函数都要测试，跟函数是否私有没有关系。对于C++来说，可以用一种简单的方法区隔需测试的函数：简单的函数如数据读写函数的实现在头文件中编写(inline函数)，所有在源文件编写实现的函数都要进行测试(构造函数和析构函数除外)。
什么时候测试？单元测试越早越好，早到什么程度？XP开发理论讲究TDD，即测试驱动开发，先编写测试代码，再进行开发。在实际的工作中，可以不必过分强调先什么后什么，重要的是高效和感觉舒适。从老纳的经验来看，先编写产品函数的框架，然后编写测试函数，针对产品函数的功能编写测试用例，然后编写产品函数的代码，每写一个功能点都运行测试，随时补充测试用例。所谓先编写产品函数的框架，是指先编写函数空的实现，有返回值的随便返回一个值，编译通过后再编写测试代码，这时，函数名、参数表、返回类型都应该确定下来了，所编写的测试代码以后需修改的可能性比较小。
由谁测试？单元测试与其他测试不同，单元测试可看作是编码工作的一部分，应该由程序员完成，也就是说，经过了单元测试的代码才是已完成的代码，提交产品代码时也要同时提交测试代码。测试部门可以作一定程度的审核。
关于桩代码，老纳认为，单元测试应避免编写桩代码。桩代码就是用来代替某些代码的代码，例如，产品函数或测试函数调用了一个未编写的函数，可以编写桩函数来代替该被调用的函数，桩代码也用于实现测试隔离。采用由底向上的方式进行开发，底层的代码先开发并先测试，可以避免编写桩代码，这样做的好处有：减少了工作量；测试上层函数时，也是对下层函数的间接测试；当下层函数修改时，通过回归测试可以确认修改是否导致上层函数产生错误。
二 测试代码编写
多数讲述单元测试的文章都是以Java为例，本文以C++为例，后半部分所介绍的单元测试工具也只介绍C++单元测试工具。下面的示例代码的开发环境是VC6.0。
产品类：
class CMyClass
{
public:
int Add(int i, int j);
CMyClass();
virtual ~CMyClass();
private:
int mAge; //年龄
CString mPhase; //年龄阶段，如"少年"，"青年"
};
建立对应的测试类CMyClassTester，为了节约编幅，只列出源文件的代码：
void CMyClassTester::CaseBegin()
{
//pObj是CMyClassTester类的成员变量，是被测试类的对象的指针，
//为求简单，所有的测试类都可以用pObj命名被测试对象的指针。
pObj = new CMyClass();
}
void CMyClassTester::CaseEnd()
{
delete pObj;
}
测试类的函数CaseBegin()和CaseEnd()建立和销毁被测试对象，每个测试用例的开头都要调用CaseBegin()，结尾都要调用CaseEnd()。
接下来，我们建立示例的产品函数：
int CMyClass::Add(int i, int j)
{
return i+j;
}
和对应的测试函数：
void CMyClassTester::Add_int_int()
{
}
把参数表作为函数名的一部分，这样当出现重载的被测试函数时，测试函数不会产生命名冲突。下面添加测试用例：
void CMyClassTester::Add_int_int()
{
//第一个测试用例
CaseBegin();{ //1
int i = 0; //2
int j = 0; //3
int ret = pObj->Add(i, j); //4
ASSERT(ret == 0); //5
}CaseEnd(); //6
}
第1和第6行建立和销毁被测试对象，所加的{}是为了让每个测试用例的代码有一个独立的域，以便多个测试用例使用相同的变量名。
第2和第3行是定义输入数据，第4行是调用被测试函数，这些容易理解，不作进一步解释。第5行是预期输出，它的特点是当实际输出与预期输出不同时自动报错，ASSERT是VC的断言宏，也可以使用其他类似功能的宏，使用测试工具进行单元测试时，可以使用该工具定义的断言宏。
示例中的格式显得很不简洁，2、３、4、5行可以合写为一行：ASSERT(pObj->Add(0, 0) == 0);但这种不简洁的格式却是老纳极力推荐的，因为它一目了然，易于建立多个测试用例，并且具有很好的适应性，同时，也是极佳的代码文档，总之，老纳建议：输入数据和预期输出要自成一块。
建立了第一个测试用例后，应编译并运行测试，以排除语法错误，然后，使用拷贝/修改的办法建立其他测试用例。由于各个测试用例之间的差别往往很小，通常只需修改一两个数据，拷贝/修改是建立多个测试用例的最快捷办法。
三 测试用例
下面说说测试用例、输入数据及预期输出。输入数据是测试用例的核心，老纳对输入数据的定义是：被测试函数所读取的外部数据及这些数据的初始值。外部数据是对于被测试函数来说的，实际上就是除了局部变量以外的其他数据，老纳把这些数据分为几类：参数、成员变量、全局变量、IO媒体。IO媒体是指文件、数据库或其他储存或传输数据的媒体，例如，被测试函数要从文件或数据库读取数据，那么，文件或数据库中的原始数据也属于输入数据。一个函数无论多复杂，都无非是对这几类数据的读取、计算和写入。预期输出是指：返回值及被测试函数所写入的外部数据的结果值。返回值就不用说了，被测试函数进行了写操作的参数(输出参数)、成员变量、全局变量、IO媒体，它们的预期的结果值都是预期输出。一个测试用例，就是设定输入数据，运行被测试函数，然后判断实际输出是否符合预期。下面举一个与成员变量有关的例子：
产品函数：
void CMyClass::Grow(int years)
{
mAge += years;
if(mAge < 10)
mPhase = "儿童";
else if(mAge <20)
mPhase = "少年";
else if(mAge <45)
mPhase = "青年";
else if(mAge <60)
mPhase = "中年";
else
mPhase = "老年";
}
测试函数中的一个测试用例：
CaseBegin();{
int years = 1;
pObj->mAge = 8;
pObj->Grow(years);
ASSERT( pObj->mAge == 9 );
ASSERT( pObj->mPhase == "儿童" );
}CaseEnd();
在输入数据中对被测试类的成员变量mAge进行赋值，在预期输出中断言成员变量的值。现在可以看到老纳所推荐的格式的好处了吧，这种格式可以适应很复杂的测试。在输入数据部分还可以调用其他成员函数，例如：执行被测试函数前可能需要读取文件中的数据保存到成员变量，或需要连接数据库，老纳把这些操作称为初始化操作。例如，上例中 ASSERT( ...)之前可以加pObj->OpenFile();。为了访问私有成员，可以将测试类定义为产品类的友元类。例如，定义一个宏：
#define UNIT_TEST(cls) friend class cls##Tester;
然后在产品类声明中加一行代码：UNIT_TEST(ClassName)。
下面谈谈测试用例设计。前面已经说了，测试用例的核心是输入数据。预期输出是依据输入数据和程序功能来确定的，也就是说，对于某一程序，输入数据确定了，预期输出也就可以确定了，至于生成/销毁被测试对象和运行测试的语句，是所有测试用例都大同小异的，因此，我们讨论测试用例时，只讨论输入数据。
前面说过，输入数据包括四类：参数、成员变量、全局变量、IO媒体，这四类数据中，只要所测试的程序需要执行读操作的，就要设定其初始值，其中，前两类比较常用，后两类较少用。显然，把输入数据的所有可能取值都进行测试，是不可能也是无意义的，我们应该用一定的规则选择有代表性的数据作为输入数据，主要有三种：正常输入，边界输入，非法输入，每种输入还可以分类，也就是平常说的等价类法，每类取一个数据作为输入数据，如果测试通过，可以肯定同类的其他输入也是可以通过的。下面举例说明：
正常输入
例如字符串的Trim函数，功能是将字符串前后的空格去除，那么正常的输入可以有四类：前面有空格；后面有空格；前后均有空格；前后均无空格。
边界输入
上例中空字符串可以看作是边界输入。
再如一个表示年龄的参数，它的有效范围是0-100，那么边界输入有两个：0和100。
非法输入
非法输入是正常取值范围以外的数据，或使代码不能完成正常功能的输入，如上例中表示年龄的参数，小于0或大于100都是非法输入，再如一个进行文件操作的函数，非法输入有这么几类：文件不存在；目录不存在；文件正在被其他程序打开；权限错误。
如果函数使用了外部数据，则正常输入是肯定会有的，而边界输入和非法输入不是所有函数都有。一般情况下，即使没有设计文档，考虑以上三种输入也可以找出函数的基本功能点。实际上，单元测试与代码编写是“一体两面”的关系，编码时对上述三种输入都是必须考虑的，否则代码的健壮性就会成问题。
四 白盒覆盖
上面所说的测试数据都是针对程序的功能来设计的，就是所谓的黑盒测试。单元测试还需要从另一个角度来设计测试数据，即针对程序的逻辑结构来设计测试用例，就是所谓的白盒测试。在老纳看来，如果黑盒测试是足够充分的，那么白盒测试就没有必要，可惜“足够充分”只是一种理想状态，例如：真的是所有功能点都测试了吗？程序的功能点是人为的定义，常常是不全面的；各个输入数据之间，有些组合可能会产生问题，怎样保证这些组合都经过了测试？难于衡量测试的完整性是黑盒测试的主要缺陷，而白盒测试恰恰具有易于衡量测试完整性的优点，两者之间具有极好的互补性，例如：完成功能测试后统计语句覆盖率，如果语句覆盖未完成，很可能是未覆盖的语句所对应的功能点未测试。
白盒测试针对程序的逻辑结构设计测试用例，用逻辑覆盖率来衡量测试的完整性。逻辑单位主要有：语句、分支、条件、条件值、条件值组合，路径。语句覆盖就是覆盖所有的语句，其他类推。另外还有一种判定条件覆盖，其实是分支覆盖与条件覆盖的组合，在此不作讨论。跟条件有关的覆盖就有三种，解释一下：条件覆盖是指覆盖所有的条件表达式，即所有的条件表达式都至少计算一次，不考虑计算结果；条件值覆盖是指覆盖条件的所有可能取值，即每个条件的取真值和取假值都要至少计算一次；条件值组合覆盖是指覆盖所有条件取值的所有可能组合。老纳做过一些粗浅的研究，发现与条件直接有关的错误主要是逻辑操作符错误，例如：||写成&&，漏了写!什么的，采用分支覆盖与条件覆盖的组合，基本上可以发现这些错误，另一方面，条件值覆盖与条件值组合覆盖往往需要大量的测试用例，因此，在老纳看来，条件值覆盖和条件值组合覆盖的效费比偏低。老纳认为效费比较高且完整性也足够的测试要求是这样的：完成功能测试，完成语句覆盖、条件覆盖、分支覆盖、路径覆盖。做过单元测试的朋友恐怕会对老纳提出的测试要求给予一个字的评价：晕！或者两个字的评价：狂晕！因为这似乎是不可能的要求，要达到这种测试完整性，其测试成本是不可想象的，不过，出家人不打逛语，老纳之所以提出这种测试要求，是因为利用一些工具，可以在较低的成本下达到这种测试要求，后面将会作进一步介绍。
关于白盒测试用例的设计，程序测试领域的书籍一般都有讲述，普通方法是画出程序的逻辑结构图如程序流程图或控制流图，根据逻辑结构图设计测试用例，这些是纯粹的白盒测试，不是老纳想推荐的方式。老纳所推荐的方法是：先完成黑盒测试，然后统计白盒覆盖率，针对未覆盖的逻辑单位设计测试用例覆盖它，例如，先检查是否有语句未覆盖，有的话设计测试用例覆盖它，然后用同样方法完成条件覆盖、分支覆盖和路径覆盖，这样的话，既检验了黑盒测试的完整性，又避免了重复的工作，用较少的时间成本达到非常高的测试完整性。不过，这些工作可不是手工能完成的，必须借助于工具，后面会介绍可以完成这些工作的测试工具。
五 单元测试工具
现在开始介绍单元测试工具，老纳只介绍三种，都是用于C++语言的。
首先是CppUnit，这是C++单元测试工具的鼻祖，免费的开源的单元测试框架。由于已有一众高人写了不少关于CppUnit的很好的文章，老纳就不现丑了，想了解CppUnit的朋友，建议读一下Cpluser 所作的《CppUnit测试框架入门》，网址是：
http://blog.csdn.net/cpluser/archive/2004/09/21/111522.aspx
。该文也提供了CppUnit的下载地址。
然后介绍C++Test，这是Parasoft公司的产品。［C++Test是一个功能强大的自动化C/C++单元级测试工具，可以自动测试任何C/C++函数、类，自动生成测试用例、测试驱动函数或桩函数，在自动化的环境下极其容易快速的将单元级的测试覆盖率达到100%］。［］内的文字引自
http://www.superst.com.cn/softwares_testing_c_cpptest.htm
，这是华唐公司的网页。老纳想写些介绍C++Test的文字，但发现无法超越华唐公司的网页上的介绍，所以也就省点事了，想了解C++Test的朋友，建议访问该公司的网站。华唐公司代理C++Test，想要购买或索取报价、试用版都可以找他们。老纳帮华唐公司做广告，不知道会不会得点什么好处？
最后介绍Visual Unit，简称VU，这是国产的单元测试工具，据说申请了多项专利，拥有一批创新的技术，不过老纳只关心是不是有用和好用。［自动生成测试代码 快速建立功能测试用例 程序行为一目了然 极高的测试完整性 高效完成白盒覆盖 快速排错 高效调试 详尽的测试报告］。［］内的文字是VU开发商的网页上摘录的，网址是：
http://www.unitware.cn
。前面所述测试要求：完成功能测试，完成语句覆盖、条件覆盖、分支覆盖、路径覆盖，用VU可以轻松实现，还有一点值得一提：使用VU还能提高编码的效率，总体来说，在完成单元测试的同时，编码调试的时间还能大幅度缩短。算了，不想再讲了，老纳显摆理论、介绍经验还是有兴趣的，因为可以满足老纳好为人师的虚荣心，但介绍工具就觉得索然无味了，毕竟工具好不好用，合不合用，要试过才知道，还是自己去开发商的网站看吧，可以下载演示版，还有演示课件。
这是一篇全面介绍单元测试的经典之作，对理解单元测试和Visual Unit很有帮助，作者老纳，收录时作了少量修改]
一 单元测试概述
工厂在组装一台电视机之前，会对每个元件都进行测试，这，就是单元测试。
其实我们每天都在做单元测试。你写了一个函数，除了极简单的外，总是要执行一下，看看功能是否正常，有时还要想办法输出些数据，如弹出信息窗口什么的，这，也是单元测试，老纳把这种单元测试称为临时单元测试。只进行了临时单元测试的软件，针对代码的测试很不完整，代码覆盖率要超过70%都很困难，未覆盖的代码可能遗留大量的细小的错误，这些错误还会互相影响，当BUG暴露出来的时候难于调试，大幅度提高后期测试和维护成本，也降低了开发商的竞争力。可以说，进行充分的单元测试，是提高软件质量，降低开发成本的必由之路。
对于程序员来说，如果养成了对自己写的代码进行单元测试的习惯，不但可以写出高质量的代码，而且还能提高编程水平。
要进行充分的单元测试，应专门编写测试代码，并与产品代码隔离。老纳认为，比较简单的办法是为产品工程建立对应的测试工程，为每个类建立对应的测试类，为每个函数（很简单的除外）建立测试函数。首先就几个概念谈谈老纳的看法。
一般认为，在结构化程序时代，单元测试所说的单元是指函数，在当今的面向对象时代，单元测试所说的单元是指类。以老纳的实践来看，以类作为测试单位，复杂度高，可操作性较差，因此仍然主张以函数作为单元测试的测试单位，但可以用一个测试类来组织某个类的所有测试函数。单元测试不应过分强调面向对象，因为局部代码依然是结构化的。单元测试的工作量较大，简单实用高效才是硬道理。
有一种看法是，只测试类的接口(公有函数)，不测试其他函数，从面向对象角度来看，确实有其道理，但是，测试的目的是找错并最终排错，因此，只要是包含错误的可能性较大的函数都要测试，跟函数是否私有没有关系。对于C++来说，可以用一种简单的方法区隔需测试的函数：简单的函数如数据读写函数的实现在头文件中编写(inline函数)，所有在源文件编写实现的函数都要进行测试(构造函数和析构函数除外)。
什么时候测试？单元测试越早越好，早到什么程度？XP开发理论讲究TDD，即测试驱动开发，先编写测试代码，再进行开发。在实际的工作中，可以不必过分强调先什么后什么，重要的是高效和感觉舒适。从老纳的经验来看，先编写产品函数的框架，然后编写测试函数，针对产品函数的功能编写测试用例，然后编写产品函数的代码，每写一个功能点都运行测试，随时补充测试用例。所谓先编写产品函数的框架，是指先编写函数空的实现，有返回值的随便返回一个值，编译通过后再编写测试代码，这时，函数名、参数表、返回类型都应该确定下来了，所编写的测试代码以后需修改的可能性比较小。
由谁测试？单元测试与其他测试不同，单元测试可看作是编码工作的一部分，应该由程序员完成，也就是说，经过了单元测试的代码才是已完成的代码，提交产品代码时也要同时提交测试代码。测试部门可以作一定程度的审核。
关于桩代码，老纳认为，单元测试应避免编写桩代码。桩代码就是用来代替某些代码的代码，例如，产品函数或测试函数调用了一个未编写的函数，可以编写桩函数来代替该被调用的函数，桩代码也用于实现测试隔离。采用由底向上的方式进行开发，底层的代码先开发并先测试，可以避免编写桩代码，这样做的好处有：减少了工作量；测试上层函数时，也是对下层函数的间接测试；当下层函数修改时，通过回归测试可以确认修改是否导致上层函数产生错误。
二 测试代码编写
多数讲述单元测试的文章都是以Java为例，本文以C++为例，后半部分所介绍的单元测试工具也只介绍C++单元测试工具。下面的示例代码的开发环境是VC6.0。
产品类：
class CMyClass
{
public:
int Add(int i, int j);
CMyClass();
virtual ~CMyClass();
private:
int mAge; //年龄
CString mPhase; //年龄阶段，如"少年"，"青年"
};
建立对应的测试类CMyClassTester，为了节约编幅，只列出源文件的代码：
void CMyClassTester::CaseBegin()
{
//pObj是CMyClassTester类的成员变量，是被测试类的对象的指针，
//为求简单，所有的测试类都可以用pObj命名被测试对象的指针。
pObj = new CMyClass();
}
void CMyClassTester::CaseEnd()
{
delete pObj;
}
测试类的函数CaseBegin()和CaseEnd()建立和销毁被测试对象，每个测试用例的开头都要调用CaseBegin()，结尾都要调用CaseEnd()。
接下来，我们建立示例的产品函数：
int CMyClass::Add(int i, int j)
{
return i+j;
}
和对应的测试函数：
void CMyClassTester::Add_int_int()
{
}
把参数表作为函数名的一部分，这样当出现重载的被测试函数时，测试函数不会产生命名冲突。下面添加测试用例：
void CMyClassTester::Add_int_int()
{
//第一个测试用例
CaseBegin();{ //1
int i = 0; //2
int j = 0; //3
int ret = pObj->Add(i, j); //4
ASSERT(ret == 0); //5
}CaseEnd(); //6
}
第1和第6行建立和销毁被测试对象，所加的{}是为了让每个测试用例的代码有一个独立的域，以便多个测试用例使用相同的变量名。
第2和第3行是定义输入数据，第4行是调用被测试函数，这些容易理解，不作进一步解释。第5行是预期输出，它的特点是当实际输出与预期输出不同时自动报错，ASSERT是VC的断言宏，也可以使用其他类似功能的宏，使用测试工具进行单元测试时，可以使用该工具定义的断言宏。
示例中的格式显得很不简洁，2、３、4、5行可以合写为一行：ASSERT(pObj->Add(0, 0) == 0);但这种不简洁的格式却是老纳极力推荐的，因为它一目了然，易于建立多个测试用例，并且具有很好的适应性，同时，也是极佳的代码文档，总之，老纳建议：输入数据和预期输出要自成一块。
建立了第一个测试用例后，应编译并运行测试，以排除语法错误，然后，使用拷贝/修改的办法建立其他测试用例。由于各个测试用例之间的差别往往很小，通常只需修改一两个数据，拷贝/修改是建立多个测试用例的最快捷办法。
三 测试用例
下面说说测试用例、输入数据及预期输出。输入数据是测试用例的核心，老纳对输入数据的定义是：被测试函数所读取的外部数据及这些数据的初始值。外部数据是对于被测试函数来说的，实际上就是除了局部变量以外的其他数据，老纳把这些数据分为几类：参数、成员变量、全局变量、IO媒体。IO媒体是指文件、数据库或其他储存或传输数据的媒体，例如，被测试函数要从文件或数据库读取数据，那么，文件或数据库中的原始数据也属于输入数据。一个函数无论多复杂，都无非是对这几类数据的读取、计算和写入。预期输出是指：返回值及被测试函数所写入的外部数据的结果值。返回值就不用说了，被测试函数进行了写操作的参数(输出参数)、成员变量、全局变量、IO媒体，它们的预期的结果值都是预期输出。一个测试用例，就是设定输入数据，运行被测试函数，然后判断实际输出是否符合预期。下面举一个与成员变量有关的例子：
产品函数：
void CMyClass::Grow(int years)
{
mAge += years;
if(mAge < 10)
mPhase = "儿童";
else if(mAge <20)
mPhase = "少年";
else if(mAge <45)
mPhase = "青年";
else if(mAge <60)
mPhase = "中年";
else
mPhase = "老年";
}
测试函数中的一个测试用例：
CaseBegin();{
int years = 1;
pObj->mAge = 8;
pObj->Grow(years);
ASSERT( pObj->mAge == 9 );
ASSERT( pObj->mPhase == "儿童" );
}CaseEnd();
在输入数据中对被测试类的成员变量mAge进行赋值，在预期输出中断言成员变量的值。现在可以看到老纳所推荐的格式的好处了吧，这种格式可以适应很复杂的测试。在输入数据部分还可以调用其他成员函数，例如：执行被测试函数前可能需要读取文件中的数据保存到成员变量，或需要连接数据库，老纳把这些操作称为初始化操作。例如，上例中 ASSERT( ...)之前可以加pObj->OpenFile();。为了访问私有成员，可以将测试类定义为产品类的友元类。例如，定义一个宏：
#define UNIT_TEST(cls) friend class cls##Tester;
然后在产品类声明中加一行代码：UNIT_TEST(ClassName)。
下面谈谈测试用例设计。前面已经说了，测试用例的核心是输入数据。预期输出是依据输入数据和程序功能来确定的，也就是说，对于某一程序，输入数据确定了，预期输出也就可以确定了，至于生成/销毁被测试对象和运行测试的语句，是所有测试用例都大同小异的，因此，我们讨论测试用例时，只讨论输入数据。
前面说过，输入数据包括四类：参数、成员变量、全局变量、IO媒体，这四类数据中，只要所测试的程序需要执行读操作的，就要设定其初始值，其中，前两类比较常用，后两类较少用。显然，把输入数据的所有可能取值都进行测试，是不可能也是无意义的，我们应该用一定的规则选择有代表性的数据作为输入数据，主要有三种：正常输入，边界输入，非法输入，每种输入还可以分类，也就是平常说的等价类法，每类取一个数据作为输入数据，如果测试通过，可以肯定同类的其他输入也是可以通过的。下面举例说明：
正常输入
例如字符串的Trim函数，功能是将字符串前后的空格去除，那么正常的输入可以有四类：前面有空格；后面有空格；前后均有空格；前后均无空格。
边界输入
上例中空字符串可以看作是边界输入。
再如一个表示年龄的参数，它的有效范围是0-100，那么边界输入有两个：0和100。
非法输入
非法输入是正常取值范围以外的数据，或使代码不能完成正常功能的输入，如上例中表示年龄的参数，小于0或大于100都是非法输入，再如一个进行文件操作的函数，非法输入有这么几类：文件不存在；目录不存在；文件正在被其他程序打开；权限错误。
如果函数使用了外部数据，则正常输入是肯定会有的，而边界输入和非法输入不是所有函数都有。一般情况下，即使没有设计文档，考虑以上三种输入也可以找出函数的基本功能点。实际上，单元测试与代码编写是“一体两面”的关系，编码时对上述三种输入都是必须考虑的，否则代码的健壮性就会成问题。
四 白盒覆盖
上面所说的测试数据都是针对程序的功能来设计的，就是所谓的黑盒测试。单元测试还需要从另一个角度来设计测试数据，即针对程序的逻辑结构来设计测试用例，就是所谓的白盒测试。在老纳看来，如果黑盒测试是足够充分的，那么白盒测试就没有必要，可惜“足够充分”只是一种理想状态，例如：真的是所有功能点都测试了吗？程序的功能点是人为的定义，常常是不全面的；各个输入数据之间，有些组合可能会产生问题，怎样保证这些组合都经过了测试？难于衡量测试的完整性是黑盒测试的主要缺陷，而白盒测试恰恰具有易于衡量测试完整性的优点，两者之间具有极好的互补性，例如：完成功能测试后统计语句覆盖率，如果语句覆盖未完成，很可能是未覆盖的语句所对应的功能点未测试。
白盒测试针对程序的逻辑结构设计测试用例，用逻辑覆盖率来衡量测试的完整性。逻辑单位主要有：语句、分支、条件、条件值、条件值组合，路径。语句覆盖就是覆盖所有的语句，其他类推。另外还有一种判定条件覆盖，其实是分支覆盖与条件覆盖的组合，在此不作讨论。跟条件有关的覆盖就有三种，解释一下：条件覆盖是指覆盖所有的条件表达式，即所有的条件表达式都至少计算一次，不考虑计算结果；条件值覆盖是指覆盖条件的所有可能取值，即每个条件的取真值和取假值都要至少计算一次；条件值组合覆盖是指覆盖所有条件取值的所有可能组合。老纳做过一些粗浅的研究，发现与条件直接有关的错误主要是逻辑操作符错误，例如：||写成&&，漏了写!什么的，采用分支覆盖与条件覆盖的组合，基本上可以发现这些错误，另一方面，条件值覆盖与条件值组合覆盖往往需要大量的测试用例，因此，在老纳看来，条件值覆盖和条件值组合覆盖的效费比偏低。老纳认为效费比较高且完整性也足够的测试要求是这样的：完成功能测试，完成语句覆盖、条件覆盖、分支覆盖、路径覆盖。做过单元测试的朋友恐怕会对老纳提出的测试要求给予一个字的评价：晕！或者两个字的评价：狂晕！因为这似乎是不可能的要求，要达到这种测试完整性，其测试成本是不可想象的，不过，出家人不打逛语，老纳之所以提出这种测试要求，是因为利用一些工具，可以在较低的成本下达到这种测试要求，后面将会作进一步介绍。
关于白盒测试用例的设计，程序测试领域的书籍一般都有讲述，普通方法是画出程序的逻辑结构图如程序流程图或控制流图，根据逻辑结构图设计测试用例，这些是纯粹的白盒测试，不是老纳想推荐的方式。老纳所推荐的方法是：先完成黑盒测试，然后统计白盒覆盖率，针对未覆盖的逻辑单位设计测试用例覆盖它，例如，先检查是否有语句未覆盖，有的话设计测试用例覆盖它，然后用同样方法完成条件覆盖、分支覆盖和路径覆盖，这样的话，既检验了黑盒测试的完整性，又避免了重复的工作，用较少的时间成本达到非常高的测试完整性。不过，这些工作可不是手工能完成的，必须借助于工具，后面会介绍可以完成这些工作的测试工具。
五 单元测试工具
现在开始介绍单元测试工具，老纳只介绍三种，都是用于C++语言的。
首先是CppUnit，这是C++单元测试工具的鼻祖，免费的开源的单元测试框架。由于已有一众高人写了不少关于CppUnit的很好的文章，老纳就不现丑了，想了解CppUnit的朋友，建议读一下Cpluser 所作的《CppUnit测试框架入门》，网址是：
http://blog.csdn.net/cpluser/archive/2004/09/21/111522.aspx
。该文也提供了CppUnit的下载地址。
然后介绍C++Test，这是Parasoft公司的产品。［C++Test是一个功能强大的自动化C/C++单元级测试工具，可以自动测试任何C/C++函数、类，自动生成测试用例、测试驱动函数或桩函数，在自动化的环境下极其容易快速的将单元级的测试覆盖率达到100%］。［］内的文字引自
http://www.superst.com.cn/softwares_testing_c_cpptest.htm
，这是华唐公司的网页。老纳想写些介绍C++Test的文字，但发现无法超越华唐公司的网页上的介绍，所以也就省点事了，想了解C++Test的朋友，建议访问该公司的网站。华唐公司代理C++Test，想要购买或索取报价、试用版都可以找他们。老纳帮华唐公司做广告，不知道会不会得点什么好处？
最后介绍Visual Unit，简称VU，这是国产的单元测试工具，据说申请了多项专利，拥有一批创新的技术，不过老纳只关心是不是有用和好用。［自动生成测试代码 快速建立功能测试用例 程序行为一目了然 极高的测试完整性 高效完成白盒覆盖 快速排错 高效调试 详尽的测试报告］。［］内的文字是VU开发商的网页上摘录的，网址是：
http://www.unitware.cn
。前面所述测试要求：完成功能测试，完成语句覆盖、条件覆盖、分支覆盖、路径覆盖，用VU可以轻松实现，还有一点值得一提：使用VU还能提高编码的效率，总体来说，在完成单元测试的同时，编码调试的时间还能大幅度缩短。算了，不想再讲了，老纳显摆理论、介绍经验还是有兴趣的，因为可以满足老纳好为人师的虚荣心，但介绍工具就觉得索然无味了，毕竟工具好不好用，合不合用，要试过才知道，还是自己去开发商的网站看吧，可以下载演示版，还有演示课件。
作者:
王娇龙
时间:
2005-12-13 11:23
标题:
请教
我是软件测试专业的学生,看了您的文章觉得非常好,感触颇深.
书上说的是先用覆盖的方法来进行白盒测试以确保代码的正确性,然后在进行黑盒测试,
且黑盒测试多用在集成测试阶段.
但我觉得您说的："先完成黑盒测试，然后统计白盒覆盖率，针对未覆盖的逻辑单位设计测试用例覆盖它"很有道理,请问这样做的效率是不是很高?软件测试的各种方法是不是可以随便的灵活运用?
作者:
swallow0918
时间:
2005-12-13 21:40
老师为什么复制了2遍？不过确实是一篇很好的文章。
作者:
chenlei9448
时间:
2005-12-14 14:49
很好的文章
作者:
fighter
时间:
2005-12-20 20:01
偶个人认为单元测试1.首先是工具的选择如CppUnit,JUnit,NUnit等,具体工具要结合自身项目来决定;2.要测试的程度如何,我看过一些开发人员写过的单元测试用例,大多数只能保证在正常情况下不出错,通过调用assert()方法,检查异常情况;3.测试用例数据的准备,一定要覆盖到边界值,负数,最大值,最小值;4.在实际编程中要对程序路径覆盖.
作者:
xyj0323
时间:
2005-12-20 21:41
一点皮毛而已，离实用的程度还差的太远！
作者:
hope_lhy
时间:
2005-12-27 13:21
标题:
与我想的不太一致
和楼上的同感，为什么是先黑盒，做功能，后白盒，测覆盖率？
作者:
leo_wangxy
时间:
2005-12-29 15:02
good,顶一下！
作者:
sunboy91
时间:
2006-2-21 21:53
又有新发现
作者:
flacier
时间:
2006-3-15 11:32
非常好
作者:
dellfox
时间:
2006-3-16 23:08
标题:
文中提到的Visual Unit，现在有免费版本了
Visual Unit 简介
Visual Unit(VU) 解决了实施单元测试面临的主要问题：单元测试降低编码阶段的生产效率？ VU自动生成测试代码，全方位示出程序行为，帮助整理和验证编码思路，支持快速排错和高效调试，边编码边测试反而可以提高编码的生产率；开发人员不喜欢测试自已编写的代码？ VU使程序的功能和逻辑结构一目了然，既是测试工具，也是编码辅助工具，提高了编程的舒适度，容易让开发人员接受和喜爱；单元测试的效果难于保证、难于持续实施，并行开发难于保证覆盖率？ VU可轻松完成100%语句、条件、分支、路径覆盖，提供详尽的测试报告和待测试文件列表，随时可以检验测试效果、找出遗漏代码或未完成覆盖的代码，保证测试的完整性，易于持续实施。
Visual Unit目前的版本支持VC6.0，VC.Net，C++Builder 6.0。
Visual Unit的发布版本包括企业版和个人版，其中，
个人版是完全免费的版本
。
下载安装
可从官方网站下载Visual Unit 1.1，网址为
http://www.UnitWare.cn
。安装包只有5.67Ｍ，但已包含了个人版和企业版。安装后，个人版即可免费使用，企业版在经过简单的注册后，可以免费试用一段时间。
开始使用Visual Unit
下面是VU的入门操作，根据帮助系统中的《VU入门指引》修改而成，实际使用时建议直接阅读该指引，VU第一次启动时会询问是否浏览该指引。
1. 打开示例工程或新建测试工程
打开示例工程：
启动您的开发环境(如VC6.0)，打开示例的测试工程，目录为：@ROOT@\Samples\@IDE@\TestDemo\
将以下目录添加到开发环境的搜索路径：@ROOT@\include\ 及 @ROOT@\Samples\@IDE@\Demo\
@ROOT@表示VU的安装目录，如C:\Program Files\Visual Unit。
@IDE@表示开发环境的名称，目前有四种：VC 6.0、VC .Net、VC.Net 2003、C++ Builder。
测试用例编辑器中可以阅读每一个示例的说明，该说明位于测试用例摘要下方。初学者最好看一下帮助系统中《关于示例的说明》。
或新建测试工程：
不同的开发环境建立和配置测试工程的操作稍有不同，请按照帮助系统的说明进行。
如果IDE是C++ Builder，测试时要在IDE中打开测试工程根目录下的VuxCodeImp.h文件，请阅读帮助系统《关于C++Builder的特殊事项》。
2. 选择要测试的产品文件和要测试的函数，自动生成测试文件和测试函数
在导航窗口中选择一个产品文件，如果测试文件不存在会弹出提示，生成测试文件；
在导航窗口的函数列表中选择一个函数，如果测试函数不存在会弹出提示，生成测试函数，并自动弹出测试用例编辑器。
3. 填写测试用例
在测试用例编辑器中“输入数据”和“预期输出”输入框中填写测试用例的输入和预期的输出。点击“新建”按钮将复制当前测试用例，修改输入和输出即可获得新的测试用例。
4. 运行测试
用您的开发环境编译并运行测试工程，即可执行测试。测试完毕，主窗口自动弹出，显示测试结果。
示例工程的主要文件是由VC6.0开发的，其他IDE在编译时会产生一些编译警告，可以忽略这些编译警告，有些代码会产生异常，缺省设置是不作处理，可以设为捕获异常(导航窗口菜单->选项->扩展，在“捕获异常”复选框前打勾)，对于企业版，建议不要捕获异常，程序崩溃时不要即时调试(出现崩溃窗口时应选择“确定”)，观察数据窗口和代码窗口通常可以快速地发现出错位置和出错原因。
5. 使用IDE插件
目前版本已经开发了VC6.0插件，使用该插件，点击一个按钮，即可完成步骤2. 3. 4的操作。该插件的安装和使用请查阅帮助系统。[个人版不支持IDE插件]
作者:
chen803
时间:
2006-3-30 09:57
THANKS!!
作者:
舍得
时间:
2006-5-9 11:49
呵呵，总算被我找到了！
看过这篇才找到点感觉！多谢！！！
作者:
luanhelh
时间:
2006-5-19 12:05
还行
作者:
ldneliza
时间:
2006-5-22 10:19
好贴
作者:
dingxijie
时间:
2006-5-24 16:42
标题:
jjj
很详细呀，看了明白很多，好贴！！
作者:
zhenyu
时间:
2006-5-25 21:08
太多了,保存下來慢慢享受~~
作者:
xiaojuzi99
时间:
2006-8-3 18:23
标题:
为什么不推荐 DevPartner?全球很优秀的工具啊~~~
DevPartner versions
http://www.compuware.com/products/devpartner/
作者:
yayapang
时间:
2006-8-4 11:46
发现大家的争论的焦点还是关于概念的问题。大家把概念搞搞清楚后再争论吧
作者:
幸福人生
时间:
2006-9-19 14:44
Thank you!!
作者:
lansechuiyan
时间:
2006-12-25 17:08
感觉没有实质性的东西啊，实用的有吗？
作者:
lin441
时间:
2006-12-28 16:48
好贴
作者:
dyq
时间:
2007-4-7 13:34
还没看完,都觉得受益非浅,非常感谢,
作者:
千古千寻
时间:
2007-4-19 12:06
能不能推荐些java的单元测试工具
作者:
forgefire
时间:
2007-4-21 16:20
收藏收藏收藏收藏收藏
作者:
lingyun1104
时间:
2007-4-27 17:41
标题:
楼主太厉害了
楼主对测试有深刻的认识看来，谢谢sdlkfj2
作者:
ymqqq
时间:
2007-5-14 10:32
很详细,顶下,
作者:
sai655
时间:
2007-5-15 08:03
标题:
好贴哦！
你能再帮我找些有关C或C++的测试用例吗？谢谢！
作者:
蜜香豆810
时间:
2007-5-15 16:41
sdlkfj3 好帖子 顶顶
作者:
hapliu
时间:
2007-5-21 08:53
标题:
学习了
谢谢。GOOD
作者:
b47617
时间:
2007-5-24 16:42
我什么时候能这样呢!
作者:
wildolive
时间:
2007-7-2 12:11
不用下载，很好，保存了以后看。多谢
作者:
hollyzhao
时间:
2007-7-3 14:51
标题:
回复 #1 sincky 的帖子
很长，但是看完了，好文章。
作者:
wjhtest
时间:
2007-7-3 18:10
很好，刚好用上
作者:
imlele
时间:
2007-7-19 20:05
看了，觉得还是有点点收获的～
作者:
qq115647140
时间:
2007-7-21 21:17
学习
作者:
liulinzhu
时间:
2007-7-24 14:57
写得非常不错，只是学生想对老是提出两个小问题：
1由谁测试？单元测试与其他测试不同，单元测试可看作是编码工作的一部分，应该由程序员完成，也就是说，经过了单元测试的代码才是已完成的代码，提交产品代码时也要同时提交测试代码。测试部门可以作一定程度的审核。
UT到底该由程序员完成还是测试员完成，这只能说是互有利弊。如果是程序员，那很有可能会按照自己的习惯思维去测试，而很难全面的找出BUG；如果是测试员，虽能够比之程序员找出更多的BUG，但没有程序员的参与，往往无法高效的完成工作。所以我的建议是，应该由双方同事参与完成。
2关于桩代码，老纳认为，单元测试应避免编写桩代码。桩代码就是用来代替某些代码的代码，
在实际过程中，你往往需要编写驱动函数和桩函数，这是无法避免的，我们应该结合实际情况而决定对中间层的定位。
sdlkfj2
作者:
VisualUnit
时间:
2007-7-24 18:02
to liulinzhu (猪哥) :
您说得太对了。我是这篇文章的作者，这文章写于差不多两年前，当时对解决可测性难题没有好的办法，并且由于在实际工作中，感觉编写桩代码太费时了，如果由工具生成空桩，又可能导致程序的行为完全不同而使测试没有意义，所以主张由程序员实施单元测试，由底向上开发，避免编写桩代码。这些主张在不是很大的项目中，还是可行的，因为我所写的，都是经过自己实践的。但对于大型团队大型项目来说，则不现实，这一年多，我接触了一些大公司的大项目，很多认识已经完全不同了。希望有机会好好聊聊。
作者:
liulinzhu
时间:
2007-7-25 08:44
标题:
回复 #38 VisualUnit 的帖子
太看得起我啦，在测试行业你都老一辈的人了，我只是个新手而已，应该向你多多请教，多多学习啊！
作者:
happychap
时间:
2007-7-30 23:27
我在单元测试上也是个新手，前些日子对一些项目进行单元测试的尝试，个人认为单元测试还是可行的。但是单元测试不可过分依赖于工具，最重要的还是靠自己的双手!
我所进行的单元测试项目是C#开发的，由于项目架构得还不错，当然也是一个小型的专业应用软件了，整个项目里面产生了3个DLL，以及一些自定义的插件，当然还有一些继承于FORM的窗体代码了。经过测试，我认为单元测试并不需要对每一个.cs文件都去测，至少可以这样来区分：DLL文件是要测的，里面几乎都是精华，控件也是需要测试的，这样可以减轻功能测试(其实我更乐意把它叫做“集成测试”)的负担，也利于及早发现功能性问题。而继承于FORM的代码我建议不要拿来做单元测试，放到功能测试中去做更为适合。
说实在的，基于一些原因，我并不能持久地开展测试工作，看法有误的地方还请各位看客读者手下留鸡蛋。。
其实测试人员做单元测试并不是十分的难，至少起步并不十分的难，但是要深入进去那就。。。至少懂得编码是必不可少的。
最后，还有一点儿要说给初入行的兄弟姐妹，搞测试的不要只埋着攻功能测试，而忽略了编码能力的提升，因为我们做测试的，不要过多指望在你测试之前所有的文档、资料、程序都是一切就绪的，项目往往很赶时间，所以过地苛求别人提供文档、资料的，并不那么现实，自己能读懂代码，摸清功能我认为是更好不过的了。
作者:
zfylan
时间:
2007-8-3 09:49
对不起,测试
作者:
卧龙在野
时间:
2007-8-7 10:29
皮毛而已，不过还是要谢谢
作者:
akitt
时间:
2007-8-9 14:13
我看了一遍。但是觉得还是不够。
还得重新细细读！
很经典。
作者:
淼淼
时间:
2007-8-14 18:09
好文章,收藏先!!
作者:
du5du
时间:
2007-8-20 21:20
好长，看了一半了，，先积几分。。
作者:
belie
时间:
2007-9-16 13:55
THANKS!! 学习ingl!~~~
sdlkfj2
作者:
walkman2508
时间:
2007-10-8 01:45
受益匪浅！只是了解甚微，不能完全看懂！
作者:
rightrat
时间:
2007-10-10 10:11
好文章，向作者及楼主致敬！
作者:
木木妹
时间:
2007-10-25 14:49
慢慢研究单元测试
作者:
zhanghl
时间:
2007-12-19 21:12
每看必顶
作者:
寒寒
时间:
2008-1-21 17:44
受益了，真的很好
作者:
方方不圆
时间:
2008-1-22 16:10
致敬~
作者:
CCTV果冻爽
时间:
2008-1-26 15:23
好文章
作者:
暗涧幽火
时间:
2008-1-28 18:07
太长了！
作者:
暗涧幽火
时间:
2008-1-31 10:57
搂主写的真的很好啊！
作者:
追逐日光
时间:
2008-2-14 18:32
有些楼主讲得不错呀，真的讲得不错的
作者:
rockfreebird
时间:
2008-2-18 12:03
谢谢楼主．．收藏先
作者:
du5du
时间:
2008-2-27 21:47
这次很认真地看了，了解了一个大概了。。
作者:
xmy942002
时间:
2008-3-11 12:52
逐步提高中
作者:
evarei
时间:
2008-3-21 13:52
已经下载 谢谢`
作者:
renheyou
时间:
2008-3-25 11:34
很好的文章。
作者:
叼着香烟看夕阳
时间:
2008-3-26 11:09
好帖啊 努力学习
作者:
jack2008
时间:
2008-3-29 07:58
标题:
推荐一处下载白盒测试资料的地方
http://www.ezTester.com/bbs/
作者:
lukong12
时间:
2008-4-11 17:33
好贴,要努力学习
作者:
lmfhappy
时间:
2008-4-18 11:12
顶一下。
作者:
yxf
时间:
2008-5-5 20:44
标题:
应该不错吧
单元测试还没接触过呢，
，应该不错吧，支持一下，辛苦啦！
这么长，我复制下来了，回头慢慢看。
作者:
echo5410
时间:
2008-5-23 09:27
谢谢分享
作者:
老堂
时间:
2008-7-18 00:38
不错的帖子
作者:
老堂
时间:
2008-7-18 00:44
比较实在
有操作性
那几个声称这是"皮毛"的
能否给出点"骨肉"啊
作者:
lovedemon
时间:
2008-9-4 12:02
顶一下,多谢
作者:
新手笑哈哈
时间:
2008-9-11 11:29
很详细，看了收获很大，谢谢你们！
作者:
liminmin5_29
时间:
2008-9-11 16:43
看了您的文章觉得非常好,支持一下!
作者:
Jenny.Zhu
时间:
2008-9-20 10:19
看过之后对于单元测试有初步的了解
作者:
newertest
时间:
2008-10-25 21:29
很好，谢谢LZ~
下载下来看~写作业用
作者:
yzylion
时间:
2008-11-2 23:06
很好的文章
作者:
happygm
时间:
2008-11-3 20:30
看后经验值暴涨
作者:
黑眼圈小白
时间:
2008-11-4 09:53
好好看看~~
作者:
gaobugu
时间:
2008-11-24 16:35
绝对好贴
作者:
sticksky
时间:
2009-5-25 11:55
谢谢
作者:
zero0223
时间:
2009-7-28 16:02
作者:
czh030509
时间:
2011-4-25 13:42
都05年的东西了
感觉还有用，真悲剧，指的是我自己，学习技术晚了
作者:
wjjyun
时间:
2011-5-1 09:06
不错！
作者:
449180704
时间:
2011-6-23 17:31
楼主好强大
作者:
joedlen
时间:
2011-9-30 11:30
介绍这么点怎么能称的上全面呢？还说“为了节约编幅，只列出源文件的代码”，如果说全面就不要考虑篇幅的问题。作为入门参考还差不多。
作者:
Maya0001
时间:
2011-10-9 20:17
写的不错！
作者:
www_225
时间:
2012-3-26 15:40
本帖最后由 www_225 于 2012-3-26 15:41 编辑
楼主还是比较强大的。但很多问题是仁者见仁，智者见智。我同意先用黑盒实现基本功能的测试，再用白盒满足覆盖率要求。但是要求开发人员为了避免打桩而先从底层函数写起我就不是很同意。尤其是现在的企业大多没有详细设计文档作为支撑，自下而上的编程方法真的感觉是先长树叶后长枝干。
作者:
nmgzhouwei
时间:
2012-9-13 21:59
大学里面有软件测试专业吗？
作者:
wubob205
时间:
2012-9-27 13:06
本帖最后由 wubob205 于 2012-9-27 13:09 编辑
welldone, 好好学习，追求更多
作者:
libingyu135
时间:
2012-10-16 08:32
针对java的单元测试的工具有哪些呢？
作者:
cuiying01
时间:
2012-11-20 17:05
楼主写的很好，但是感觉离实际比较远。真要做单元测试，实际情况要复杂的多
作者:
malylian
时间:
2015-7-29 08:40
有没有基于Java的
欢迎光临 51Testing软件测试论坛 (http://bbs.51testing.com/)
Powered by Discuz! X3.2
，应该不错吧，支持一下，辛苦啦！
