控制流测试
控制流测试 (Control Flow Testing)：是一种在考虑测试对象的控制流情况下导出测试用例的测试方法，并且借助于控制流图能评估测试的完整性（覆盖率）。
原则
- 控制流图是一个带有开始节点和结束节点的有向图
- 程序的指令（语句）是通过节点来表示的
- 一个不带分支和汇总的语句序列可以简单地用一个节点来表示
- 语句之间的路径通过有向线（控制流）表示
- 控制流图的开始和结束节点在实际应用中常常被省略
测试活动
- 列出应该覆盖的路径
- 设计输入、输出使得程序能按逻辑含义走到此路径
- 运行测试来观察此路径是否走到。如果没有走到，则要么是对逻辑理解不足，要么是逻辑本身有错误。
主要的控制流测试方法：
- 语句覆盖
- 分支覆盖
- 判定覆盖
- 路径覆盖（包括结构化的路径覆盖等）
语句覆盖
- 必要的、最简单的，但也是最弱的标准
- 无法检测到缺失的语句
- 但能发现无法执行到的语句（死代码）
覆盖率：
语句覆盖 = 已执行的语句数目 / 所有语句的总数目 * 100%
语句即节点，控制流图内的所有节点都走到即为 100% 语句覆盖
分支覆盖
- 在实践中作为最小的测试标准
- 能发现无法执行到的程序分支
- 无法发现缺失的分支
- 没有测试到分支的组合
覆盖率：
分支覆盖 = 已执行的分支数目 / 分支总数目 * 100%
每一条边即每一条控制流（有向线）都走过了，才为 100% 分支覆盖
判定覆盖
- 如果达到 100% 判定覆盖，则等价于分支覆盖
- 但这里计数的不是分支，而是判定的输出，判定覆盖在小于 100% 时，判定的覆盖率与分支的覆盖率可能有所不同！
覆盖率：
判定覆盖 = 已执行的判定结果 / 所有的判定结果总数 * 100%
判定覆盖计数的是判定的结果，即布尔值true和false的个数
示例代码：
if (x > y) {
y = x;
}
if (y > z) {
z = y;
}
这段代码一共有两个if判定，每个判定都可以有true和false两个判定结果，一共是四个判定结果。
所以如果只用一条 case 同时覆盖x > y和y > z，实际上执行到的是两个判定结果，判定覆盖率为 2 / 4 = 50%
在同一条 case 的情况下，画出控制流图，分支覆盖一共有 9 条有向线（包括开始节点和结束节点的两条有向线），有两条分支没有走到，所以分支覆盖率为 7 / 9 = 77.8%
路径覆盖
强标准，因为
- 在包含循环时，可能会有无数的路径
- 在具有 k 个连续的分支时，则会有 2k种不同的路径
针对路径测试，按照 Beizer 的启发式方法 [Beizer90]：
- 从最简单的、功能上有意义的路径开始（从入口到出口的最简单路径）
- 每次新的路径应该只是对现有的微小变化（如果可能，仅只改变一个判定输出/真值）
- 优先考虑短的路径、简单路径、功能上有意义的路径、不带循环的路径
- 应该达到 100% 判定覆盖
- 避免功能上无意义的路径，如果为了达到判定覆盖必须执行这路径，则应该检查是否是一个错误，如果不是，则增加此路径。
- 优先考虑那些很有可能是实际执行的路径
从开始节点到结束节点之间全部可能的路径都走过才是 100% 路径覆盖
- 部分路径测试经常用在安全关键软件的测试中
- 常用条件覆盖方法组合使用，因为它们检查软件的另一个方面
- 当只需要增加少量的测试用例时，它可以作为分支测试的深入
- 应该使用工具来创建控制流图
结构化的路径覆盖
对于 k = 2 时，这种方法也成为内部边界 - 路径覆盖（Boundary Interior）
仅仅当 k 为很小值时才有实际意义。
其他针对循环的测试的标准：
- 最小和最大迭代次数，排除迭代数
- 在程序中的循环一般：嵌套、交叉、非结构化的循环
条件测试
- 简单条件测试
- 条件测试/判定测试 或 判定条件测试
- 改进的条件/判定测试（MC/DC）
- 复合条件测试
它们的区别是测试的深度（从上往下越来越深入），需要的测试用例数，以及能发现多少缺陷
简单条件测试
一个原子条件是一个不包含逻辑运算符 NOT、AND 或 OR 的条件
如果在程序内的所有条件都仅仅是一个原子条件，则相应的简单条件测试对应为判定测试。
满足简单条件覆盖不一定会满足判定覆盖，所以简单条件测试仅仅是理论上进行探讨，没有太大实际意义
条件测试/判定测试 或 判定条件测试
包含了简单条件覆盖以及判定覆盖。通常不需要比简单条件覆盖更多的测试用例，但是必须谨慎选择。
- 此方法适合于测试那些重要的，但还不是关键和核心的代码
- 此方法与后面的二种方法相比需要较少的测试用例，但是比单纯的判定覆盖要更繁琐（还要看原子条件的覆盖）
改进的条件/判定测试（MC/DC 测试）
针对单个的原子条件，必须关注具有不同结果的测试用例，结对进行比较。
- 先列出所有可能的真值组合
- 选出那些单个原子条件影响结果的测试用例对
- 提供一个更高的控制流覆盖并能发现比条件覆盖/判定覆盖更多的缺陷
- 需要更多的测试用例，但是：
- 当有 n 个原子条件，通常需要 n+1 个测试用例。测试用例的数目与条件的数目是线性关系（线性增长）。
- 很适合安全关键系统，例如，在航空和航天业广泛采用改进的条件测试/判定测出（MC/DC）方法
限制：耦合的条件
例如： (A AND B) OR ((NOT A) AND C)
这些条件称作耦合（重叠），而这些耦合的项往往无法实现 MC/DC 测试。
解决方法：
- MC/DC 仅仅针对不耦合的条件
- 对于含有耦合条件的每个判定作为特例，视不同的情况生成测试用例
限制：短路/精简的评判（Short-circuiting）
在有条件的进行评价的程序设计语言中往往无法达到 MC/DC 的覆盖。
解决方法：必须降低“测试用例对”的要求，对于每个原子条件生成一对测试用例，
- 要覆盖这个条件的二个真值（真/假）
- 要覆盖整个判定式的二个真值（真/假）
- 所有其他原子条件具有相同的逻辑或不进行评估。
