软件测试技术(第2版)

本书全面地介绍了测试技术，不但阐述了基本的软件测试技术，还介绍了许多高级主题和专门应用系统的测试技术，分析了多种测试案例。

本书详细地阐述了软件测试领域的基本理论、基本技术及测试技术。首先介绍了和软件测试相关的基础知识，分析了人工智能（AI）技术在测试领域的应用和发展；然后全面深入地介绍了静态测试技术和动态测 试技术，并从单元测试、集成测试、系统测试及验收测试4个方面分析了如何进行测试的计划、用例分析和设 计等过程，还介绍了负载压力测试、App移动应用测试、微服务架构应用测试、嵌入式系统测试及游戏测试； 最后讨论了软件测试管理和软件测试工具。
本书不但突出基础知识和方法，而且阐述了一些高级的测试技术和方法，同时也注重测试技术的应用， 能使读者更好地理解和掌握软件测试理论知识，并很好地运用到实际测试工作中去。
本书可以作为不同层次高等院校的计算机、软件工程等相关专业的本科生、研究生的教学用书，也可作为软件测试技术人员的参考书。

杜庆峰，博士，同济大学教授，博士生导师。中国软件测试认证委员会(CSTQB)资深专家，中国软件行业协会系统与软件过程改进分会专家，国家自然科学基金委员会评议专家，同济大学教学名师。长期从事软件工程学科的教学与研究，有丰富的软件开发和测试的实战经验。主讲本科生的“软件测试技术”“软件工程”和博士生的“软件度量”课程。 主要研究领域：软件工程理论与方法(软件估算模型、软件故障模型、软件测试与质量控制及软件的韧性等)；知识图谱的微服务架构系统智能运维：大数据及AI等。 2011年曾出版普通高等教育“十一五”重量规划教材、重点大学软件工程系列规划教材《高级软件测试技术》。

第1章软件测试基础知识
1.1软件测试和软件质量
1.1.1什么是软件测试
1.1.2软件质量的定义
1.1.3软件测试和软件质量保证的区别
1.1.4进行多少测试才终止
1.2为什么需要软件测试
1.2.1导致软件缺陷的原因
1.2.2软件测试在软件开发、维护和使用中的角色
1.2.3软件测试心理学
1.3软件测试的目的
1.4软件测试的原则
1.4.1所有的软件测试都应追溯到用户需求
1.4.2尽早地和不断地进行软件测试
1.4.3不可能接近地测试
1.4.4增量测试，由小到大
1.4.5避免测试自己的程序
1.4.6设计完善的测试用例
1.4.7注意测试中的群集现象
1.4.8确认缺陷的有效性
1.4.9合理安排测试计划
1.4.10进行回归测试
1.4.11测试结果的统计、分析及可视化
1.4.12及时更新测试
1.5软件测试级别和模型
1.5.1软件测试级别
1.5.2软件测试生命周期
1.5.3开发和测试模型
1.6软件测试的类型
1.6.1功能性测试
1.6.2非功能性测试
1.6.3软件结构性测试
1.6.4变更相关的测试（再测试和回归测试）
1.7软件测试的基本过程
1.8人工智能与软件测试
练习
第2章静态测试技术
2.1静态测试技术概要
2.2评审技术概述
2.2.1评审的定义和类型
2.2.2评审过程
2.2.3责任和角色
2.3代码检查
2.3.1代码检查类型
2.3.2代码检查内容
2.3.3编码规范
2.3.4代码缺陷检查表
2.4正规技术评审
2.4.1定义
2.4.2技术评审的目的
2.4.3评审小组成员
2.4.4技术评审活动过程
2.4.5技术评审注意事项
2.5面向对象分析和设计的静态测试
2.5.1面向对象的需求及分析规约的静态测试
2.5.2面向对象设计规约的静态测试
练习
第3章动态测试技术
3.1黑盒测试技术
3.1.1边界值分析法
3.1.2等价类测试法
3.1.3错误推测法
3.1.4因果图法
3.1.5决策表测试法
3.1.6场景法
3.1.7正交实验法
3.1.8黑盒测试方法选择的策略
3.2白盒测试技术
3.2.1白盒测试的概念
3.2.2程序结构分析
3.2.3逻辑覆盖测试法
3.2.4程序插装
3.2.5其他白盒测试方法简介
3.2.6白盒测试方法选择的策略
练习
第4章单元测试
4.1单元测试概述
4.2单元测试环境及过程
4.2.1单元测试环境
4.2.2单元测试过程
4.3单元测试策略
4.3.1传统结构化开发单元测试策略
4.3.2面向对象开发单元测试策略
4.4单元测试的分析和用例设计
4.4.1一般单元测试分析
4.4.2面向对象的单元测试分析
4.4.3单元测试用例设计
4.5单元测试实例
练习
第5章集成测试
5.1集成测试概述
5.2集成测试环境及过程
5.3集成测试方法
5.3.1一般的集成测试方法
5.3.2面向对象的集成测试方法
5.4集成测试的分析和用例设计
5.5集成测试实例
练习
第6章系统测试
6.1系统测试概述
6.2系统测试环境及过程
6.3系统测试类型
6.4系统测试的分析和用例设计
6.5系统测试实例
练习
第7章验收测试
7.1验收测试概述
7.2验收测试过程
7.3验收测试实例
练习
第8章负载压力测试
8.1负载压力测试基础
8.2负载压力测试的策略
8.3负载压力测试的解决方案和实施
8.4负载压力测试结果分析
8.5系统性能调优
练习
第9章App移动应用测试
9.1移动操作系统介绍
9.2App启动执行过程
9.3App项目开发流程
9.4App测试自动化及测试准备
9.4.1App测试自动化
9.4.2App测试准备
9.5App功能测试
9.5.1UI测试
9.5.2业务功能测试
9.5.3其他功能测试
9.5.4用户体验测试
9.6App非功能测试
9.6.1安装、卸载测试
9.6.2安全测试
9.6.3性能测试
9.6.4兼容性测试
9.7App专项测试
9.7.1相关特定操作测试
9.7.2弱网测试
9.7.3网络超时测试
9.7.4操作类型测试
9.7.5交叉事件测试
9.7.6第三方推送测试
9.7.7消息推送测试
练习
第10章微服务架构应用测试
10.1微服务与测试
10.1.1微服务的由来
10.1.2微服务与传统开发方式
10.1.3微服务架构对测试人员意味着什么
10.2微服务对软件测试的挑战
10.2.1总体的测试策略
10.2.2传统测试方法面临的挑战
10.3微服务架构的单元测试
10.3.1定义单元测试边界
10.3.2单元测试的流程
10.3.3监控单元测试覆盖率
10.4微服务架构的集成测试
10.5微服务架构的组件测试
10.6微服务架构的契约测试
10.6.1契约测试的由来
10.6.2契约测试的实施
10.7微服务架构的端到端测试
10.7.1端到端测试的实施方法
10.7.2端到端测试的优化
10.8微服务架构的云端测试和性能测试
10.8.1微服务的云端测试
10.8.2微服务的性能测试
10.9微服务架构的测试流水线
10.9.1什么是CI/CD
10.9.2自动测试流水线
10.10DevOps与测试
10.10.1DevOps的出现
10.10.2DevOps在技术领域的实践
10.10.3DevOps使用的主流工具
10.10.4从DevOps到TestOps
练习
第11章嵌入式系统测试
11.1嵌入式系统介绍及测试基础
11.1.1嵌入式系统与嵌入式操作系统
11.1.2嵌入式测试方法概要
11.2嵌入式测试策略
11.3嵌入式测试环境的创建与实施
11.3.1模拟阶段
11.3.2原型阶段
11.3.3临近生产阶段
11.3.4开发后阶段
11.4嵌入式测试的工具
练习
第12章游戏测试
12.1游戏测试基本概念
12.1.1游戏开发
12.1.2游戏测试与开发过程的关系
12.2游戏测试的主要内容
12.3游戏测试的实施
12.3.1游戏策划与测试计划
12.3.2游戏测试用例设计
12.3.3游戏性能测试
12.3.4用例执行和测试报告
练习
第13章软件测试管理
13.1测试计划的制订与估算
13.2测试的组织
13.2.1组织结构选择因素
13.2.2结合实际选择组织方案
13.2.3测试组织的独立性
13.2.4测试人员
13.3测试过程监控
13.3.1测试初始期
13.3.2测试实施期
13.3.3测试结束期
13.4测试文档
13.5软件配置管理
13.5.1配置管理简介
13.5.2测试配置管理
13.5.3软件配置管理工具
13.6测试与风险
13.6.1项目风险
13.6.2软件测试风险
13.7缺陷管理
13.7.1软件缺陷的属性描述
13.7.2软件缺陷管理流程
13.7.3软件缺陷度量
13.7.4缺陷跟踪管理系统
练习
第14章软件测试工具
14.1测试工具的类型
14.1.1测试管理工具
14.1.2静态测试工具
14.1.3功能测试执行工具
14.1.4覆盖工具（结构性测试工具）
14.1.5性能和压力测试工具
14.1.6其他工具
14.1.7测试工具的选择
14.2测试自动化与手工测试
14.2.1手动测试的不足
14.2.2自动测试的优点
14.2.3自动测试的局限性
练习
附录A软件测试的数学理论
附录B软件测试中英文术语对照表
附录C部分正交实验表
参考文献

     第3章 动态测试技术 3.1黑盒测试技术 3.1.1边界值分析法 我们知道，函数可以理解为从一个集合（函数的定义域）映射到另一个集合（函数的值域），定义域和值域可以是其他集合的叉积。任何程序都可以看作是一个函数，程序的输入构成函数的定义域，程序的输出构成函数的值域。定义域测试是有名的功能性测试方法之一。这种形式测试的重点是从输入变量的定义域来进行分析并设计出测试用例，但实际上，也可以根据被测程序本身的特点基于变量的值域来分析并设计测试用例。从定义域或值域来分析并设计测试用例往往能互相补充，其基本思想均源于函数。 1. 基本边界值分析 为了便于理解，先讨论具有两个变量x1和x2的函数F。如果函数F对应一个程序，那么输入的两个变量x1和x2的值应该存在取值的边界，其边界值要根据程序的需求来确定，变量的边界值可能是显示的，也可能是隐含的，如果是隐含的则需要根据实际情况进行分析。这里假设变量x1和x2有如下边界： a≤x1≤b c≤x2≤d 边界值分析关注的是输入变量的边界，依据边界来设计测试用例。边界值测试的基本原理是程序的错误或缺陷可能出现在输入变量的极限值附近。例如，程序中循环语句的循环次数可能会多一次或少一次，就涉及边界值问题； 超市销售系统中的食品保质日期是一个边界值问题； 银行系统每天的取款限额也是一个边界值问题。在我们的生活中边界值问题比比皆是。 基本边界值分析的基本思想是在输入变量的取值区间内取最小值、略高于最小值、正常值、略低于优选值和优选值5个值。边界值分析也是基于一种关键假设，这种假设称为“单缺陷”假设，即由于缺陷导致的程序失效极少是由两个（或多个）缺陷的同时作用引起的，也就是程序的失效极少是由于两个（或多个）变量在其边界值附近取值引起的，而是由单个变量在其边界值附近取值引起的。 基本边界值分析的测试用例设计规则是： 通过使其中的一个变量分别取最小值（min）、比最小值大的值（或略高于最小值，min+）、位于或接近中间的正常值（nom），以及比优选值小的值（或略低于优选值，max-）和优选值（max）这5个值，其他变量都取正常值，每个变量分别取一次。下面是两个变量的基本边界值分析的测试用例的输入组合： {,,,, ,,,, ,} 以上为10个测试用例的输入，实际上只要考虑9个就可以了，因为当两个变量都取位于或接近中间的正常值时的测试用例有两个，这两个测试用例在实际的测试过程中的效果是相同的，一般不会有新发现。就程序的执行路径而言，这两个测试用例执行的路径相同即也不会发现新错误或缺陷，因此可以省略其中之一。 那么对于n个变量的被测程序，基本边界值分析的测试用例数为： 对于有n变量程序，每次使除一个以外的所有其他变量取正常值，使剩余的那个变量分别取最小值、略高于最小值、位于或接近中间的正常值、略低于优选值和优选值，对每个变量都重复进行一次。这样，对于一个n变量函数，基本边界值分析法会产生4n+1个测试用例。 基本边界值分析法可以采用两个步骤： 分析变量数和变量的值域。分析变量数，可以根据所测试的程序本身进行分析，例如，在机票订购系统中的查询航班功能，输入的变量可能有出发地、目的地、出发时间、人数、时间段共5个变量； 确定变量的值域取决于变量本身的性质，例如，对于万年历中的日期处理有月份（m）、天（d）和年（y）三个变量，对于变量d和变量m无论是定义成枚举类型还是其他数值类型均能很容易地确定其值域； 而对于变量y，可以根据所测试程序实际情况指定一个“人工”值域。值域确定后就可以根据变量的值域取最小值、略高于最小值、正常值、略低于优选值和优选值了。对于“人工”指定的值域要根据具体的情况去考虑，甚至可以取该变量类型允许的优选值和最小值。 边界值分析对布尔变量没有什么意义，布尔取值为True和False，其余三个值不明确。布尔变量可以用后面论述的决策表方法进行测试。 逻辑变量也可以用“遍历”边界值分析来设计测试用例。例如在ATM例子中，银行业务处理类型是逻辑变量，其只有三个值： 存款、取款和查询。密码也是一个逻辑量，假设进入某系统的密码为4位，那么“遍历”所有可能的组合则很困难。所以设计测试用例时根据情况决定。 基本边界值分析具有局限性。如果被测程序有多个独立变量，这些变量也是物理量，则很适合用边界值分析。这里的关键词是“独立”和“物理量”。例如，万年历中的月份、日期和年三个变量之间具有依赖关系，虽然三个变量具有物理量的性质，但边界值分析没有考虑到变量之间的依赖，这样用边界值分析法设计的测试用例其测试效果则不佳。物理量准则决定了物理量的实际含义，对用例的设计很重要。例如，变量