江西工业职业技术学院
毕业综合实践
课题名称：安卓手机计算器
作者：廖杰学号：20112715 分院：电子与信息工程分院
专业：计算机网络技术
指导老师：占华为专业技术职务讲师
2013年 11 月 14日
一、问题描述：
用Java实现求两整数的加、减、乘、除运算结果，要求两整数的范围都是[0,100]。从键盘输入数m，数n，判断他们的范围，若不在[0,100]范围内，则输出提示语，要求重新输入，并且在做除法运算时，当除数为0时，输出提示语，说明除数不能为0。
将两数的范围定在[0,100]，以更好的进行边界值分析，等价类测试等黑盒测试方法；为充分体现白盒测试的特点，有些地方故意用了if-else语句，while循环；另外，加、减、乘、除运算分别用了四个函数来计算，这样既可以在主函数中调用，又可以在Junit框架中分别对这四种运算进行测试。
二、程序源代码：
1. import java.util.Scanner;
2. public class Computer {
3. private int a;
4. private int b;
5. public Computer (int x,int y) //构造函数，初始化
6. {
7. a=x; //注意：Juint中需要输入测试值在0~100范围内
8. b=y;
9. }
10. public double add() //加法
11. {
12. return a+b;
13. }
14. public double minus() //减法
15. {
16. return a-b;
17. }
18. public double multiply() //乘法
19. {
20. return a*b;
21. }
22. public double divide() //除法，要求除数不能为0，否则输出提示语
23. {
24. if(b!=0)
25. return a/b;
26. else
27. System.out.println("除数不能为0！");
28. return 0;
29. }
30. public static void main(String[] args)
31. {
32. Scanner scanner = null;
33. scanner = new Scanner(System.in);
34. System.out.println("请输入0~100的两个m,n整数:");
35. System.out.println("请输入第一个数：");
36. while(true){ //若输入值不在要求范围内，则有循环直到输入正确为止
37. int m = scanner.nextInt();
38. if(m>=0&&m<=100)
39. {
40. System.out.println("请输入第二个数：");
41. while(true){
42. int n = scanner.nextInt();
43. if(n>=0&&n<=100)
44. {
45. Computer cpt=new Computer(m,n);
46. System.out.println("运算结果是：");
47. System.out.println("加法:"+m+"+"+n+"="+cpt.add());
48. System.out.println("减法:"+m+"-"+n+"="+cpt.minus());
49. System.out.println("乘法:"+m+"*"+n+"="+cpt.multiply();
50. System.out.println("除法:"+m+"/"+n+"="+cpt.divide());
51. }
52. else
53. System.out.print("输入n值不在要求区间,请重新输入n：\n");
54. }
55. }
56. else
57. System.out.print("输入m值不在要求区间,请重新输入m：\n");
58. }
59. }
60. }
三、黑盒测试：
1、边界值测试：
1.1、边界值分析：
输入要求是0~100之间的整数，因此产生了0和100两个边界，边界值分析可产生4*2+1=9个测试用例。可构造(50，0)、(50，1)、(50，50)、(50，99)、(50，100)、(0，50)、(1，50)、(99，50)、(100，50) 这9组测试用例。
表1 边界值分析测试用例
用例m n 预期输出(+、-、*、/) 实际输出(+、-、*、/)
1 50 0 50.0、50.0、0.0、除数不为0！50.0、50.0、0.0、0.0
2 50 1 51.0、49.0、50.0、50.0 51.0、49.0、50.0、50.0
3 50 50 100.0、0.0、2500.0、1.0 100.0、0.0、2500.0、1.0
4 50 99 149.0、-49.0、4950.0、0.50
5 109.0、-9.0、2950.0、
0.5050505050505051
5 50 100 150.0、-50.0、5000.0、0.5 150.0、-50.0、5000.0、0.5
6 0 50 50.0、-50.0、0.0、0.0 50.0、-50.0、0.0、0.0
7 1 50 51.0、-49.0、50.0、0.02 51.0、-49.0、50.0、0.02
8 99 50 149.0、49.0、4950.0、1.98 149.0、49.0、4950.0、1.98
9 100 50 150.0、50.0、500.0、2.0 150.0、50.0、500.0、2.0
在该测试时，发现（50,0）这个测试的除法的预期输出和实际输出不一致，是因为代码中return 0;当除数n=0时，实际返回的是0.0。
public double divide()
{
if(b!=0)
return a/b;
else
System.out.println("除数不能为0！");
return 0; //出现Bug
}
1.2健壮性测试：
健壮性测试可产生6*2+1=13个测试用例，在上面边界值分析测试用例的基础上再添加(50,-1)、(50,101)、(-1,50)、(101,50)这4个测试用例即可。
表2 健壮性测试用例
用例m n 预期输出（+、—、*、/）实际输出
10 50 -1 49.0、51.0、-50.0、-50.0 输入n值不在要求区间
11 50 101 151.0、-51.0、5050.0、0.495 输入n值不在要求区间
12 -1 50 49.0、-51.0、-50.0、-0.02 输入m值不在要求区间
13 101 50 151.0、51.0、5050.0、2.02 输入m值不在要求区间
2、等价类测试：
规定了输入值m，n的范围[0，100]，则
变量的有效等价类：
M1={m：0≤m≤100}
N1={n:0≤n≤100}
变量的无效等价类：
M2={m:m≤0}
M3={m:m≥100}
N2={n:n≤0}
N3={n:n≥0}
2.1、弱一般等价类测试：
该测试可用每个等价类的一个变量实现，可生成1个测试用例。2.2、强一般等价类测试：
该测试基于多缺陷假设，需要1*1=1个测试用例。
表3 强、弱一般等价类测试用例
用例m n 预期输出（+、—、*、/）实际输出
WN1，SN150 50 100.0、0.0、2500.0、1.0100.0、0.0、2500.0、1.0 2.3、弱健壮等价类测试：
该测试基于单缺陷假设，不仅对有效值测试，还考虑了无效值，可生成1+2+2=5个测试用例。
表 4 弱健壮等价类测试用例
用例m n 预期输出（+、—、*、/）实际输出
WR150 50 100.0、0.0、2500.0、1.0100.0、0.0、2500.0、1.0 WR250 -1 49.0、51.0、-50.0、-50.0输入n不在要求区间
WR3 50 101 151.0、-51.0、5050.0、0.495 输入n不在要求区间
WR4 -1 50 49.0、-51.0、-50.0、-0.02 输入m不在要求区间
WR5 101 50 151.0、51.0、5050.0、2.02 输入m不在要求区间
2.4、强健壮等价类测试：
该测试基于多缺陷假设，从所有等价类笛卡尔积的每个元素中获得测试用
例，可生成（1+2）*（1+2）=9个测试用例。
表5 弱健壮等价类测试用例
用例 m n 预期输出（+、—、*、/） 实际输出 SR1 -1 -1 -2.0、0.0、1.0、1.0 输入m 值不在要求区间 SR2 -1 50 49.0、-51.0、-50.0、-0.02 输入m 值不在要求区间 SR3 -1 101 100.0、-102.0、-101.0、0099 输入m 值不在要求区间
SR4 50 -1 49.0、51.0、-50.0、-50.0 输入n 值不在要求区间 SR5 50 50 100.0、0.0、2500.0、1.0
100.0、0.0、2500.0、1.0
SR6 50 101 106.0、-51.0、5050.0、0.495 输入m 值不在要求区间 SR7 101 -1 100.0、102.0、-101.0、-101.0 输入m 值不在要求区间 SR8 101 50
151.0、51.0、5050.0、20.2
输入m 值不在要求区间 SR9
101
101 202.0、0.0、10201.0、1.0
输入m 值不在要求区间
3、因果图：
C1：输入m 值在[0,100]内 C2：输入n 值在[0,100]内
e1：输出结果 e2：输入m 值不在区间 e3：输入n 值不在区间
3.基于决策表的测试：
变量的有效等价类：
M1={m ：0≤m ≤100} N1={n:0≤n ≤100} 变量的无效等价类： M2={m:m ≤0}
C1 e1
e2
C2
e3
m
M3={m:m ≥100} N2={n:n ≤0} N3={n:n ≥0}
表6 基于决策表的测试用例
桩 1 2
3
4 C1：第一个数在： C2：第二个数在：
M1 N1 M1 N2，N3 M2，M3 N1 M2，M3 N2，N3 A1：正常输出结果：
A2：输入m 值不在要求区间，重新输入 A3：输入n 值不在要求区间，重新输入 X
X
X
X X
二、白盒测试：
1.测试覆盖指标：
流程图：
a
f
F T
b d
F
F T
c
入口
m>=0&&m<=100
执行语句块1 n>=0&&n<=100
执行语句块2 出口 执行语句块4 执行语句块5
执行语句块3
1.1、语句覆盖：
每个可执行的语句必须至少执行一次，则测试用例：
表 7 语句覆盖测试用例
测试用例通过路径条件取值
m1=-1,m2=1；n1=101，n2=99 a,f,b,d,c F1,T1,F2,T2 1.2、（判定）分支覆盖：
每个判定必须至少获得一次“真”值和“假”值，则测试用例：
表 8（判定）分支覆盖
测试用例通过路径条件取值
m=1,n=99 a,b,c T;T
m1=-1,m2=1,n=99 a,f,b,c F1,T1;T2
m=1,n1=-1,n2=99 a,b,d,c T;F1,T1
m1=-1,m2=1;n1=101,n2=99 a,f,b,d,c F1,T1;F2,T2 1.3、条件判定覆盖：
每个判定中的每个条件的所有可能值（真/假）至少出现一次并且每个判定本身的结果（真/假）也至少出现一次，则测试用例：
表 9 条件判定覆盖
测试用例通过路径条件取值
m=1,n=99 a,b,c T,T
1.4、路径覆盖：
测试用例要求覆盖所有可能的路径：
表10 路径覆盖
测试用例通过路径条件取值
m1=-1,m2=1；n1=101，n2=99 a,f,b,d,c F1,T1,F2,T2
2.基路径测试：（为简便画图，开始点从主要代码第36行开始，其他无分支节点用省略号表示）
（从节点1到节点36） ...
(从节点43到51) ...
所以：圈复杂度V （G ）= 5 4个独立路径为:
P1:1,...,36,37,38...42,43...54,55,58,59,60 P2:1,...,36,37,56,57,58,59,60
P3:1,...,36,37,38...42,52,53,54,55,58,59,60
P4:1,...,36,37,38...42,43...54,42,52,53,54,55,58,59,60 P5:1,...,36,37,56,57,58,36,37,56,57,58,59,60
51
53 58 59 60
36 54 43 52 42 41 57 40
39 38 56
37 55 1
三、Junit动态测试：
import junit.framework.TestCase; //引入Junit框架中所有类
public class ComputerTest extends TestCase {
private Computer a; //定义变量
private Computer b;
private Computer c;
private Computer d;
public ComputerTest (String name) {
super(name); //构造函数,使用super关键字直接引用父类TestCase的构造函数
}
protected void setUp() throws Exception {
super.setUp(); //建立环境，可以进行一些测试数据的初始化，还
可以把数据库联接写在此处，以减少重复性工作，提高效率
a = new Computer(1,99);
b = new Computer(101,5);
c = new Computer(1,2);
d = new Computer(1,0);
}
protected void tearDown() throws Exception {
super.tearDown();
}
public void testComputer() {
int x=1;
int y=1;
assertSame(x,y); //assertSame() }
public void testAdd() { //加法测试
assertEquals(100.0, a.add());
}
public void testAdd1() {
assertEquals(106.0, b.add()); //输入值超出要求范围 ,测试失败，因为要求0~100范围，所以，在构造Computer()函数时，要规定变量x，y的范围
}
public void testMinus() { //减法测试
assertEquals(-89,a.minus()); //预期值和结果不相等，测试
失败
}
public void testMinus1() {
assertEquals(-89.0,a.minus());
}
public void testMultiply() {
assertEquals(2.0,c.multiply());
}
public void testMultiply1() {
Object tx = null;
try{
assertEquals(2.0,c.multiply());//c.multiply()的正常结果是2.0，所以在此不应抛出异常
fail("should have thrown an exception"); //上面不抛出异常，不执行
fail()
}catch (Exception e) {
tx = e;
}
assertNotNull(tx); //断言tx不为空,则一定有异常}
public void testDivide() {
assertEquals(0.0,d.divide()); //因divide()函数中，当d=0时，返回0.0，所以这里测试应该成功，虽然希望得到“被除数不能为0！”的情
况
}
public void testDivide1() {
assertEquals(0.5, c.divide());
}
public void testEmpty(){
try{
c.divide();
fail("should have thrown an exception ");
}catch(RuntimeException Ex){
assertTrue(true); //assertTrue(true);
}
}
}
截图：
(1)、测试testAdd1()时，由于b=new
Computer(101,5);assertEquals(106.0, b.add());输入值范围超出定义范围，测试异常;
(2)、测试testMinus()时，assertEquals(-89,a.minus());预期值和实际值不相同，测试异常；
(3)、测试testMultiply()时，断言不为空，抛出异常
Junit集成测试：
在Junit中，Test Case总是对所有方法进行测试，而Test Suite中可对其中的一部分方法测试，而且一个测试类中还可以包含其他测试类。在Test Case类中声明一个public static Test suite()方法即可完成多个测试类的集成。
例如，在上例ComputerTest类中，添加：
public static Test Suit()
{
TestSuite suite=new TestSuite();
suite.addTest(new ComputerTest("testAdd"));
suite.addTest(new ComputerTest("testMultiply1"));
return suite;
}
若在另一个ComputerTest1类中，要测试ComputerTest中的所有测试方
法，则应：
public class ComputerTest1 extends TestCase
{
public ComputerTest1(String name)
{
Super(name);
}
public static Test Suit()
{
TestSuite suite=new TestSuite();
suite.addTestSuite(ComputerTest.class);
return suite;
}
}
四、测试用例设计体会：
在这次软件测试过程中，我扮演了用户、程序员、测试员三钟角色，为了充分体现黑盒、白盒以及Junit动态测试的特点，我特意设计了一个[0,100]之间的整数简单加减乘除运算。
对于黑盒测试，在设计测试用例时完全没有考虑程序内部的逻辑结构和内部特性，只纯粹的依据功能和要求来设计测试用例进行测试。测试时使用了多种测试方法，包括边界值测试（边界值分析、健壮性测试、特殊值测试），等价类测试（弱一般、强一般、弱健壮、强健壮等价类测试），基于决策表的测试等。虽然黑盒测试很容易生成测试用例，但实际上只有一小部分可能的输入被测试到，某些代码得不到测试，不能直接对隐蔽了许多问题的特定程序段进行测试，不易进行充分性测试。比如：在上例中，若输入的数据是2,0，则输出的是0.0 ，很明显这个结果是不正确的。
对于白盒测试，在设计测试用例时首先对程序进行分析，从程序的内部结构出发设计测试用例，涉及到程序的控制方法、源语句、编码细节、数据库设计等。设计测试用例时应用了白盒测试中的多种测试方法，其中包括：测试覆盖（语句覆盖、分支覆盖、分支条件覆盖等）、基路径测试等方法。白盒测试中，对代码的测试比较透彻，但不容易生成测试用例，而且测试工作量很大，。因为白盒测试是基于代码的基础上，所以对变量的定义、数据的分析、精度的度量都有严格的要求。如：上例中要求输入的值是[0,100]之间的int型，而输出的结果却要求的是double型。
对于Junit，编写了另一段代码来测试要执行的代码，代码中的一个测试类（TestCase）包含了很多测试方法（testXXXX），每个测试方法中又有很多测试断言（assertXXXX），在方法中测试预期值是否和实际值一致。
总之，在这次测试设计让我对软件测试有了一个深入了解，对于测试方法、测试过程，都有了较好的认识，学会了如何进行黑盒测试、白盒测试、以及一些测试工具（如Junit）。当然，对于以后企业上的软件测试，还有待很大的提高。