使用McCabe IQ提高测试质量的研究

摘  要： 随着软件产业的急速发展，应用软件系统规模不断增大，企业对软件质量的的重视程度越来越高，软件企业对软件测试的投入也逐渐增加。探讨了McCabe IQ测试工具对软件测试质量和效益的提升。
关键词： 覆盖率；McCabe IQ

　随着软件产业的急速发展，应用软件系统规模不断增大，企业对软件质量的的重视程度越来越高，软件企业对软件测试的投入也逐渐增加。目前的商业环境下，商业应用软件的测试着重考虑如下问题：
　（1）效益。怎样确保每个测试都有时间和经济方面的效益。（2）彻底。测试到达怎样的程度可以合理地认为程序已经没有错误了。（3）资源分配。测试资源的分配是否合理，是否聚焦在软件的高危模块上，核心功能部分是否得到足够的测试。
软件测试中，覆盖率分析的方法越来越多地为测试人员使用。覆盖率是软件测试的一项重要指标，通过达到良好的测试覆盖率，可以保证软件测试的质量。
1 McCabe IQ测试工具
　McCabe IQ是美国McCabe Software公司的软件质量管理解决方案，McCebe IQ是一款基于McCabe圈复杂度进行质量度量和测试的工具，为用户提供软件质量度量、软件结构分析及动态结构化测试的全面支持。McCabe IQ提供客观的方法评估测试覆盖率，具有一致性、重复性、客观解释、质量评估、优化测试及分配资源等强大功能，能真正保证测试每个独立路径，可以确定测试过的路径和没测试过的路径。
　圈复杂度是用来衡量一个模块判定结构的复杂程度，数量上表现为独立现行路径条数，即合理的预防错误所需测试的最少路径条数[1]。圈复杂度高说明代码质量可能很差，难于测试和维护。根据经验，程序的可能错误和圈复杂度高有着很大关系。圈复杂度显示了在测试一个单元时，为保证软件质量而需要测试的基本路径的最小数目[2]。McCabe IQ建议将圈复杂度不超过10，因为更高的复杂度使测试变得复杂并且可能会发生更多的错误。
2 使用McCabe IQ做覆盖率分析
　McCabe IQ的度量基于软件结构数学化的严格分析，这种分析以McCebe图复杂度为基础，明确地确定了高风险区域。McCebe IQ就是一款基于McCabe圈复杂度进行质量度量和测试的工具。McCabe IQ覆盖率分析使用了源代码插装技术，能生成分支和路径覆盖报告。对于给定的程序，所有的可测试路径的数目通常非常巨大，找到一个有意义的可测试路径子集非常重要。被MeCabe IQ标识出的路径虽不能代表程序中所有可能路径，但最小的测试路径子集至少遍历每个一次判定，将使McCabe IQ的“圈复杂度”路径分析技术成为可能。
　McCabe IQ可以很方便地做到如下分析：
　（1）复杂度分析：McCabe IQ提供了复杂度信息的即时访问，测量不同的源代码特性，标识出相关的复杂度信息和程序不同模块的结构化程度，特别复杂或非结构化代码部分可以在覆盖率报告中突出出来，使得测试工程师更容易识别出有缺陷的代码。
　（2）软件变更分析：当一个程序被修改，测试需要聚焦在修改的代码上，以及那些被修改代码影响的代码，McCabe IQ的软件变更分析不但可以标识出变更过的代码，而且还可以标识出被修改所影响的模块。
2.1 McCabe IQ提升功能测试
　在功能测试中，McCabe IQ从程序的需求中得到要测试的功能，然后执行测试用例以验证程序是否按照预期运行。功能测试的目的是为了识别缺失的功能、不能正确运行的功能，以及功能缺陷[3]。
2.1.1 功能测试在执行过程中要解决如下问题：
　（1）隐含功能的丢失。由于需求定义隐含缺陷，从需求文档得到的功能测试会丢失隐含功能。这样，功能测试很难确保测试的完全性，而且功能测试在功能合并阶段也会导致有问题的行为。
　（2）停止测试的时机。在功能测试中，可测试功能组合的数量相当巨大，最糟糕的情况是功能组合的数量将是2的功能需求次幂的形式，显然测试所有的功能组合是不可能的。
2.1.2 通过McCabe IQ的覆盖分析可以提升功能测试
　（1）McCabe IQ覆盖分析可以指出未测试的分支，并突出为测试的分支，隐含功能和明确的功能需求将同样被突出出来。
　（2）McCabe IQ覆盖分析可以识别出高风险模块块，然后使用更为苛刻的路径覆盖进行分析。
　使用路径覆盖分析可以遍历所有的关键功能组合，包括隐含的功能和明确的功能。使用图复杂度路径作为危险模块的测试程度的索引，可以追踪记录可累加的分支和路径执行的次数，通过基于累加的分支和圈复杂度覆盖率决定可以接受的测试程度，从而解决以上两个问题。
2.2 McCabe IQ提升单元测试
　单元测试是针对软件的最小模块进行正确性检验的测试工作，是代码正确性验证的重要措施。这些最小模块是隔离出来的代码段，称为单元。单元测试的最大挑战在于识别出需要运行的最小的测试的集合，理想情况下，每一个可能路径都要被测试，但是这通常是不可能的。挑战在于分离出路径的子集来提供所有可测试路径的覆盖分析，并且使得路径子集最小，并且没有单元级的冗余[4]。
McCabe IQ路径图精确的被设计为单元级的覆盖管理，McCabe IQ识别出的最小路径集合可以测试到所有的代码单元，提供所有可测试路径的覆盖分析，至少确认最危险模块已经被覆盖。
2.3 McCabe IQ提升回归测试
　回归测试是指测试程序开发过程中的修订版本，这种测试验证新增的功能必须按照预期运行，所做的修改达到了预定的目的，错误得到改正，未变更的功能没有被修改或变更所影响[5]。
2.3.1 回归测试需要解决问题
　（1）程序修改后要找出程序中被变更影响的模块。这样，需要做回归测试的只是受变更影响的模块，提高了效率。
　（2）验证修改过的功能已经被测试。程序的变更通常会引入新的隐含功能，没有黑盒测试的技术，验证所有变更已经被测试是不可能的。
　（3）验证新的功能已经被测试。当做完全功能测试的时候，测试新的功能，要验证完整性测试，隐含功能的测试及功能组合的测试[6]。
2.3.2 通过McCabe IQ的覆盖分析可以提升回归测试
　McCabe IQ覆盖分析能精确指出程序中已经变更的分支和模块。覆盖分析可以限制在这个区域，聚焦那些需要测试的地方。McCabe IQ隔离出那些被变更影响的程序区域，允许聚焦在需要做回归测试的部分，而忽略那些和变更的程序无关联的模块。对于修改过的功能和新功能，McCabe IQ与新的功能测试一样去对待。
软件的功能测试根据需求来验证软件功能的实现情况，单元测试主要认证代码的正确性，回归测试保证新做的修改不影响原有的功能需求，McCabe IQ的覆盖率分析在这些方面都能提供很好的帮助。灵活运用McCabe IQ测试工具可以提高测试效率和测试质量，挖掘出软件的潜在错误，保证软件产品的质量。
参考文献
[1] 朱鸿，金凌紫.软件质量与保证[M].北京：科学出版社，1997.
[2] 樊庆林，吴建国.提高软件测试效率的方法研究[J].计算机技术与发展，2006，16（10）.
[3] 叶言苓，崔彦军.软件测试管理的研究与应用[J].计算机应用与软件，2003，20（9）.
[4] 李秋英，李海峰，徐刚.基于覆盖率信息的软件可靠性增长测试实践[J].计算机应用研究，2010，27（7）.
[5] 高海昌，贺晓红，冯博琴，等.软件结构测试自动化关技术研究[J].微电子学与计算机，2005，22（02）.
[6] 郑艳.一种支持软件测试的测试工具研究[J].无锡职业技术学院学报，2008（4）.