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C/C++单元测试理论精要系列
 
发布时间:2013-3-14
 

C/C++单元测试理论精要(1)

本系列文章根据《单元测试与VU2.6应用》视频讲座的理论部分整理而成,主要讨论四个问题:为什么需要单元测试?怎样征服可测性难题?怎样才能高效率测试?怎样保证测试效果?重点阐述单元测试的关键问题,不是一般概念,适合于对单元测试有一定了解的读者。

在选择工具和实施单元测试前,我们应该对相关理论有一个系统的了解,特别是将会遇到哪些难题,如何解决,要心里有数,否则的话,很可能劳民伤财,半途而废。如果只会测试加法函数或者三角形函数之类的独立小程序,就以为可以做单元测试了,那就像一个人刚学会走路,就去长途跋涉。

本文介绍的是针对企业项目的单元测试。企业项目具有两个特点:项目复杂,时间紧张。项目复杂,意味着测试时会遇到很多难题;时间紧张,要求我们不但要保证测试效果,还要尽可能高效率。本文不是泛泛而谈,而是针对企业项目的两个特点,努力揭示本质性的问题,并提出解决办法,对于常识性的问题,将比较简略的带过。使用的工具是Visual Unit 2.6,本文主要不是介绍工具,而是介绍问题所在和解决办法,涉及到工具,只是为了具体的展示解决办法,也为了说明,这些办法都是可行的,并非空谈。

第1章 为什么需要单元测试

1.1 从代码特性看单元测试的必要性

  

代码有一个很基本的特性,是什么呢?对数据分类处理。一个判定,就是一次分类。如果判定中又嵌套了判定的话,分类次数就会翻倍。循环判定也是一种分类。

如果一个分类遗漏的话,也就是说,某种输入没有处理,会怎么样呢?一个Bug诞生了!如果一个分类的处理不正确,又会怎么样呢?又一个Bug诞生了!
一个函数要做到没有错误,要保证两点:分类完整,也就是各类可能输入都要考虑到;

处理正确,也就是每一类输入都要进行正确的处理。做到了这两点,就可以说,函数的功能逻辑是正确的。函数的功能逻辑就是对数据的分类以及处理。

那么,怎样才能全面地检测程序的功能逻辑呢?调试,是临时的,不做记录,另一方面,调试的工作方式是拦截数据,并不是所有输入分类都能拦截得到的,如果一个函数有十类输入,调试能覆盖五六个就不错了。系统测试,不针对具体的函数,无法做到对具体函数的输入分类覆盖。要全面地检测程序的功能逻辑,必须把输入分类全部列出来。并检测程序是否处理了这些输入,处理是否正确。这就是单元测试。

1.2 单元测试的目标和方法

单元测试的目标是什么呢?就是完整检测代码单元的功能逻辑。找出代码单元本身的所有功能逻辑错误,具体来说,就是检测对数据的各种分类是否考虑全面,处理是否正确。单元测试并不是用来代替系统测试、性能测试的,它的目标相当明确,就是检测代码单元本身的功能逻辑错误。

如果时间紧张,应该优先测试哪些代码呢?代码的功能逻辑越复杂,也就是算法密集度越高,可能的错误越多,越需要全面的测试,测试效益越大。所以,如果时间不够,应该优先测试算法密集的代码。80-20规则在软件开发中同样存在,也就是80%的代码错误可能存在于20%的代码中,20%的代码可能占用了80%的开发调试时间。这20%就是算法密集的代码,即使只对这些代码进行单元测试,也可以产生巨大的效益。代码复杂度和测试价值可以用工具来统计。

测试方法主要有两种:静态和动态。静态方法主要由工具扫描和分析代码。动态方法则需要执行代码。

静态方法能发现哪些错误呢?从静态测试的角度来看,代码错误可分为代码缺失,语义错误,一般错误。代码缺失是分类遗漏造成的,也就是程序员没有考虑到某些输入,没有编写相应代码。语义错误就是通过分析代码的语法含义,有可能判断的错误,例如,条件语句中将等于操作符写成了赋值操作符、数组越界、除零错。其他错误就是一般错误。对于语义错误,静态测试可能能够发现。对于代码缺失,静态测试无法发现,因为代码不存在,也就无从分析。其他错误,静态测试不能发现,因为工具不了解代码的设计功能。很显然,静态测试并没有真正检测代码的功能逻辑,根本不知道这个代码是干什么的,实现什么功能才对,只是通过分析代码的自然特性来检测错误,所以作用是很有限的。

 



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