白盒测试和黑盒测试的应用

一．引言
 软件测试是伴随着计算机软件的产生而产生的。在早期软件开发的过程中，软件就是由程序员写的简单计算机程序代码。因而，软件测试的含义比较狭窄，测试等同于“调试”。软件测试的目的就是为寻找和纠正软件中的故障，这部分的工作常常由开发人员自己完成。直到上世纪80年代早期，软件测试定义发生了改变，测试不单纯是一个发现错误的过程，而且包含软件质量评价的内容。软件开发人员和测试人员开始坐在一起探讨软件工程和测试问题。制定了各类标准，软件测试是高质量、高可靠性软件的重要保证。在软件系统的开发中，软件测试不仅是软件生命周期中的一个独立的阶段，在需求分析、软件设计和编码阶段，都需要对这些阶段的软件产品，包括需求规格说明书、软件架构、概要设计和详细设计说明书进行测试。软件测试已经形成了完整的、系统的测试方法，并且有众多的手工和自动化测试工具支持这些方法。通过评审文档、阅读代码等方式测试软件称为静态测试，通过运行程序测试软件称为动态测试。在动态测试中，通常使用白盒测试和黑盒测试从不同的角度设计测试用例，查找软件代码中的错误。
二．白盒测试
 白盒测试也叫结构测试，目的是发现程序编码过程中的错误。编写代码的过程中，程序员的编程经验、对开发工具的掌握程度、编程时的精神状态，都可能使他在编码过程中引入错误。对于基本的语法错误，调试程序时就能发现并纠正。但对于运算顺序、逻辑判断、执行路径上的错误，调试程序时很难发现。事实上，即使编程水平很高的程序员，也无法保证代码的结构没有任何错误。白盒测试将被测程序看作一个打开的盒子，测试者能够看到被测源程序，可以分析被测程序的内部结构。因此，白盒测试可以用来对代码结构进行全面测试。
三．黑盒测试
 黑盒测试也叫功能测试，目的是发现软件需求或者设计规格说明中的错误。软件是为了完成特定的功能而开发的。需求分析阶段得到的需求规格说明书对软件功能作了完整的描述。软件设计阶段将整个软件系统划分为多个模块，每个模块实现一个或多个功能。因此，软件测试需要验证每个模块是否能够完成自己的功能，整个软件系统是否能够满足用户的需要。黑盒测试将被测程序看成一个打不开的盒子，测试人员无法看到代码，只能看到软件或模块的功能描述。黑盒测试可用来验证软件或模块功能是否得到实现。
四．白盒测试和黑盒测试的应用
 一个实际的软件系统，首先必须验证它能够正确运行，这需要白盒测试；其次还必须确认系统正确地满足了用户的需求，这需要黑盒测试。
下面通过一个实例，说明如何在实践中使用白盒测试和黑盒测试。
软件需求描述：
 图形用户界面上有3个文本框tl、t2、t3，以及代表加、减、乘、除运算的四个按钮。在t1和t2中输人数字，点击一个按钮，在t3中显示这两个数的运算结果。
 这是一个很简单的软件，只需要编写一个模块。可以根据这个需求设计程序流程图，见图1。可以使用某种程序设计语言，例如VC+ +，Delphi或Java，编写代码。图2是Java编写的代码运行时的界面。白盒测试最理想的情况是覆盖流程图中的每条路径。对流程图中的前3个分支节点，需要设计足够的测试用例测试每个分支节点的每条分支以及这些分支的组合。第一个分支节点，可取dl=100．1d2=26，和dl=100．1 d2=abc覆盖它的两个分支。第二个分支节点，可取按钮“+”、“一”、“ ”、“／”覆盖它的四个分支；执行“／”时，可取d2=0、d2=26覆盖第3个分支节点的两个分支。第四个分支节点形成了循环。循环中的路径有无数条，实际对循环执行路径覆盖时，通常只执行一次循环，验证循环体。上述每个测试用例执行了一次循环。因此对第四个分支节点只要测试关闭按钮能否关闭窗口。
 
 

 这样，同样我们还可以设计出一组白盒测试通过例子来验证此程序的正确性，具体的验证过程见表1。
 
 表1 白盒测试用例
 黑盒测试需要确认本程序能正确完成需求中规定的加减乘除运算。可以设计一组黑盒测试用例，见表2。
黑盒测试时，有时还需要执行健壮性测试，即测试软件处理异常或错误输入的能力。对这个例子，输入两个或一个非数值的数据时，应该能够报错；
 
 表2 黑盒测试用例

五．结束语
 软件测试无法做到穷举测试。在上例中，仅仅两个实数的加运算就有无穷多种可能的输入。设计和运行测试用例还需要耗费人力和物力。因此，软件测试追求的目标是以尽可能少的测试用例发现软件中尽可能多的错误或缺陷。白盒测试验证程序的正确性，黑盒测试确认软件满足需求，两者各有优缺点。动态软件测试实践中，通常单元测试阶段主要使用白盒测试，集成测试和系统测试阶段主要使用黑盒测试。两种不同的测试方式各有各的侧重点。在具体的测试环境中我们要根据实际情况来选取合适的软件检测方法。