快捷導(dǎo)航

單元測(cè)試代碼覆蓋率解析

更新時(shí)間：2019年06月11日 09:05:23 作者：冰糖葫蘆三劍客

單元測(cè)試（unit testing），是指對(duì)軟件中的最小可測(cè)試單元進(jìn)行檢查和驗(yàn)證。動(dòng)態(tài)分析就是通過(guò)觀察軟件運(yùn)行時(shí)的動(dòng)作，來(lái)提供執(zhí)行跟蹤，時(shí)間分析，以及測(cè)試覆蓋度方面的信息。下面我們來(lái)詳細(xì)了解下吧

前言

在做單元測(cè)試時(shí)，代碼覆蓋率常常被拿來(lái)作為衡量測(cè)試好壞的指標(biāo)，甚至，用代碼覆蓋率來(lái)考核測(cè)試任務(wù)完成情況，比如，代碼覆蓋率必須達(dá)到80％或 90％。于是乎，測(cè)試人員費(fèi)盡心思設(shè)計(jì)案例覆蓋代碼。用代碼覆蓋率來(lái)衡量，有利也有有弊。本文我們就代碼覆蓋率展開(kāi)討論，也歡迎同學(xué)們踴躍評(píng)論。

首先，讓我們先來(lái)了解一下所謂的“代碼覆蓋率”。我找來(lái)了所謂的定義：

代碼覆蓋率＝代碼的覆蓋程度，一種度量方式。

上面簡(jiǎn)短精悍的文字非常準(zhǔn)確的描述了代碼覆蓋率的含義。而代碼覆蓋程度的度量方式是有很多種的，這里介紹一下最常用的幾種：

1. 語(yǔ)句覆蓋(StatementCoverage)

又稱(chēng)行覆蓋(LineCoverage)，段覆蓋(SegmentCoverage)，基本塊覆蓋(BasicBlockCoverage)，這是最常用也是最常見(jiàn)的一種覆蓋方式，就是度量被測(cè)代碼中每個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句是否被執(zhí)行到了。這里說(shuō)的是“可執(zhí)行語(yǔ)句”，因此就不會(huì)包括像C＋＋的頭文件聲明，代碼注釋?zhuān)招?，等等。非常好理解，只統(tǒng)計(jì)能夠執(zhí)行的代碼被執(zhí)行了多少行。

需要注意的是，單獨(dú)一行的花括號(hào)｛｝也常常被統(tǒng)計(jì)進(jìn)去。語(yǔ)句覆蓋常常被人指責(zé)為“最弱的覆蓋”，它只管覆蓋代碼中的執(zhí)行語(yǔ)句，卻不考慮各種分支的組合等等。

假如你的上司只要求你達(dá)到語(yǔ)句覆蓋，那么你可以省下很多功夫，但是，換來(lái)的確實(shí)測(cè)試效果的不明顯，很難更多地發(fā)現(xiàn)代碼中的問(wèn)題。

這里舉一個(gè)不能再簡(jiǎn)單的例子，我們看下面的被測(cè)試代碼：

int foo(int a, int b)
{
 return a / b;
}

假如我們的測(cè)試人員編寫(xiě)如下測(cè)試案例：

TeseCase: a = 10, b = 5

測(cè)試人員的測(cè)試結(jié)果會(huì)告訴你，他的代碼覆蓋率達(dá)到了100％，并且所有測(cè)試案例都通過(guò)了。然而遺憾的是，我們的語(yǔ)句覆蓋率達(dá)到了所謂的100%，但是卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的Bug，比如，當(dāng)我讓b=0時(shí)，會(huì)拋出一個(gè)除零異常。

正因如此，假如上面只要求測(cè)試人員語(yǔ)句覆蓋率達(dá)到多少的話，測(cè)試人員只要鉆鉆空子，專(zhuān)門(mén)針對(duì)如何覆蓋代碼行編寫(xiě)測(cè)試案例，就很容易達(dá)到主管的要求。當(dāng)然了，這同時(shí)說(shuō)明了幾個(gè)問(wèn)題：

1.主管只使用語(yǔ)句覆蓋率來(lái)考核測(cè)試人員本身就有問(wèn)題。

2.測(cè)試人員的目的是為了測(cè)好代碼，鉆如此的空子是缺乏職業(yè)道德的。

3.是否應(yīng)該采用更好的考核方式來(lái)考核測(cè)試人員的工作？

為了尋求更好的考核標(biāo)準(zhǔn)，我們必須先了解完代碼覆蓋率到底還有哪些，如果你的主管只知道語(yǔ)句覆蓋，行覆蓋，那么你應(yīng)該主動(dòng)向他介紹還有更多的覆蓋方式。比如：

2. 判定覆蓋(DecisionCoverage)

又稱(chēng)分支覆蓋(BranchCoverage)，所有邊界覆蓋(All-EdgesCoverage)，基本路徑覆蓋(BasicPathCoverage)，判定路徑覆蓋(Decision-Decision-Path)。它度量程序中每一個(gè)判定的分支是否都被測(cè)試到了。這句話是需要進(jìn)一步理解的，應(yīng)該非常容易和下面說(shuō)到的條件覆蓋混淆。因此我們直接介紹第三種覆蓋方式，然后和判定覆蓋一起來(lái)對(duì)比，就明白兩者是怎么回事了。

3. 條件覆蓋(ConditionCoverage)

它度量判定中的每個(gè)子表達(dá)式結(jié)果true和false是否被測(cè)試到了。為了說(shuō)明判定覆蓋和條件覆蓋的區(qū)別，我們來(lái)舉一個(gè)例子，假如我們的被測(cè)代碼如下：

int foo(int a, int b)
{
 if (a < 10 || b < 10) // 判定
 {
 return 0; // 分支一
 }
 else
 {
 return 1; // 分支二
 }
}

設(shè)計(jì)判定覆蓋案例時(shí)，我們只需要考慮判定結(jié)果為true和false兩種情況，因此，我們?cè)O(shè)計(jì)如下的案例就能達(dá)到判定覆蓋率100％：

TestCaes1: a = 5, b ＝ 任意數(shù)字 覆蓋了分支一
TestCaes2: a = 15, b = 15 覆蓋了分支二

設(shè)計(jì)條件覆蓋案例時(shí)，我們需要考慮判定中的每個(gè)條件表達(dá)式結(jié)果，為了覆蓋率達(dá)到100％，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下的案例：

TestCase1: a = 5, b = 5 true, true
TestCase4: a = 15, b = 15 false, false

通過(guò)上面的例子，我們應(yīng)該很清楚了判定覆蓋和條件覆蓋的區(qū)別。需要特別注意的是：條件覆蓋不是將判定中的每個(gè)條件表達(dá)式的結(jié)果進(jìn)行排列組合，而是只要每個(gè)條件表達(dá)式的結(jié)果true和false測(cè)試到了就OK了。因此，我們可以這樣推論：完全的條件覆蓋并不能保證完全的判定覆蓋。比如上面的例子，假如我設(shè)計(jì)的案例為：

TestCase1: a = 5, b = 15 true, false 分支一
TestCase1: a = 15, b = 5 false, true 分支一

我們看到，雖然我們完整的做到了條件覆蓋，但是我們卻沒(méi)有做到完整的判定覆蓋，我們只覆蓋了分支一。上面的例子也可以看出，這兩種覆蓋方式看起來(lái)似乎都不咋滴。我們接下來(lái)看看第四種覆蓋方式。

4. 路徑覆蓋(PathCoverage)

又稱(chēng)斷言覆蓋(PredicateCoverage)。它度量了是否函數(shù)的每一個(gè)分支都被執(zhí)行了。這句話也非常好理解，就是所有可能的分支都執(zhí)行一遍，有多個(gè)分支嵌套時(shí)，需要對(duì)多個(gè)分支進(jìn)行排列組合，可想而知，測(cè)試路徑隨著分支的數(shù)量指數(shù)級(jí)別增加。比如下面的測(cè)試代碼中有兩個(gè)判定分支：

int foo(int a, int b)
{
 int nReturn = 0;
 if (a < 10)
 {// 分支一
 nReturn += 1;
 }
 if (b < 10)
 {// 分支二
 nReturn += 10;
 }
 return nReturn;
}

對(duì)上面的代碼，我們分別針對(duì)我們前三種覆蓋方式來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試案例：

a. 語(yǔ)句覆蓋

TestCase a = 5, b = 5 nReturn = 11

語(yǔ)句覆蓋率100％

b. 判定覆蓋

TestCase1 a = 5, b = 5  nReturn = 11
TestCase2 a = 15, b = 15 nReturn = 0

判定覆蓋率100％

c. 條件覆蓋

TestCase1 a = 5, b = 15 nReturn = 1
TestCase2 a = 15, b = 5  nReturn = 10

條件覆蓋率100％

我們看到，上面三種覆蓋率結(jié)果看起來(lái)都很酷！都達(dá)到了100％！主管可能會(huì)非常的開(kāi)心，但是，讓我們?cè)偃プ屑?xì)的看看，上面被測(cè)代碼中，nReturn的結(jié)果一共有四種可能的返回值：0，1，10，11，而我們上面的針對(duì)每種覆蓋率設(shè)計(jì)的測(cè)試案例只覆蓋了部分返回值，因此，可以說(shuō)使用上面任一覆蓋方式，雖然覆蓋率達(dá)到了100%，但是并沒(méi)有測(cè)試完全。接下來(lái)我們來(lái)看看針對(duì)路徑覆蓋設(shè)計(jì)出來(lái)的測(cè)試案例：

TestCase1 a = 5,  b = 5   nReturn = 0
TestCase2 a = 15, b = 5   nReturn = 1
TestCase3 a = 5,  b = 15  nReturn = 10
TestCase4 a = 15, b = 15  nReturn = 11

路徑覆蓋率100％

太棒了！路徑覆蓋將所有可能的返回值都測(cè)試到了。這也正是它被很多人認(rèn)為是“最強(qiáng)的覆蓋”的原因了。

還有一些其他的覆蓋方式，如：循環(huán)覆蓋(LoopCoverage)，它度量是否對(duì)循環(huán)體執(zhí)行了零次，一次和多余一次循環(huán)。剩下一些其他覆蓋方式就不介紹了。

總結(jié)

通過(guò)上面的學(xué)習(xí)，我們?cè)倩仡^想想，覆蓋率數(shù)據(jù)到底有多大意義。我總結(jié)了如下幾個(gè)觀點(diǎn)，歡迎大家討論：

a. 覆蓋率數(shù)據(jù)只能代表你測(cè)試過(guò)哪些代碼，不能代表你是否測(cè)試好這些代碼。（比如上面第一個(gè)除零Bug）

b. 不要過(guò)于相信覆蓋率數(shù)據(jù)。

c. 不要只拿語(yǔ)句覆蓋率(行覆蓋率)來(lái)考核你的測(cè)試人員。

d. 路徑覆蓋率 > 判定覆蓋 > 語(yǔ)句覆蓋

e. 測(cè)試人員不能盲目追求代碼覆蓋率，而應(yīng)該想辦法設(shè)計(jì)更多更好的案例，哪怕多設(shè)計(jì)出來(lái)的案例對(duì)覆蓋率一點(diǎn)影響也沒(méi)有。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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