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知识路径： > 嵌入式系统的项目开发与维护知识 > 嵌入式系统软件测试 > 软件测试实践 > 测试实例 >
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相关知识点：3个
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某嵌入式系统中，存在16路数据采集通道，为了提高数据采集的可靠性，对16路采集通道均采用双余度设计，为了监控采集通道是否发生故障，对各路双余度通道采集值进行比较，只有当该通道两个余度设备采集值均不小于45时，才表示该路通道正常。设计人员设计函数num_of_passer用于统计无故障通道数目，在该函数的设计中考虑了如下因素：
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（4）该函数需要两个输入参数，第一个参数是用于存储通道号及余度采集值的数组，第二个参数为通道总数目。
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开发人员根据上述要求使用ANSI C对代码实现如下（代码中第一个数字代表行号）：
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1．嵌入式软件中通常使用圈复杂度来衡量程序的可维护性（一般要求圈复杂度不大于10），请计算函数num_of_passer的圈复杂度。
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2．作为测试人员，请参照下表序号1的方式使用代码审查的方法找出该程序中所包含的至少三处错误。
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3．覆盖率是度量测试完整性的一个手段，也是度量测试有效性的一个手段。在嵌入式软件白盒测试过程中，通常以语句覆盖率、分支覆盖率和MC/DC覆盖率作为度量指标，请指出对函数num_of_passer达到100%语句覆盖、100%分支（DC）覆盖和100%MC/DC覆盖所需的最少测试用例数目。
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1．控制流程图分析是一个静态的分析过程，它提供静态的度量标准技术，一般主要运用在白盒测试的方法中，控制流图是McCabe复杂度计算的基础，McCabe度量标准是将软件的流程图转化为有向图，然后以图论的知识和计算方法来衡量软件的质量。McCabe复杂度包括圈复杂度（Cyclomatic complexity）、基本复杂度、模块涉及复杂度、设计复杂度和集成复杂度等。
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嵌入式软件中通常使用圈复杂度来衡量程序的可维护性，一般要求圈复杂度不大于10。函数num_of_passer的处理流程如下图所示。
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在软件测试的概念里，圈复杂度“用来衡量一个模块判定结构的复杂程度，数量上表现为独立线性路径条数，即合理的预防错误所需测试的最少路径条数，圈复杂度大说明程序代码可能质量低且难于测试和维护，根据经验，程序的可能错误和高的圈复杂度有着很大关系”。圈复杂度大说明程序代码的判断逻辑复杂，可能质量低且难于测试和维护。程序的可能错误和高的圈复杂度有着很大关系。
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②给定流程图G的圈复杂度V（G），定义为V（G）=E-N+2，E是流图中边的数量，N是流图中结点的数量。
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③给定流程图G的圈复杂度V（G），定义为V（G）=P+1，P是流图G中判定结点的数量。
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按第1种没有流程图的算法，函数num_of_passer中一个for，两个if，但是一个if是三个复合条件应该加3，另一个if是两个组合条件，应该加2，所以圈复杂度为基数（1）+for（1）+if（3）+if（2）=7，圈复杂度为7。
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按第2种圈复杂度V（G），定义为V（G）=E-N+2算法，函数num_of_passer流程图中E为16，N为11，所以V（G）=16-11+2=7。
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按第3种圈复杂度V（G），定义为V（G）=P+1，函数num_of_passer流程图中P为6，所以V（G）=P+1=6+1=7。
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上述三种算法中的任意方法，函数num_of_passer的圈复杂度都计算为7。
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2．代码审查是不执行软件代码，而通过阅读软件代码发现代码可能存在的错误的过程。代码审查的测试内容包括检查代码和设计的一致性；检查代码执行标准的情况；检查代码逻辑表达的正确性；检查代码结构的合理性；检查代码的可读性。通过对说明的阅读，按照说明中描述的要求进行函数num_of_passer的代码审查。
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阅读第1行，函数返回值定义为unsigned int；而在说明的第（2）条描述了当输入参数异常时，函数返回-1；这样发现说明和代码不一致，显然代码定义的unsigned int不能返回-1，此为第1处错误。修改函数返回值的定义为int类型即可。为了让大家理解题意，将本处错误作为回答问题的举例列了出来。
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阅读第3行，定义了无故障通道数目counter，在定义时未进行初始化，并且在第8行使用前依然未初始化。这就导致counter的初值为非确定值，可能出错，此为第2处错误。在第3行定义counter时初始化为0或者在使用前进行初始化为0均可。
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阅读第4行，对模块输入参数进行合法性检查，num合法值为1至16；然后查找使用num之处，在第6行对num进行了使用，但第6行使用时却从0开始，而且是小于等于num，这就意味着如果第4行num值为最大值16，在第6行就需要循环判断17次（0到16），而本题的说明中描述很清楚，最多就16路通道，此为第3处错误。但此问题的更改有两种方案，方案1可以更改第4行num>16为num>=16，缩小此参数的合法范围；方案2可以更改第6行n<=num为n
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阅读第7行，对每个通道采集的双余度值进行有效性判断。按照说明，当余度设备采集值均不小于45时，才表示该路通道正常；但代码中使用当余度设备采集值均大于45时，表示该路通道正常，在对边界点45的处理上与说明不一致，此为第4处错误。将第7行代码中的两个>符号修改为>=即可与说明一致。完善后的下表如下。
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3．覆盖率是度量测试完整性的一个手段，也是度量测试有效性的一个手段。在嵌入式软件白盒测试过程中，通常以语句覆盖率、分支覆盖率和MC/DC覆盖率作为度量指标。
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MC/DC覆盖率指在一个程序中每一种输入／输出至少应出现一次，在程序中的每一个条件必须产生所有可能的输出结果至少一次，并且每个判定中的每个条件必须能够独立影响一个判定的输出，即在其他条件不变的前提下仅改变这个条件的值，而使判定结果改变。
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对于函数num_of_passer来说，为了使其中所有的语句至少执行一次，程序中的两种返回值必须各覆盖一次，所以为达到100%语句覆盖率，至少需要两个测试用例，即参数异常的测试用例和参数正常测试用例。
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函数num_of_passer在第4行和第7行有两处条件判断，为了使程序中每个判定取所有可能值至少一次，第4行需要取TRUE和FALSE，第7行需要取TRUE和FALSE。由于第4行取FALSE时，就能覆盖到第7行判定，同时又由于第7行的判定在一个大于一次的循环中，一个测试用例就可以覆盖到第7行的TRUE和FALSE，所以函数num_of_passer 100%的分支覆盖也最少两个测试用例就可以满足，即一个第4行取TRUE的测试用例和一个第4行取FALSE、第7行取TRUE和FALSE的测试用例即可，由于第7行的条件判断在多次循环中，取TRUE和FALSE的测试用例也比较好构造。
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函数num_of_passer的组合条件也出现在第4行和第7行。对第4行的组合条件需要4个测试用例来满足MC/DC覆盖，分别为①参数array为NULL，②array不为NULL且num为0，③array不为NULL且num为大于16的值，④array不为NULL且num为1到16之间的值。
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对第7行的组合条件需要3个测试用例来满足MC/DC覆盖，分别为①Value1>45且Value 12>45，②Value1>45且Value2<=45，③Value1<=45且Value2为任意值。由于取第4行array不为NULL且num为1到16之间值的测试用例时，程序将执行到第7行，这时由于第7行在一个多次循环中，第7行需要的3个测试用例都可以在此用例中进行覆盖，所以最少需要4个测试用例就可以使函数num_of_passer满足100%的MC/DC覆盖。
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