白盒测试基本路径法

白盒测试基本路径法

一、基本路径法概述

基本路径法（Basis Path Testing）是白盒测试中最常用的方法之一，由Tom McCabe提出。它通过分析程序控制流图的环路复杂性，导出基本可执行路径集合，从而设计测试用例。

二、基本路径法的实施步骤

1. 绘制程序控制流图

控制流图是程序流程图的简化表示，包含：
- 节点：表示程序语句或代码块
- 边：表示控制流向
- 区域：由边和节点围成的封闭区域

2. 计算环路复杂性（Cyclomatic Complexity）

环路复杂性V(G)是程序逻辑复杂性的度量，计算方法有：
- V(G) = 区域数
- V(G) = 边数 - 节点数 + 2
- V(G) = 判定节点数 + 1

3. 确定独立路径集合

独立路径是指至少引入一个新处理语句或新条件的路径。独立路径数等于环路复杂性V(G)。

4. 设计测试用例

为每条独立路径设计测试用例，确保覆盖所有独立路径。

三、示例分析

考虑以下代码片段：
java
1. if (x > 0) {
2. y = x;
3. } else {
4. y = -x;
5. }
6. while (x < 10) {
7. x++;
8. if (y > 5) {
9. break;
10. }
11. }
```

1. 绘制控制流图

节点：1(判断), 2, 4, 6(循环判断), 7, 8(判断), 9, 11(结束)

边：
- 1→2 (x>0)
- 1→4 (x≤0)
- 2→6
- 4→6
- 6→7 (x<10)
- 6→11 (x≥10)
- 7→8
- 8→9 (y>5)
- 8→6 (y≤5)
- 9→11

2. 计算环路复杂性

- 区域数：4
- 边数(10) - 节点数(8) + 2 = 4
- 判定节点数(1,6,8) + 1 = 4

所以V(G)=4

3. 确定独立路径

1. 1→2→6→11
2. 1→4→6→7→8→6→11
3. 1→4→6→7→8→9→11
4. 1→2→6→7→8→6→7→8→9→11

4. 设计测试用例

1. x=11 (不进入if和while)
2. x=-5, y初始任意值≤5 (进入else，循环一次不break)
3. x=-5, y初始>5 (进入else，循环一次后break)
4. x=5, y初始≤5 (进入if，循环几次后y>5时break)

四、基本路径法的优缺点

优点：
- 提供系统化的测试用例设计方法
- 确保覆盖程序的基本执行路径
- 适合复杂度适中的程序

缺点：
- 对于复杂程序，路径数量可能爆炸性增长
- 不考虑数据流，只考虑控制流
- 不能保证发现所有错误

五、实际应用建议

1. 对关键模块使用基本路径法确保覆盖
2. 结合其他测试方法(如等价类划分)使用
3. 使用工具(如McCabe IQ)辅助分析复杂代码
4. 重点关注高复杂度的模块(V(G)>10的模块需要特别注意)

基本路径法是白盒测试的基础方法，掌握它有助于提高测试覆盖率和测试效率。