单元测试用例设计

一、概述 (1)二、基本概念 (1)2.1正面测试（Positive Testing） (1)2.2负面测试（Negative Testing） (2)2.3分支测试 (2)2.4黑盒测试 (2)2.5白盒测试 (2)三、单元测试范围 (3)四、常见测试用例设计方法及举例 (3)4.1 用于语句覆盖的基路径法 (3)4.2 用于MC/DC的真值表法 (9)4.3 边界值法 (11)4.4 等价类法 (12)4.5循环测试法 (17)4.6错误推测法 (18)五、相关注意事项 (18)5.1独立性 (18)5.2尽量脱离被测代码的束缚 (18)5.3面向对象的语言单元测试特点 (18)5.4单元测试的命名标准 (19)1.单元测试的命名标准 (19)2.单元测试中的变量命名规范 (19)3.断言和操作分离 (19)4.避免滥用setup和teardown (19)一、概述单元测试（模块测试）是开发者编写的一小段代码，用于检验被测代码的一个很小的、很明确的功能是否正确。

通常而言，一个单元测试是用于判断某个特定条件（或者场景）下某个特定函数的行为。

该文档从测试角度出发，去讨论如何设计单元测试的测试用例。

这里强调，单元测试用例的设计是进入实际编码之前的，测试用例设计在前，更能体现出灵活性，如果已经编码完成再进行测试用例的补充，这样很容易进入一个仅仅是测试了被测代码段功能的怪圈，所以希望所有的单元测试工作，可以放在前面完成。

同时单元测试用例是一个不断完善的过程，前期设计好的用例，在代码已经实现完成后，会发现覆盖的并不是很全面，有良好的习惯是需要将对应的测试用例进行补充，而在提交测试后发现的重要的bug，也需要进行单元测试用例的补充，使单元测试和各种测试方法相结合，实现测试质量的充分保证。

二、基本概念2.1正面测试（Positive Testing）测试被测对象的正确功能实现无误，即正常流程功能。

往往需要根据设计说明进行用例导出，严格按照设计说明编写即可，用例划分注意等价类区分等方法。

例如：接口返回小于等于24个中文字的offer标题（这里标题控制不会超过24个字）进行页面展示。

2.2负面测试（Negative Testing）测试被测对象的异常功能实现无误，多在异常流程，异常数据中体现。

该部分测试需要对被测对象进行错误发散，常依赖于边界值区分等方法。

例如：接口返回25个中文字的offer标题进行页面展示。

2.3分支测试使用流程图，明确可能出现的每条分支，制造响应的数据进行覆盖，实现对被测对象的测试。

这个过程对于分支可以进行响应的简化，可以穿插等价类等方法去除同类分支。

例如：实现offer发布的功能，分别会出现发布普通产品，代理加盟，求购，供应等分支，测试offer提交模块的时候，需要区分这么多重类型的数据，那么假设对于全部供应类型的offer，实现上都是一样的，就可以进行等价类划分，区分供应和求购即可。

2.4黑盒测试不关心被测对象内部，将其当做一个黑盒，仅仅关注对该模块的输入区分和输出结果校验。

2.5白盒测试将被测对象的每个实现都充分了解，根据内部实现进行用例设计，需要保证每个独立路径都完成用例覆盖，而常规的对每个独立路径进行真假验证。

三、单元测试范围单元测试范围的重点包括两个方面：1.测试代码实现的功能，这个可以通过需求文档进行整理，然后调整每个功能点的颗粒度，尽量可以和开发实现的被测单元进行对应，入口文档包括需求文档、设计文档；2.外部接口和底层实现。

四、常见测试用例设计方法及举例4.1 用于语句覆盖的基路径法基路径法保证设计出的测试用例，使程序的每一个可执行语句至少执行一次，即实现语句覆盖。

基路径法是理论与应用脱节的典型，基本上没有应用价值，读者稍作了解即可，不必理解和掌握。

基路径法步骤如下：1）画出程序的控制流图控制流图是描述程序控制流的一种图示方法，主要由结点和边构成，边代表控制流的方向，节点代表控制流的汇聚处，边和结点圈定的空间叫做区域，下面是控制流图的基本元素：以下代码：void Sort(int iRecordNum, int iType) {int x = 0;int y = 0;while(iRecordNum-- > 0){if(0 == iType){x = y+2;break;}elseif(1 == iType){x = y+10;}else{x = y+ 20;}}}可以画出以下控制流图：2）计算程序环路复杂度环路复杂度V(G)可用以下3种方法求得：(1) 环路复杂度等于控制流图中的区域数；上图中，有4个区域，V(G) = 4。

(2) 设E为控制流图的边数，N为结点数，则环路复杂度为E－N＋2；上图中，V(G) = 10(边) – 8(结点) + 2 = 4。

(3) 设P为控制流图中的判定结点数，环路复杂度为P＋1。

上图中：V(G) = 3(判定结点) + 1 = 4。

环路复杂度是独立路径数的上界，也就是需要的测试用例数的上界。

3）导出基本路径集基本路径数等于V(G)。

根据上面的计算方法，可得出需要的基本路径数为4。

路径就是从程序的入口到出口的可能路线，基本路径要求每条路径至少包含一条新的边，直到所有的边都被包含。

需要提醒的是：基路径法和路径覆盖是两回事，用于设计用例的基路径数一般小于全部路径数，即基本路径集不是惟一的。

基路径法完成的是语句覆盖，而不是路径覆盖。

下面选择四条基本路径：路径1：1-11路径2：1-2-3-4-5-1-11路径3：1-2-3-6-8-9-10-1-11路径4：1-2-3-6-7-9-10-1-114) 设计用例根据上面的路径，可以设计出以下用例：路径1：1-11用例1：iRecordNum = 0路径2：1-2-3-4-5-1-11用例2：iRecordNum=1, iType = 0路径3：1-2-3-6-8-9-10-1-11用例3：iRecordNum=1, iType = 1路径4：1-2-3-6-7-9-10-1-11用例4：iRecordNum=1, iType = 2从上述步骤可以看出，基路径法工作量巨大，如果用于五十行左右的函数，将耗费大量的时间，而五十行代码的函数实在是太普通了。

这种成本巨高的方法，其测试效果如何呢？测试效果完全与成本不匹配，首先，基路径法完成的只是代码覆盖，这是最低级别的覆盖，其次，整个设计过程都是依据已经存在的代码来进行的，没有考虑程序的设计功能，是典型的“跟着代码走”，不足是显而易见的。

综上所述，基路径法没有实际应用价值。

4.2 用于MC/DC的真值表法设计用于MC/DC的用例，可以先将条件值的所有可能组合列出表格，然后从中选择用例，称为真值表法。

例如判定A || (B && C)，条件组合如下表：为了使A独立影响判定结果，选择B和C相同，判定结果相反，且A相反的组合：组合2和6；为了使B独立影响判定结果，选择A和C相同，判定结果相反，且B相反的组合：组合5和7；为了使C独立影响判定结果，选择A和B相同，判定结果相反，且C相反的组合：组合5和6。

因此，组合2、5、6、7符合MC/DC要求。

符合MC/DC要求的用例集不是惟一的。

为了提高效率，可以使用工具来生成真值表和找出符合要求的组合，有些商业工具具有这种功能。

自行开发难度也不大，下面提出开发MC/DC用例设计小工具的思路，有兴趣的读者可以尝试一下：1）用一个简单的词法和语法分析器解析判定表达式，计算条件数量；2）生成真值表；3）用一个逻辑表达式计算器，针对每个条件C，扫描真值表，找出符合以下要求的组合：除条件C外，其他条件取值相同；将条件C 的真值和假值分别代入判定表达式，判定的计算结果相反。

4）针对找出的组合，设计两个用例，条件C分别取真和假。

需要注意的是，判定中可能存在完全相同的条件，例如：(A==0 || B == 1) && C == 2 || (A==0 && D == 3)针对A==0设计MC/DC用例时，前一个A==0取反，后一个A==0也会跟着取反，如果后一个A==0视为其他条件，则不能实现MC/DC覆盖，因此，计算判定值时，两个A==0应视为同一个条件。

4.3 边界值法边界值法假定错误最有可能出现在区间之间的边界，一般对边界值本身，及边界值的两边都需设计测试用例。

如下函数：//参数age表示年龄int func(int age){int ret = 0;//… do somethingreturn ret;}参数age表示一个人的年龄，假设有效的取值范围是0-200，那么，用边界值法可以得出以下用例(省略输出)：用例1：age = -1；用例2：age = 0；用例3：age = 1；用例4：age = 199；用例5：age = 200；用例6：age = 201；通常，程序对输入还会分段处理，例如，年龄在10以下，为儿童，需要特别照顾；年龄在60岁以上，为退休老人，不能安排工作，那么，10和60是内部边界，也要设计测试用例：用例7：age =9；用例8：age = 10；用例9：age = 11；用例10：age = 59；用例11：age = 60；用例12：age = 61；边界值法需要了解数据所代表的实际意义，此外对于枚举类型等非标量数据不适用。

边界值法对于复杂的软件项目来说，适用范围有限。

4.4 等价类法先从代码编写的思路说起。

程序员编写一个函数的代码，会如何做呢？首先，了解代码功能。

程序的功能是什么？无非就是：有哪些输入？执行什么操作或计算？产生什么输出？然后，将功能细化，形成一个或多个功能点。

一个功能点就是一类输入及其处理。

什么叫“一类”输入？程序可能有无数输入，但代码并不需要用无数个判定来对每个输入分别做处理，只需将输入分类，需要做相同处理的输入归于一类，这就是“等价类”。

从编程角度来说，“等价类”是指计算或操作过程的“等价”，一个等价类就是处理过程完全相同的输入的集合。

程序中通常用判定来识别分类，一个判定就是一次分类，嵌套的判定则会造成分类数量的翻番。

所以，函数代码编写的核心思维就是等价类划分和处理。

一个函数要完全正确，关键是等价类的划分要正确完整，且每个等价类的处理正确。

举个例子，现在要编写一个函数，将字符串左边的空格删除。

函数原形如下：char* strtrml(char *str);功能：将str左边空格删除，并返回str本身。

功能点：1. 左边有空格：删除；(正常输入)2. 左边无空格：不作处理；(正常输入)3. 全部是空格：全部删除；(正常输入)4. 空串：不作处理；(边界输入)5. 空指针：直接返回。