第四部分 面向对象方法学-面向对象测试

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孙昌爱 北京科技大学 2011-2012
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面向对象系统测试是基于面向对象集成测试的最 后阶段的测试，主要以用户需求为测试标准，也 需要借鉴OOA或OOA 测试结果。
12.2 开发前期的面向对象测试
面向对象的系统开发经历三个阶段 面向对象分析（OOA） 面向对象设计（OOD） 面向对象编程（OOP） 开发前期的测试工作主要是静态测试。通过各种 评审和质量分析活动，完成必须的测试工作，及 时检测和克服各种缺陷。
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12.2.1 面向对象分析的测试
传统的面向过程分析是一个功能分解的过程，是把 一个系统看成可以分解的功能的集合。这种传统的 功能分解分析法的着眼点在于一个系统需要什么样 的信息处理方法和过程，以过程的抽象来对待系统 的需要。 面向对象分析（OOA）是“把E－R图和语义网络模 型，即信息模型中的概念，与面向对象程序设计语 言中的重要概念结合在一起而形成的分析方法”，最 后得到问题领域的可视化的形式描述。
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3. 对认定的主题的测试 主题是在对象和结构的基础上更高一层的抽 象，是为了提供OOA分析结果的可见性，如 同文章对各部分内容的概要。 对主题的测试应该考虑以下方面： a) 贯彻George Miller 的“7+2”原则，如果主 题个数超过 7 个，就要求对有较密切属性 和服务的主题进行归并。
b) 主题所反映的一组类和结构是否具有相同 和相近的属性和服务。 c) 认定的主题是否是类和结构更高层的抽 象，是否便于理解OOA结果的概貌（尤其 是对非技术人员的OOA 结果读者）。 d) 主题间的消息连接（抽象）是否代表了主 题所反映的类和结构之间的所有关联。
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面向对象单元测试是对程序内部具体单一的功能 模块的测试，主要就是对类成员函数的测试。 面向对象集成测试主要对系统内部的相互服务进 行测试，如成员函数间的相互作用，类间的消息 传递等。 面向对象单元测试是进行面向对象集成测试的基 础；面向对象集成测试不但要基于面向对象单元 测试，更要参见OOD或OOD 测试结果。
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5. 对定义的服务和消息关联的测试 定义服务就是定义每一个类和结构在问题领 域中的行为。由于问题领域中的实例之间需 要通信，在OOA中就需要定义消息的连接。 对服务和消息连接的测试应考虑以下几方面：
a) 类和结构在问题领域中的实例具有不同的 状态，是否为状态转换定义了相应的服务。 b) 类或结构所需要的服务是否都定义了相应 的消息连接。 c) 定义的消息连接所调用的服务是否正确。 d) 沿着消息连接所执行的线索（消息的调用 序列）是否合理，是否符合实际。 e) 定义的服务是否有重复，是否定义了能够 得到的服务。
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a) 类层次结构中是否涵盖了所有定义的类。 b) 是否能体现OOA中所定义的实例连接。 c) 是否能实现OOA中所定义的消息连接。 d) 子类是否具有父类没有的新特性。 e) 子类之间的共同特性是否完全在父类中得 以体现。
3. 对类库支持的测试 对类库的支持虽然也属于类层次结构的组织问 题，但其强调的重点是软件的复用。由于它并不 直接影响当前软件的开发和功能实现，可以将其 单独提出来测试。 可从以下几个方面入手: a) 一组子类中有关某种含义相同或基本相同的操 作，是否有相同的接口（包括名字和参数表）。 b) 类中方法（C++称为类的成员函数）的功能是 否比较单一，相应的代码行是否较少（建议不 超过100行）。 c) 类的层次结构是否是深度大，宽度小。
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多态令面向对象程序对外表现出强大的处理能 力，但同时却使得程序内“同一”函数的行为复 杂化，测试时必须考虑不同类型的同名操作具 体的实现代码和产生的行为。 面向对象程序是把功能的实现分布在类中。与某种 设计功能相关的一组对象，通过对象提供的服务和 对象之间的消息传递，共同协作来实现这个功能。 这种面向对象程序风格，可将出现的错误精确定位 在某一个具体的对象。
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根据Coad和Yourdon方法所提出的OOA实现步 骤，对OOA阶段的测试划分为以下五个方面： 对认定的类的测试 对认定的结构的测试 对认定的主题的测试 对定义的属性和实例连接的测试 对定义的服务和消息连接的测试
1. 对认定的类的测试 OOA中认定的类是对问题领域中的结构，其 他相关系统，设备，被记忆的事件，系统涉 及的人员等实际对象的抽象。对它的测试可 以从如下方面考虑： a) 认定的类是否全面，是否问题领域中所有 涉及到的对象都反映在认定的类中。 b) 认定的类是否具有多个属性。只有一个属 性的类通常应看成其他类的属性，而不是 抽象为独立的类。
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OOA的结果是为后续阶段中类的选定和实现，类层 层次结构的组织和实现提供平台。 OOA对问题领域分析抽象的不完整，最终会影响软 件的功能实现，导致软件开发后期大量可避免的修 补工作；而一些冗余的对象或结构会影响类的选定、 程序的整体结构或增加程序员不必要的工作量。因 此，OOA测试的重点在其完整性和冗余性。
2. 对构造的类层次结构的测试 为能充分发挥面向对象的继承共享特性， OOD的类层次结构，通常基于OOA中产生的 泛化结构的原则来组织，着重体现父类和子 类之间一般性和特殊性关系。 在当前的问题领域，对类层次结构的主要要 求是能在解空间构造实现全部功能的结构框 架。为此应做如下几个方面的检查：
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2) 对复合结构的测试从如下方面入手： a) 整体类和局部类的复合（聚合）关系是否 符合现实的关系。 b) 整体类的局部类是否在问题领域中有实际 应用。 c) 整体类中是否遗漏了在问题领域中有用的 局部类。 d) 局部类是否能够在问题领域中组合出新的 有现实意义的整体类。
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12.2.3 面向对象编程的测试
典型的面向对象程序具有继承、封装和多态等新特 性，这使得传统的测试策略必须有所改变。 封装是对数据的隐藏，外界只能通过接口提供 的操作来访问或修改数据，这就降低了直接接 触数据的可能性，妨碍了对非法数据操作的测 试。 继承提高了代码的复用率，同时也提高了错误 传播的概率。继承向测试提出了这样一个难题： 对继承的代码究竟如何测试？
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面向对象测试模型
OO System Test OO Integration Test OO Unit Test OOA Test OOA OOD Test OOD OOP Test OOP
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OOA 测试和OOD 测试 是对分析结果和设计结果 的测试，主要是对分析设计产生的文本进行，是软 件开发前期的关键性测试。 OOP 测试主要针对编程风格和程序代码实现进行 测试，其主要的测试内容在面向对象单元测试和面 向对象集成测试中体现。
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1. 数据成员是否满足数据封装的要求?
在面向对象编程（OOP）阶段，重点测试类功能 的实现和相应的面向对象程序风格上。 检查数据成员是否满足数据封装的要求，就是检 查其数据成员是否能被外界（数据成员所属的类 或子类以外的调用）直接调用。更直观的说，当 改变数据成员的结构时，看其是否影响了类的对 外接口，是否会导致相应外界必须改动。 值得注意，有时强制的类型转换会破坏数据的封 装特性。例如：
OOD确定类和类结构是想通过重新组合或加以 适当的补充，可方便地实现功能的复用和扩充。 OOD的测试可从如下三方面考虑： 对认定的类的测试 对构造的类层次结构的测试 对类库的支持的测试
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1. 对认定的类的测试 认定的类的测试应考虑以下几个方面： a) 是否涵盖了OOA中所有认定的对象。 b) 是否能体现OOA中定义的属性。 c) 是否能实现OOA中定义的服务。 d) 是否对应着一个含义明确的数据抽象。 e) 是否尽可能少地依赖其他类。 f) 类中的方法（C++称为类的成员函数）是 否只有单一用途。
软件工程 第四部分 面向对象方法学 面向对象的测试
12.1 面向对象测试的概念 12.2 开发前期的面向对象测试 12.3 开发后期的面向对象测试 12.4 分布式系统的测试
12.1 面向对象测试的概念
面向对象系统的测试与传统的软件系统的测试之 间存在很大差别： 1)对象作为一个单独的构件一般比一个功能模块 大。 2)由对象到子系统的集成通常是松散耦合的，没 有一个明显的“顶层”。 3)如果对象被复用，测试者无权进入构件内部来 分析其代码。
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面向对象的开发模型将系统开发分为面向对象分 析（OOA），面向对象设计（OOD）和面向对 象编程（OOP）三个阶段。 分析阶段产生整个问题领域的抽象描述，在此基 础上，进一步归纳出适用于面向对象编程语言的 类和类结构，最后形成代码。 针对这种开发模型，结合传统测试步骤的划分， 本着在整个开发过程中不断测试的原则，应将开 发阶段的测试与编码完成后的单元测试、集成测 试、系统测试用一个测试模型描述。
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12.2.2 面向对象设计的测试
面向对象设计（OOD）从“建模的观点”出发，基 于OOA模型归纳出类，并建立类的层次结构或进 一步构造成类库，实现分析结果对问题领域的抽 象。 OOD归纳出的类，可以是OOA类的简单延续，也 可以是基于设计要求新建立或从已有类演化的类。 因此，OOD是OOA的进一步细化和更高层的抽 象，OOD与OOA 的界限通常是难以严格区分的。