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【软考架构】软件测试-白盒测试方法中的几种测试准则（覆盖准则）

news 2025/11/8 12:08:04

白盒测试（又称结构测试、透明盒测试）的核心是基于程序内部逻辑结构设计测试用例，其测试准则（覆盖准则）按“覆盖粒度从粗到细、测试强度从弱到强”排序，核心目标是逐步提高代码逻辑的覆盖程度，发现潜在逻辑漏洞。以下是白盒测试中最常用的6种测试准则，含定义、核心要求、示例与适用场景：

一、基础准则：语句覆盖（Statement Coverage）

1. 定义

又称“行覆盖”，是最基础的白盒测试准则，要求程序中每一条可执行语句（非注释、非空行）都至少被执行一次。

2. 核心要求

仅关注“语句是否执行”，不关心条件判断、分支走向，覆盖粒度最粗。

3. 示例（代码片段）

if (A && B) {  // 判定1语句1;      // 可执行语句
}
语句2;          // 可执行语句

满足语句覆盖的测试用例：A=T，B=T
执行路径：判定1=T → 语句1 → 语句2（所有可执行语句均被覆盖）。
未覆盖场景：若用例为A=F，B=任意，则语句1不会执行，不满足语句覆盖。

4. 特点

优点：简单易实现，无需复杂逻辑分析；
缺点：漏洞发现能力极弱（例如A&&B误写为A||B，语句覆盖无法发现）；
适用场景：快速验证代码“是否可运行”，仅作为最低测试标准。

二、基础准则：判定覆盖（Decision Coverage）

1. 定义

又称“分支覆盖”，要求程序中每一个“判定表达式”（如if、for、while后的布尔表达式）的“真（T）”和“假（F）”两种结果都至少被执行一次。

2. 核心要求

关注“判定结果的完整性”，覆盖所有分支走向（如if的“执行分支”和“else分支”）。

3. 示例（沿用上述代码）

满足判定覆盖的测试用例（需2个）：
1. A=T，B=T → 判定1=T → 语句1 → 语句2（覆盖判定“真”）；
2. A=F，B=任意 → 判定1=F → 语句2（覆盖判定“假”）。
覆盖效果：所有分支（执行/不执行语句1）均被覆盖。

4. 特点

优点：比语句覆盖强，能发现分支逻辑错误（如if条件写反）；
缺点：未关注判定内部“原子条件”的状态（例如A&&B中B=F的情况未测试）；
适用场景：需要验证分支逻辑完整性的场景，是最常用的基础覆盖准则。

三、进阶准则：条件覆盖（Condition Coverage）

1. 定义

要求判定表达式中每一个“原子条件”（不可拆分的布尔变量，如A、B）的“真（T）”和“假（F）”两种状态都至少被执行一次。

2. 核心要求

深入判定内部，覆盖所有原子条件的状态，不遗漏单个条件的异常情况。

3. 示例（沿用`if (A && B)`代码）

原子条件：A（需覆盖T/F）、B（需覆盖T/F）；
满足条件覆盖的测试用例（至少2个）：
1. A=T，B=F → 覆盖A=T、B=F（判定1=F）；
2. A=F，B=T → 覆盖A=F、B=T（判定1=F）；
  （补充用例A=T，B=T可覆盖判定1=T，进一步完善）。
覆盖效果：所有原子条件的T/F状态均被覆盖，比判定覆盖更细致。

4. 特点

优点：能发现单个条件的逻辑错误（如A变量赋值错误）；
缺点：可能存在“条件覆盖满足，但判定覆盖未满足”（如上例中两个用例均未覆盖判定1=T）；
适用场景：需要验证复杂判定内部条件完整性的场景（如多条件组合的if语句）。

四、进阶准则：判定-条件覆盖（Decision-Condition Coverage）

1. 定义

结合“判定覆盖”和“条件覆盖”的要求，需同时满足：

每个判定表达式的T/F结果至少覆盖一次；
每个原子条件的T/F状态至少覆盖一次。

2. 核心要求

既保证分支完整，又保证条件完整，避免单一覆盖的缺陷。

3. 示例（沿用`if (A && B)`代码）

满足判定-条件覆盖的测试用例（需2-4个）：
1. A=T，B=T → 判定1=T，覆盖A=T、B=T；
2. A=T，B=F → 判定1=F，覆盖A=T、B=F；
3. A=F，B=T → 判定1=F，覆盖A=F、B=T；
  （无需A=F，B=F，因条件状态已全部覆盖）。
覆盖效果：同时满足判定覆盖和条件覆盖，无遗漏。

4. 特点

优点：覆盖全面，兼顾分支和条件；
缺点：未考虑“条件组合”的完整性（如A=T+B=T、A=T+B=F等组合是否全部覆盖）；
适用场景：对代码逻辑严谨性要求较高的场景（如金融、医疗系统）。

五、强准则：条件组合覆盖（Condition Combination Coverage）

1. 定义

又称“多重条件覆盖”，要求判定表达式中所有原子条件的“所有可能组合”都至少被执行一次。

2. 核心要求

覆盖所有条件组合的场景，是对判定内部逻辑的最全面覆盖（前提：判定中条件无冗余）。

3. 示例（沿用`if (A && B)`代码）

原子条件组合（共2²=4种）：
1. A=T，B=T；2. A=T，B=F；3. A=F，B=T；4. A=F，B=F；
满足条件组合覆盖的测试用例（需4个）：
每个组合对应一个用例，确保所有组合均被执行。
覆盖效果：覆盖所有条件组合，能发现条件组合导致的逻辑错误（如A&&B误写为A||B）。

4. 特点

优点：覆盖强度极高，几乎能发现判定内部所有逻辑漏洞；
缺点：测试用例数量随条件数指数增长（n个条件需2ⁿ个组合），成本较高；
适用场景：核心模块、关键逻辑（如权限校验、数据计算），需极致覆盖的场景。

六、强准则：路径覆盖（Path Coverage）

1. 定义

要求程序中所有“可执行路径”（从入口到出口的完整执行流程）都至少被执行一次。

2. 核心要求

关注“流程完整性”，覆盖所有可能的执行路径（包括循环、分支嵌套的路径）。

3. 示例（含循环的代码片段）

int sum = 0;
for (int i=1; i<=2; i++) {  // 判定2：i<=2（T/F）if (i%2 == 0) {          // 判定3：i%2==0（T/F）sum += i;            // 语句3}
}
语句4;

可执行路径（共3条）：
1. i=1 → 判定2=T → 判定3=F → 循环 → i=2 → 判定2=T → 判定3=T → 语句3 → 循环 → i=3 → 判定2=F → 语句4；
2. i=1 → 判定2=T → 判定3=F → 循环 → i=2 → 判定2=T → 判定3=F → 循环 → i=3 → 判定2=F → 语句4；
3. i=1 → 判定2=F → 语句4（循环未执行）；
满足路径覆盖的测试用例：需设计用例覆盖上述3条路径（如i初始值分别为1、1（修改判定3逻辑）、3）。

4. 特点

优点：覆盖最强，能发现路径相关的逻辑错误（如循环次数错误、嵌套分支遗漏）；
缺点：
1. 路径数量可能极多（嵌套分支、循环会导致路径爆炸）；
2. 部分路径可能不可达（如逻辑上无法执行的路径）；
适用场景：简单程序、核心算法模块（如排序、加密算法），需验证所有流程的正确性。

七、各准则对比总结（表格）

测试准则	核心覆盖目标	测试强度	用例数量	适用场景
语句覆盖	所有可执行语句	最弱	最少	快速验证代码可运行
判定覆盖	所有判定的T/F结果	弱-中	较少	基础分支逻辑验证
条件覆盖	所有原子条件的T/F状态	中	中等	复杂判定内部条件验证
判定-条件覆盖	判定T/F + 条件T/F	中-强	中等	兼顾分支与条件的严谨性验证
条件组合覆盖	所有条件的组合场景	强	较多	核心模块的判定逻辑极致验证
路径覆盖	所有可执行路径	最强	最多	简单程序/核心算法的全流程验证

关键结论

覆盖准则的“强度”：语句覆盖 < 判定覆盖 < 条件覆盖 < 判定-条件覆盖 < 条件组合覆盖 < 路径覆盖；
测试成本与强度正相关：强度越高，用例设计、执行成本越高，需在“覆盖完整性”和“测试效率”间平衡；
实际应用：优先使用“判定覆盖”（基础）或“判定-条件覆盖”（兼顾全面性），核心模块可升级为“条件组合覆盖”，路径覆盖仅用于简单场景。

与判断覆盖相比，条件覆盖增加了对判定条件的测试，确实增加了测试路径

要理解这句话，核心是先明确 判定覆盖 和 条件覆盖 的定义差异，再通过具体例子对比二者的测试目标、覆盖范围，最终看清“条件覆盖增加判定条件测试、拓展测试路径”的本质。

第一步：先厘清两个核心概念

在解读前，先明确两个关键术语（以 if (A && B) 这类判定语句为例）：

判定（判定表达式）：指整个布尔表达式（如 A && B），最终结果只有「真（执行if内逻辑）」或「假（跳过if）」两种。
条件（原子条件）：指判定表达式中不可拆分的单个布尔变量（如 A 和 B），每个条件独立有「真（T）」或「假（F）」两种状态。

第二步：用具体例子拆解差异

我们以一个简单的 if 语句为例，直观对比两种覆盖的测试逻辑：

示例代码（核心判定）：

if (A && B) {  // 判定：整个表达式（A且B）；条件：A、B两个原子条件执行逻辑1;  // 判定为真（T）的路径
} else {执行逻辑2;  // 判定为假（F）的路径
}

1. 判定覆盖的要求与测试用例

判定覆盖目标：确保整个判定表达式（A && B）的「真、假两种结果都至少出现一次」，不关心内部单个条件的状态。
满足要求的测试用例（仅需2个）：
- 用例1：A=T，B=T → 判定结果=T（执行逻辑1）
- 用例2：A=F，B=任意 → 判定结果=F（执行逻辑2）
覆盖情况：
- 判定的两种结果（T/F）都覆盖了；
- 但条件 B 只用到了「T」（用例1），「F」的情况没测试到（用例2中 A=F 时，B 无论真假都不影响判定结果，属于“无效条件”）。

2. 条件覆盖的要求与测试用例

条件覆盖目标：确保每个原子条件（A 和 B）的「真、假两种状态都至少出现一次」，同时可能间接覆盖判定的结果。
满足要求的测试用例（至少2个，需覆盖所有条件的T/F）：
- 用例1：A=T，B=F → 条件 A=T、B=F（覆盖两个条件的一种状态），判定结果=F（执行逻辑2）
- 用例2：A=F，B=T → 条件 A=F、B=T（覆盖两个条件的另一种状态），判定结果=F（执行逻辑2）
- （补充用例3：A=T，B=T → 判定结果=T，若需同时覆盖判定T/F，可增加此用例，但条件覆盖核心是“条件状态”）
覆盖情况：
- 所有条件（A 和 B）的「T/F」都覆盖了（A=T/F、B=T/F 各出现一次）；
- 相比判定覆盖，额外测试了「A=T且B=F」「A=F且B=T」这两种判定覆盖没涉及的“条件组合”。

第三步：解读原句的核心逻辑

原句“条件覆盖要求每个条件在测试用例中至少为真一次，为假一次。与判定覆盖相比，条件覆盖增加了对判定条件的测试，确实增加了测试路径”，可拆解为两层核心：

1. 条件覆盖“增加了对判定条件的测试”——覆盖粒度更细

判定覆盖只关心「整个判定的最终结果」（T/F），不深入内部条件的状态（比如示例中判定覆盖没测试 B=F 的情况）；
条件覆盖要求「每个条件的所有状态都要测」（A=T/F、B=T/F 都必须出现），相当于把判定表达式“拆解开”，对每个原子条件单独验证，测试更细致，避免因单个条件异常导致的bug（比如 B=F 时是否有隐藏问题）。

2. 条件覆盖“确实增加了测试路径”——覆盖范围更广

判定覆盖的测试路径仅围绕「判定的T/F」（示例中仅“执行逻辑1”“执行逻辑2”两条路径）；
条件覆盖为了满足“所有条件的T/F”，需要设计更多「条件组合」，这些组合可能对应不同的执行路径（或同一路径但内部条件状态不同的场景）：
- 示例中判定覆盖仅用到「A=T,B=T」「A=F,B=任意」两种组合；
- 条件覆盖用到「A=T,B=F」「A=F,B=T」「A=T,B=T」三种组合，虽然部分组合最终执行同一路径（如前两种都执行逻辑2），但从“测试场景”来看，这些组合都是独立的路径（因为条件状态不同，可能触发不同的内部逻辑）。
再举一个复杂例子（if (A || B && C)）：
- 判定覆盖只需2个用例（判定T/F）；
- 条件覆盖需要至少3个用例（覆盖 A=T/F、B=T/F、C=T/F），涉及的条件组合更多，对应的测试路径自然更丰富。

第四步：总结关键区别（表格更清晰）

维度	判定覆盖	条件覆盖
核心目标	覆盖「判定表达式的T/F结果」	覆盖「每个原子条件的T/F状态」
测试粒度	粗（关注整体结果）	细（关注内部条件）
测试用例数	少（通常2个，等于判定结果数）	多（至少等于条件数，需覆盖所有条件状态）
测试路径	少（仅覆盖判定结果对应的路径）	多（覆盖更多条件组合对应的场景）
缺陷发现能力	弱（可能遗漏单个条件的异常）	强（能发现条件本身的逻辑错误）

最终结论

原句的核心是：条件覆盖比判定覆盖的测试更深入、更全面——判定覆盖只“管结果”，条件覆盖既“管结果”又“管过程（条件状态）”，因此需要测试更多条件组合，自然拓展了测试路径，能发现判定覆盖遗漏的bug（比如单个条件的逻辑错误）。

条件覆盖一定包含判断覆盖吗？

不一定。条件覆盖和判断（判定）覆盖是两种不同的白盒测试覆盖准则，二者无绝对的“包含”关系，满足条件覆盖的测试用例，未必能满足判断覆盖。

核心原因：二者的覆盖目标不同

判断覆盖：核心目标是覆盖每个判断表达式（如if (A && B)）的真（T）和假（F）两种结果，确保所有分支都被执行。
条件覆盖：核心目标是覆盖判断表达式中每个原子条件（如A、B）的真（T）和假（F）两种状态，不直接要求覆盖判断的所有结果。

反例验证：满足条件覆盖但不满足判断覆盖

以简单的判断语句 if (A && B) 为例（A、B 为原子条件）：

条件覆盖的要求：需覆盖 A=T、A=F、B=T、B=F 四种状态。
设计满足条件覆盖的测试用例：
- 用例1：A=T，B=F → 原子条件覆盖 A=T、B=F，判断结果为 F；
- 用例2：A=F，B=T → 原子条件覆盖 A=F、B=T，判断结果为 F。
结果分析：
- 上述用例满足条件覆盖（所有原子条件的 T/F 状态均覆盖）；
- 但判断表达式的结果仅覆盖了 F，未覆盖 T，不满足判断覆盖的要求。

补充：特殊场景下的包含关系

只有当判断表达式的逻辑能确保“所有原子条件的 T/F 状态覆盖后，必然覆盖判断的 T/F 结果”时，条件覆盖才会包含判断覆盖。例如：

单条件判断 if (A)：
- 条件覆盖需设计 A=T 和 A=F，恰好覆盖判断的 T 和 F 结果，此时条件覆盖等同于判断覆盖，自然包含。
逻辑或判断 if (A || B)：
- 若设计用例 A=T，B=F（判断 T）和 A=F，B=T（判断 T），仍满足条件覆盖但不满足判断覆盖；
- 若补充用例 A=F，B=F（判断 F），则同时满足两种覆盖。