白盒测试与黑盒测试

在这里插## 标题入图片描述

> 大家好，我是程序员小羊！

✨博客主页： https://blog.csdn.net/m0_63815035?type=blog

💗《博客内容》：.NET、Java.测试开发、Python、Android、Go、Node、Android前端小程序等相关领域知识
📢博客专栏： https://blog.csdn.net/m0_63815035/category_11954877.html
📢欢迎点赞 👍 收藏 ⭐留言 📝
📢本文为学习笔记资料，如有侵权，请联系我删除，疏漏之处还请指正🙉
📢大厦之成，非一木之材也；大海之阔，非一流之归也✨

在这里插入图片描述

白盒测试与黑盒测试

一、白盒测试

1.白盒测试定义：白盒测试是基于软件内部结构的一种测试方法。（针对代码和程序逻辑）

2.白盒测试的目的：发现代码中的隐藏错误（逻辑错误、边界条件、异常处理缺陷），保证每个逻辑分支正确执行

3.白盒测试的常用方法：单元测试、语句覆盖、分支覆盖、路径覆盖、数据流分析

单元测试：编写代码测试程序中最小功能单位（一个函数或方法），输入不同数据验证函数的输出是否符合预期

+++

def grade(score):
    if score >= 90:
        return 'A'
    elif score >= 80:
        return 'B'
    elif score >= 70:
        return 'C'
    elif score >= 60:
        return 'D'
    else:
        return 'F'

+++

语句覆盖：执行代码中的每一行至少一次，确保没有遗漏的代码
解释：语句覆盖是一种最基本的覆盖方法，要求每一行代码都被执行。这并不要求所有的条件和逻辑都被测试，只要代码行被执行就行
如何测试：
- 用例 1：grade(95)，输出 ‘A’（覆盖 if score >= 90 的分支）
- 用例 2：grade(75)，输出 ‘C’（覆盖 elif score >= 70 的分支）
- 用例 3：grade(50)，输出 ‘F’（覆盖 else 的分支）
  
  +++
分支覆盖：测试每个条件的每一个分支（True 或 False）
解释：分支覆盖要求测试代码中所有的条件分支，包括 if 和 elif 的 True 和 False 情况。这样可以确保代码在各种条件下的行为是正确的
如何测试：
- 用例 1：grade(95)，覆盖 if score >= 90 为 True 的分支
- 用例 2：grade(85)，覆盖 elif score >= 80 为 True 的分支
- 用例 3：grade(75)，覆盖 elif score >= 70 为 True 的分支
- 用例 4：grade(65)，覆盖 elif score >= 60 为 True 的分支
- 用例 5：grade(55)，覆盖所有 if 和 elif 为 False 的情况，走到 else 分支
路径覆盖：测试代码中所有可能的执行路径
解释：路径覆盖是最严格的一种覆盖方法，要求测试程序中的每一条可能路径。包括每一条分支和条件的组合。例如，对于嵌套的 if-else 语句，路径覆盖会要求测试每一种嵌套组合
如何测试：在上述示例中，由于每个条件（if 和 elif）都是独立的，所有可能路径相对较少。主要路径包括：
- 路径 1：score >= 90 为 True，执行第一个分支，返回 ‘A’
- 路径 2：score >= 90 为 False，score >= 80 为 True，执行第二个分支，返回 ‘B’
- 路径 3：score >= 90 为 False，score >= 80 为 False，score >= 70 为 True，返回 ‘C’
- 路径 4：score >= 90 为 False，score >= 80 为 False，score >= 70 为 False，score >= 60 为 True，返回 ‘D’
- 路径 5：所有条件都为 False，执行 else 分支，返回 ‘F’
解释：每一种路径都代表了代码中可能的执行顺序，通过测试这些路径，可以确保代码逻辑的全面覆盖

+++
数据流分析：检查变量的定义和使用，确保数据在程序中的流动是正确的
解释：数据流覆盖更关注变量的状态。它跟踪变量的定义、使用和销毁，检查代码中变量在每个位置的正确性。例如，检查一个变量在被使用之前是否被正确初始化
如何测试：这个方法不直接适用于上述的 grade 函数，因为它更适合一些复杂函数，如涉及大量变量的计算函数。假设有如下代码：
```
def calculate_area(radius):
    pi = 3.14
    area = pi * (radius ** 2)
    return area
```
- 在这段代码中，pi 在 area 被计算时是一个已定义的变量。数据流覆盖会检查 pi 是否在使用前被正确定义，并在后续过程中被正确使用
解释：数据流覆盖确保在代码执行过程中，每个变量都被正确使用，减少由于错误数据流导致的程序错误

+++

小结

语句覆盖：确保每行代码都被执行
分支覆盖：确保每个条件的 True 和 False 分支都被测试
路径覆盖：测试所有可能的执行路径，验证代码中不同逻辑组合的正确性
数据流覆盖：检查变量在程序中的定义和使用情况，确保数据流的正确性

+++

二、黑盒测试

1.黑盒测试定义：黑盒测试是根据软件的功能和需求进行测试，而不关注其内部实现

2.黑盒测试的目的：通过模拟用户的操作发现软件的功能缺陷、界面问题和性能问题，保证功能的完整性和可靠性

3.黑盒测试的常用方法：等价类划分、边界值分析、决策表、因果图、错误推测法

+++

示例 ：登录系统
假设有一个登录系统，需要输入用户名和密码，然后验证是否匹配。它的功能需求如下：
1.用户名长度必须在 4 到 12 个字符之间。
2.密码不能为空，且必须包含至少一个数字。

+++

等价类划分：将输入数据划分为不同的等价类，每个等价类代表一种输入情况，只需测试每个类中的一个值，就能覆盖整个类
解释：通过划分等价类，可以减少测试用例的数量。等价类分为有效等价类和无效等价类

如何划分
1. 用户名：
  - 有效等价类：用户名长度为 4-12 个字符。
  - 无效等价类：用户名长度小于 4 或大于 12。
2. 密码：
  - 有效等价类：密码不为空。
  - 无效等价类：密码为空。
测试用例
- 用例 1（有效）：用户名 = “user1234”，密码 = “pass123”。
- 用例 2（无效）：用户名 = “usr”，密码 = “pass123”（用户名长度小于 4）。
- 用例 3（无效）：用户名 = “username_is_too_long”，密码 = “pass123”（用户名长度大于 12）。
- 用例 4（无效）：用户名 = “user1234”，密码 = “”（密码为空）。
解释：通过划分等价类，我们确保覆盖了所有可能的输入类型。只要测试了每个等价类中的一个值，就可以代表该类的所有情况。

+++

边界值分析：测试输入数据的边界条件>
解释：边界值分析关注输入值的边界，如最小值、最大值、刚超过边界和刚未到边界的值。常用来检测可能的溢出、越界等问题

如何分析
1. 用户名长度：用户名必须是 4 到 12 个字符。边界值包括：
  - 最小边界：4 个字符。
  - 最大边界：12 个字符。
  - 刚小于最小边界：3 个字符。
  - 刚大于最大边界：13 个字符。
测试用例
- 用例 1（边界值）：用户名 = “user”，密码 = “pass123”（4 个字符，最小边界）。
- 用例 2（边界值）：用户名 = “user12345678”，密码 = “pass123”（12 个字符，最大边界）。
- 用例 3（边界值）：用户名 = “usr”，密码 = “pass123”（3 个字符，刚小于最小边界）。
- 用例 4（边界值）：用户名 = “user123456789”，密码 = “pass123”（13 个字符，刚大于最大边界）。
解释：通过测试边界值，我们能更好地发现程序在处理边界情况时的潜在问题，如输入限制不正确或处理异常情况失败。

+++

决策表：列出输入条件和可能的操作，通过组合不同条件来测试每个可能的输出情况>

解释：决策表是一种将输入条件与操作组合起来的表格，尤其适用于复杂的逻辑判断场景

如何构建决策表

假设登录系统有以下条件：

用户名有效（长度 4-12）。
密码非空。

每个条件有两种状态（满足或不满足），组合成一个决策表：

条件	规则 1	规则 2	规则 3	规则 4
用户名有效	是	是	否	否
密码非空	是	否	是	否
输出	允许登录	错误：密码为空	错误：用户名无效	错误：用户名无效且密码为空

测试用例

用例 1：用户名 = “user1234”，密码 = “pass123”（规则 1，允许登录）。
用例 2：用户名 = “user1234”，密码 = “”（规则 2，错误：密码为空）。
用例 3：用户名 = “usr”，密码 = “pass123”（规则 3，错误：用户名无效）。
用例 4：用户名 = “usr”，密码 = “”（规则 4，错误：用户名无效且密码为空）。

解释：决策表将所有条件的组合列举出来，确保每种可能的情况都得到了测试，适用于具有多个条件的复杂逻辑。

+++

错误推测法：基于测试者的经验和直觉，推测可能出现错误的地方

解释：错误推测法没有严格的规则，它依赖于测试者对常见错误的了解，如输入非法字符、空值、极端值等

如何进行错误推测

假设测试者认为系统可能在处理特殊字符时出错，可以尝试输入包含特殊字符的用户名和密码。
可能测试的输入：
- 用户名 = “user!@#$”，密码 = “pass123”（测试特殊字符）。
- 用户名 = “”，密码 = “pass123”（测试恶意代码注入）。
- 用户名 = " "，密码 = “pass123”（测试全空格）。

解释：错误推测法适用于不容易分类的测试场景，测试者通过经验和直觉来设计测试用例，往往能发现一些意想不到的问题。

+++

总结：白盒测试和黑盒测试的区别

特性	白盒测试	黑盒测试
测试视角	了解软件内部结构，关注代码细节	不了解内部结构，只关注功能和界面
测试内容	测试代码逻辑、路径、数据流	测试软件功能、性能、用户界面
测试方法	语句覆盖、分支覆盖、路径覆盖	等价类划分、边界值分析、错误推测
优点	发现代码中的隐藏错误，提高代码质量	贴近用户操作，发现功能缺陷
缺点	测试范围有限，难以发现外部接口问题	无法发现内部逻辑错误，需大量测试用例

白盒测试和黑盒测试通常结合使用，以确保软件的全面质量：白盒测试侧重于代码的正确性，黑盒测试则模拟用户操作，验证软件的功能性。

+++

今天这篇文章就到这里了，大厦之成，非一木之材也；大海之阔，非一流之归也。感谢大家观看本文

在这里插入图片描述