Книга: Программист-прагматик. Путь от подмастерья к мастеру

Как проводить тестирование

Как проводить тестирование

Мы рассмотрели то, что подлежит тестированию. Теперь мы обратим внимание на то, как это делается, включая следующее:

• Регрессионное тестирование

• Тестовые данные

• Тестирование систем с графическим интерфейсом

• Тестирование самих тестов

• Исчерпывающее тестирование

Можете ли вы провести тестирование проектных решений в самой программе и методологии, которую вы использовали при сборке программного обеспечения? Некоторым образом можете. Вы делаете это, анализируя метрики – измерения различных аспектов программы. Самой простой метрикой (и чаще всего, наименее интересной) является число строк кода – насколько велика сама программа?

Существует большое количество других метрик, которые вы можете использовать для исследования программы:

• Показатель цикломатической сложности Маккейба (измеряет сложность структуры решений)

• Коэффициент разветвления по входу при наследовании (количество базовых классов) и по выходу (количество производных модулей; используется в качестве родителя)

• Набор откликов (см. раздел «Несвязанность и закон Деметера»)

• Отношения связывания класса (см. [URL 48])

Некоторые метрики предназначены для того, чтобы дать вам «проходной балл», тогда как другие полезны только в сравнении. Это означает, что вы вычисляете метрики для каждого модуля в системе и смотрите, как конкретный модуль относится к своим братьям. Здесь обычно используются стандартные статистические методики.

Если вы обнаруживаете модуль, чья метрика значительно отличается от всех остальных, вам необходимо задать вопрос, приемлемо ли это. Для некоторых модулей «нарушение хода кривой» может быть вполне нормально. Но для тех, у которых нет хорошего оправдания, это может свидетельствовать о потенциальных проблемах.

Регрессионное тестирование сравнивает выходные данные текущего теста с результатами (или известными значениями) предыдущих. Мы можем гарантировать, что дефекты, устраненные сегодня, не нарушат ничего из того, над чем мы работали вчера. Это важное средство страховки, и оно сокращает число неприятных сюрпризов.

Все тесты, о которых мы говорили до настоящего момента, могут запускаться как регрессионные тесты с гарантией, что мы не откатываемся назад, когда разрабатываем новую программу. Мы можем запускать регрессии для тестирования производительности, контрактов, достоверности и т. д.

Где мы достаем данные для запуска всех этих тестов? Существует только два типа данных: реальные и синтезированные данные. В действительности нам необходимо использовать оба типа, поскольку их различная природа будет способствовать выявлению разных дефектов в программном обеспечении.

Реальные данные исходят из некоего реального источника. Возможно, они были получены из существующей системы, конкурирующей системы или некоего прототипа. Они представляют типичные пользовательские данные. Большие сюрпризы возникают, как только вы открываете значение термина «типичный». При этом скорее всего являются дефекты и недоразумения в анализе требований.

Синтезированные данные генерируются искусственно, возможно, с определенными статистическими ограничениями. Вам могут понадобиться синтезированные данные по одной из следующих причин:

• Вам необходимо много данных, возможно, больше, чем содержится в любом из имеющихся образцов. Вы сможете использовать реальные данные в качестве «саженца» душ генерации большего набора данных и добиться уникальности определенных полей.

• Вам необходимы данные для того, чтобы выделить определенные граничные условия. Эти данные могут быть полностью синтезированными: поля, содержащие дату 29 февраля 1999 г., огромные размеры записей или адреса с иностранными почтовыми индексами.

• Вам необходимы данные, которые демонстрируют определенные статистические свойства. Вы хотите увидеть, что случается, если сбой происходит с каждой третьей транзакцией? Вспомните алгоритм сортировки, который замедляется и ползет, когда обрабатывает предварительно отсортированные данные. Чтобы продемонстрировать эту слабость, вы можете представить данные в случайном или упорядоченном виде.

Тестирование систем, насыщенных графическими интерфейсами, часто требует наличия специализированных инструментальных средств. Эти средства могут основываться на простой модели захвата/воспроизведения данных или могут потребовать специально для этой цели написанных сценариев для управления графическим интерфейсом. Некоторые системы объединяют элементы обеих моделей.

Менее сложные инструментальные средства предписывают высокую степень связывания тестируемой версии программы и самого тестового сценария: если вы перемещаете диалоговое окно или уменьшаете размер экранной кнопки, процедура тестирования может не найти всего этого и оказаться неудачной. Большинство современных инструментальных средств тестирования графических интерфейсов используют ряд методик, чтобы обойти эту проблему и попытаться приспособиться к незначительным различиям в компоновке.

Однако вы не можете автоматизировать все. Энди работал над графической системой, которая позволяла пользователю создавать и отображать недетерминированные визуальные эффекты, моделирующие различные природные явления. К сожалению, в ходе тестирования нельзя просто захватить растровое изображение и сравнить с предыдущим прогоном, потому что приложение было спроектировано так, что каждый раз оно выполнялось по-разному. В подобных ситуациях у вас может не быть выбора, кроме как положиться на ручную интерпретацию результатов теста.

Одним из преимуществ, возникающих при написании несвязанной программы (см. «Несвязанность и закон Деметера») является большая доля модульного тестирования. Например, для приложений, занимающихся обработкой данных, которые имеют внешний графический интерфейс, конструкция должна быть несвязанной в достаточной степени, чтобы можно было тестировать логику приложения в отсутствии графического интерфейса. Эта идея аналогична необходимости тестировать компоненты в числе первых. Как только достоверность логики приложения подтверждается, задача по поиску дефектов, которые выявляются при наличии пользовательского интерфейса, не представляет труда (скорее всего, эти дефекты были созданы программой интерфейса пользователя).

Поскольку мы не можем писать совершенные программы, то из этого следует, что мы не можем написать и совершенные программы для тестирования. Нам необходимо тестировать сами тесты.

Рассматривайте набор тестовых пакетов как сложную систему безопасности, предназначенную для подачи звукового сигнала тревоги при выявлении дефекта. Ведь нет лучшего способа проверки безопасности системы, как попытаться вломиться в нее?

После того как вы написали тест для обнаружения конкретного дефекта, вызовите этот дефект преднамеренно и удостоверьтесь, что тест его обнаружил. Это гарантия того, что тест обязательно выловит этот дефект в реальных условиях.

Если вы серьезно относитесь к тестированию, то вы должны нанять диверсанта проекта, чья роль состоит в том, чтобы воспользоваться отдельной копией исходного дерева, преднамеренно внести дефекты и проверить, что при тестировании они будут выловлены.

При написании тестов убедитесь, что сигналы тревоги раздаются тогда, когда они обязаны раздаваться.

Вы уверены в том, что ваши тесты являются корректными и обнаруживают созданные вами дефекты. Но как вы узнаете о том, насколько исчерпывающе вы провели тестирование ядра программы?

Ответ здесь краток: «никак», вы никогда это не узнаете. Но на программном рынке есть продукты, которые могут вам помочь. Эти средства анализа степени покрытия отслеживают программу при тестировании и регистрируют, какие строки были выполнены, а какие нет. Эти средства дают общее представление о том, насколько исчерпывающей является процедура тестирования, но не стоит ожидать, что степень покрытия составит 100 %.

Даже если выполненными окажутся все строки программы, это еще не все. Важно то число состояний, в которых может находиться программа. Состояния не являются эквивалентом строк программы. Предположим, что есть функция, обрабатывающая два целых числа, каждое из которых может принимать значения от 0 до 999.

int test(int a, int b) {

   return a / (a + b)

}

Теоретически эта функция, состоящая из трех строк, имеет 1000000 логических состояний, 999999 из которых будут работать правильно, а одно – неправильно (когда а + b равно нулю). Если вам известно лишь то, что данная строка программы выполнена, то вам придется идентифицировать все возможные состояния программы. К сожалению, это очень сложная проблема. Настолько сложная, что «пока вы ее решите, солнце превратится в холодную глыбу».

Даже при высокой степени покрытия программы данные, используемые вами в процедуре тестирования, все еще оказывают огромное влияние, и, что более важно, порядок, в котором вы выполняете программу, может оказать самое сильное воздействие.

Оглавление книги