1      引言

白盒测试（也称为透明盒测试、开盒测试、玻璃盒测试、透明盒测试、基于代码的测试或结构测试）是一种软件测试方法，其中被测试项目的内部结构/设计/实现是测试者已知的。测试者选择输入到代码中的运行路径，并确定适当的输出。

在这个过程中，编程知识和实现知识是必不可少的。

白盒测试是超越用户界面的测试，深入到系统的细枝末节。

这种方法之所以如此命名，是因为在测试者的眼中，软件程序就像一个白色/透明的盒子；在盒子里面，人们可以清楚地看到。

2      定义

白盒测试是基于组件或系统内部结构分析的测试。

白盒测试设计技术是基于对组件或系统内部结构的分析，推导和选择测试案例的程序编写技术 

3      工作流程

白盒测试的工作流程如下：

l  输入：

n  需求、功能规格、设计文件、源代码。

l  处理过程：

n  进行风险分析，以指导整个过程。

l  适当的测试计划：

n  设计测试用例，以覆盖整个代码。执行漂洗-重复，直到软件中无法发现错误。同时，将测试结果进行展示交流。

l  输出结果：

n  准备整个测试过程的最终报告。

4      测试技术

4.1    语句覆盖

 在这种技术中，目的是至少遍历所有语句一次。因此，每一行代码都要进行测试。在流程图的情况下，每个节点必须至少遍历一次。由于所有的代码行都被覆盖，有助于指出有问题的代码。

（语句覆盖案例）

4.2    分支覆盖

在这种技术中，测试用例的设计是为了使所有决策点的每个分支至少被遍历一次。在一个流程图中，所有的边缘都必须至少遍历一次。

（需要4个测试案例，使所有分支都被覆盖，即流程图的所有边缘都被覆盖。）

4.3    条件覆盖

在这一技术中，必须涵盖所有个别条件，如下所示：

     1.   READ X, Y

     2.   IF(X == 0 || Y == 0)

     3.   PRINT ‘0’

在这个例子中，有2个条件，X==0和Y==0。现在，测试这些条件的值是TRUE和FALSE。一个可能的例子是:

#TC1 – X = 0, Y = 55

#TC2 – X = 5, Y = 0

4.4    多条件覆盖

在这种技术中，所有可能的条件结果的可能组合都至少测试一次。让我们考虑下面的例子：

     1.   READ X, Y

     2.   IF(X == 0 || Y == 0)

     3.   PRINT ‘0’

     #TC1: X = 0, Y = 0

     #TC2: X = 0, Y = 5

     #TC3: X = 55, Y = 0

     #TC4: X = 55, Y = 5

因此，两个单独的条件需要四个测试用例。

同样，如果有n个条件，则需要2n 个测试用例。

4.5    基础路径测试

在这种技术中，根据代码或流程图制作控制流程图，然后计算环形复杂度（Cyclomatic Complexity），确定独立路径的数量，以便为每个独立路径设计最少的测试案例。

步骤:

1.         制作相应的控制流程图

2.         计算环形复杂度

3.         寻找独立路径

4.         设计与每个独立路径对应的测试用例 

4.5.1    流程图的符号

它是一个由节点和边组成的定向图。每个节点代表一个语句序列，或一个决策点。一个谓语节点是代表一个决策点，它包含一个条件，在这个条件之后，图就会分裂。区域以节点和边为界。

4.5.2    环形复杂度（Cyclomatic Complexity）

它是衡量软件逻辑复杂度的指标，用来定义独立路径的数量。对于一个图G，V(G)是它的环形复杂度。

4.5.2.1   计算V(G)：

l  V(G)=P+1，其中P是流程图中的谓语节点数。

l  V(G) = E - N + 2，其中E是边的数量，N是节点的总数。

l  V(G) =图中非重叠区域的数量。

4.5.2.2   例子

V(G)=4(使用上述任何一个公式)

独立路径数=4

#P1: 1 – 2 – 4 – 7 – 8

#P2: 1 – 2 – 3 – 5 – 7 – 8

#P3: 1 – 2 – 3 – 6 – 7 – 8

#P4: 1 – 2 – 4 – 7 – 1 – . . . – 7 – 8

4.6    循环（Loop）测试

循环被广泛使用，是许多算法的基础，因此，循环测试非常重要。错误经常发生在循环的开始和结束处。

4.6.1    简单循环

对于大小为n的简单循环，测试用例设计为：

l  完全跳过这个循环

l  只能通过一次循环

l  2次传递

l  m次传递，其中m<n

l  n-1个答案n+1次传递

4.6.2    嵌套循环

对于嵌套循环，所有的循环都被设置为最小计数，我们从最里面的循环开始。对最内层的循环进行简单的循环测试，然后向外进行，直到所有的循环都被测试完毕。

4.6.3    并联的循环

独立的循环，一个接一个。对每个循环都要进行简单的循环测试。

如果它们不是独立的，就像嵌套循环一样对待。

5      测试人员及开发人员

测试员，通常也是开发人员，研究网页上某个字段的实现代码，确定所有合法（有效和无效）和非法的输入，并根据预期的结果验证输出，这也是通过研究实现代码确定的。

白盒测试就像一个机械师的工作，检查发动机，看看汽车为什么不动。

6      测试适用级别

白盒测试法适用于以下级别的软件测试：

l  单元测试：

n  适用于单元内的测试路径。

l  集成测试：

n  适用于单元之间的测试路径。

l  系统测试：

n  用于测试子系统之间的路径。

总体而言，它主要应用于单元测试。

7      优势

l  白盒测试是非常彻底的，因为整个代码和结构都经过测试。

l  它的结果是优化代码，消除错误，并有助于消除额外的代码行。

l  它可以在较早的阶段开始，因为它不需要任何接口。

l  易于自动化。

8      劣势

l  主要缺点是成本很高。

l  重新设计代码和重写代码需要重新编写测试用例。

l  与黑盒测试相比，测试人员需要对代码和编程语言有深入的了解。

l  由于对存在的代码进行了测试，所以无法检测出缺失的功能。

l  如果实现变化过于频繁，测试脚本的维护可能是一个负担。

l  由于这种测试方法与被测试的应用程序密切相关，因此可能无法随时获得满足各种实现/平台的工具。

l  非常复杂，有时也不现实。

9      参考

https://www.geeksforgeeks.org/differences-between-black-box-testing-vs-white-box-testing/

https://en.wikipedia.org/wiki/White-box_testing

http://softwaretestingfundamentals.com/white-box-testing/

https://www.guru99.com/white-box-testing.html

https://www.geeksforgeeks.org/software-engineering-white-box-testing/