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24 面向对象测试

说明

本文档由 AI 生成

这一章（Chapter 24: Testing Object-Oriented Applications, OOT）非常关键，它详细讲解了**面向对象测试 (Object-Oriented Testing, OOT)**。与上一章（传统应用程序测试）不同，这一章重点探讨了如何针对面向对象（OO）分析和设计模型进行测试，以及如何处理类、继承和封装带来的独特挑战。

这一章的逻辑非常清晰：首先指出为了充分测试 OO 系统，必须在三个方面做出改变（测试定义、策略、用例设计）；接着详细讲解了如何审查 OO 分析和设计模型（语义正确性、一致性）；然后提出了新的 OO 测试策略（单元测试针对类，集成测试针对线程/使用/集群）；最后，重点介绍了多种具体的 OO 测试方法，包括基于场景、基于故障、随机测试、划分测试以及类间测试。

以下是为你整理的详细笔记（Markdown格式），专有名词后均已附上英文对照，非常适合用来复习备考。

🐍 软件工程 Chapter 24: 面向对象应用测试 (Testing Object-Oriented Applications)

1. 面向对象测试的三大变化 (Changes in OOT)

为了充分测试面向对象系统，必须做到以下三点：

  • 拓宽测试定义 (Broaden definition of testing)： 将错误发现技术应用于面向对象的分析和设计模型（而不仅仅是代码）。
  • 改变测试策略 (Change strategy)： 单元测试和集成测试的策略必须发生显著变化。
  • 调整用例设计 (Adjust test case design)： 必须考虑 OO 软件的独特特征（如封装、继承、多态）。

2. 测试 OO 模型 (Testing OO Models)

  • 模型审查的重要性 (Importance of review)：
    • 相同的语义结构（如类、属性、操作、消息）贯穿分析、设计和代码级别。
    • 好处： 在分析阶段发现类属性定义的问题，可以避免如果等到设计或代码阶段才发现时可能引发的副作用 (Side effects)。
  • 模型正确性 (Correctness)：
    • 语义正确性 (Semantic correctness)： 基于模型对现实世界问题域 (Real world problem domain) 的符合程度来评估。
    • 验证方法： 将模型展示给领域专家 (Domain experts)，检查类定义和层级是否存在遗漏或歧义。
    • 关系评估 (Relationship evaluation)： 确定类之间的连接（实例连接）是否准确反映了现实世界对象的连接。
  • 模型一致性 (Consistency)：
    • 检查 CRC 模型 (CRC model)： 检查每个 CRC 索引卡的描述，确定委派的职责是否属于协作者 (Collaborator) 的定义。
    • 反转连接 (Invert connections)： 确保请求服务的协作者来自合理的来源，并确定是否需要其他类，或职责是否在类间合理分组。
    • 合并职责 (Combine responsibilities)： 确定那些被广泛请求的职责是否可以合并为单个职责。

3. OO 测试策略 (OO Testing Strategies)

  • 单元测试 (Unit Testing)：
    • 概念变化： 最小的可测试单元不再是单个函数，而是**封装的类 (Encapsulated class)**。
    • 原则： 不再孤立地测试单个操作（传统观点），而是作为类的一部分进行测试。
  • 集成测试 (Integration Testing)：
    • 基于线程的测试 (Thread-based testing)： 集成为响应系统的一个输入或事件所需的一组类。
    • 基于使用的测试 (Use-based testing)： 先测试使用服务器类很少（或没有）的类（称为独立类 Independent classes），然后测试依赖类 (Dependent classes)。
    • 集群测试 (Cluster testing)： 定义一个由协作类 (Collaborating classes) 组成的集群，设计测试用例以发现协作中的错误。
  • 确认测试 (Validation Testing)：
    • 类连接的细节消失，转而依据需求模型中的**用例 (Use cases)** 进行测试。
    • 可以使用传统的黑盒测试方法 (Conventional black-box testing methods) 来驱动确认测试。

4. OO 测试方法：Berard 方法

Berard 提出的测试用例应包含以下信息：

  • 唯一标识 (Uniquely identified)： 每个测试用例应有唯一 ID。
  • 测试目的 (Purpose)： 明确陈述测试目的。
  • 测试步骤 (Testing steps)：
    • 被测试对象的指定状态 (Specified states)。
    • 将被测试的消息和操作 (Messages and operations)。
    • 可能发生的异常 (Exceptions)。
    • 外部条件 (External conditions)：测试必须存在的外部环境变化。
    • 补充信息 (Supplementary information)。

5. OO 测试方法：核心分类

  • 基于故障的测试 (Fault-based testing)：
    • 测试人员寻找**似是而非的故障 (Plausible faults)**（即可能导致缺陷的实现方面）。
    • 设计测试用例来执行设计或代码以确定这些故障是否存在。
  • 类测试与类层次结构 (Class Testing and Hierarchy)：
    • 继承 (Inheritance)： 并不能消除对所有派生类进行彻底测试的必要性。
    • 影响： 实际上，继承可能会使测试过程复杂化。
  • 基于场景的测试设计 (Scenario-Based Test Design)：
    • 专注于用户的行为 (User's actions)，而不是产品本身。
    • 捕捉用户必须执行的任务（通过用例），并将其及其变体作为测试。

6. OO 测试方法：随机测试 (Random Testing)

  • 步骤：
    1. 识别适用于类的操作 (Operations)。
    2. 定义对其使用的约束 (Constraints)。
    3. 识别**最小测试序列 (Minimum test sequence)**：定义类（对象）的最小生命周期历史 (Minimum life history) 的操作序列。
    4. 生成各种随机（但有效）的测试序列。
    5. 执行其他（更复杂的）类实例生命周期历史。

Abstract 7. OO 测试方法：划分测试 (Partition Testing)

类似于传统的等价类划分，旨在减少所需的测试用例数量。

  • 基于状态的划分 (State-based partitioning)：
    • 根据操作改变类状态的能力对其进行分类和测试。
  • 基于属性的划分 (Attribute-based partitioning)：
    • 根据操作所使用的属性 (Attributes) 对其进行分类和测试。
  • 基于类别的划分 (Category-based partitioning)：
    • 根据每个操作执行的通用功能 (Generic function) 对其进行分类和测试。

8. OO 测试方法：类间测试 (Inter-Class Testing)

  • 目标： 测试客户端类 (Client class) 向服务器类 (Server class) 发送消息的交互。
  • 步骤：
    1. 对于每个客户端类，使用类操作列表生成一系列随机测试序列（发送消息）。
    2. 对于生成的每条消息，确定协作者类 (Collaborator class) 和服务器对象中的相应操作。
    3. 对于服务器对象中被调用的每个操作，确定它传输的下一条消息。
    4. 对于每条消息，确定被调用的下一级操作，并将其合并到测试序列中。

9. OO 测试方法：行为测试 (Behavior Testing)

  • 目标： 实现**所有状态覆盖 (All state coverage)**。
  • 原则： 操作序列应导致类（如 Account 类）经历所有允许的状态转换 (State transitions)。
  • 示例： 账户 (Account) 的状态转换可能包括：空账户 (Empty acct) -> 开户 (Open) -> 工作中账户 (Working acct) -> 死账户 (Dead acct) 等。

💡 复习重点总结 (Key Takeaways for Exam)

  1. 核心变化 (Core Changes)： 记住 OO 测试中最小的单元是**类 (Class)**，而不是函数。
  2. 集成测试策略 (Integration Strategies)： 重点区分 基于线程 (Thread-based)、基于使用 (Use-based) 和 集群测试 (Cluster testing) 的定义。
  3. 测试方法 (Test Methods)：
    • 随机测试 (Random Testing)： 关注“最小生命周期 (Minimum life history)”的概念。
    • 划分测试 (Partition Testing)： 区分基于状态 (State)、属性 (Attribute) 和类别 (Category) 的划分依据。
    • 类间测试 (Inter-Class Testing)： 这是关于客户端-服务器 (Client-Server) 消息传递的测试。
  4. 模型审查 (Model Review)： 理解为什么在分析阶段审查模型比在代码阶段更有效（避免副作用）。
  5. 行为测试 (Behavior Testing)： 目标是实现**所有状态覆盖 (All state coverage)**，即测试用例必须覆盖类的所有状态转换路径。

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