Lecture 7. Structural Testing - Statement Coverage 结构测试 - 语句覆盖
现在开始白盒测试了~
白盒测试大概就是，研究程序的结构，从代码的角度分析有没有问题（听起来有点像静态查错？）
一般情况，白盒测试在黑盒测试之后进行。可以视为黑盒测试的增强、补充。
语句覆盖
就是看看代码的每一行是不是都能被执行到。步骤：
- 构造一个控制流图（control flow graph，CFG）~~上下文无关文法~~，大概就是流程图的意思。
- 每一个节点，都是一段不可分割的源代码语句。不可分割是指，这一段代码的第一行一旦被执行，后面的每一句都会执行。且对于第 $i+1$ 行，必须满足仅能从第 $i$ 行到达。
- 设计输入数据，让程序跑到每一个节点里面去
- 使用规格说明书（specification）判断 std output 应该是什么
控制流图 CFG
就是通过节点和边，把程序的功能流程表达出来。
- 有向图。
- 每一个节点的意义如上所述，在节点旁边标注一下是第几行到第几行
- 每一条边代表一个分支，通常 if 为真放左边，if 假的分支在右边
- 事实上，每条边也可以起一个名字，~~虽然不知道这个名字有啥用（~~
- 最精简情况下，每个节点的 入度或出度 肯定是大于 1 的（不是大于等于）。也就是说如果画完图发现存在一个节点，
max(ind, outd) = 1，且这个节点不是根节点也不是叶子节点，那么这个节点就可以跟旁边的合并。具体走哪个分支，看逻辑条件选择 - 画完 CFG，验证一下，是不是所有行号都被包含进去了
- 不管用什么编程语言，都可以用控制流图描述
- 相当于一个简化的源代码模型
if () {} else {}
对于 if-else 代码块，算清楚哪里走到哪里就好了
switch ()
对于 switch 语句块，一堆相同反应的 case 可以当作同一行，放进同一个节点里，以达到精简的目的，如图：
switch 和 if-else 结合起来，会变得有点复杂，细心一点。
while ()
if () 的第一行可以跟前面合并起来共享一个节点，但是由于 while () 的第一行可能有不止一个入度，所以要跟前面拆开单独用一个节点。
for ()
for(a; b; c) { 这一行，在 CFG 当中，其实相当于的三行代码。所以画出来应该拆开，拆成 2a, 2b, 2c。
do {} while ();
其实跟 while 的差不多。左边的是 while()，右边的是 do {} while ();，就是条件判定语句先执行还是后执行得到区别。
判定和条件 decision and condition
判定是指 if(xxx)
条件是指 xxx 里面的布尔表达式
测试数据设计
本来，每一行代码（一个语句），都需要一个测试数据。但是可以用 CFG 把一些语句合并到一起，于是一个节点需要被一个测试数据覆盖。
找到 $1$ 到 $n$ 节点的所有路径，每个路径对应一个测试数据。
可以画个图，用橙色表示第一次覆盖的节点，白色表示之前被覆盖过的节点。表格里面，依然用中括号表示已经覆盖过的节点。
注意，期望的样例输出，应该根据规格说明书手算，不能看着代码来算，要不然无论怎么测都是对的。
jUnit
eclipse 里面，装上一个插件， 就会有一个按钮，可以用红黄绿表示，每一行代码有没有被执行，以及每个 if 的 $2 \times n$ 个单独的分支条件（不是 $2^n$ 种组合情况），是部分执行还是完全执行
甚至可以统计代码覆盖率是 % 多少，追求 100% 覆盖。
但是那个插件好像只能在 eclipse 里面用，所以 vscode 里面能不能实现类似的功能就不清楚了~
步骤总结
- 画出 CFG 控制流图
- 跟着 CFG 走一走
- 根据规格说明书判断预期输出，然后执行输入数据的测试
缺点
- 由于希望用尽量少的路径覆盖所有节点，所以在没有
else的if那里，if条件不满足的情况是测不到的（CFG 是一个三角） - 由于语言的短路逻辑特性，可能一个条件语句只被执行了一半，就直接短路了
- 有时候，输入数据不太容易设计
- 不能覆盖所有的逻辑值的情况