Особенности тестирования объектно-ориентированных «модулей»

При рассмотрении объектно-ориентированного ПО меняется понятие модуля. Наименьшим тестируемым элементом теперь является класс (объект). Класс содержит несколько операций и свойств. Поэтому сильно изменяется содержание тестирования модулей.

В данном случае нельзя тестировать отдельную операцию изолированно, как это принято в стандартном подходе к тестированию модулей. Любую операцию приходится рассматривать как часть класса.

Например, представим иерархию классов, в которой операция ОР() определена для суперкласса и наследуется несколькими подклассами. Каждый подкласс использует операцию ОР(), но она применяется в контексте его приватных свойств и операций. Этот контекст меняется, поэтому операцию ОР() надо тестировать в контексте каждого подкласса. Таким образом, изолированное тестирование операции ОР(), являющееся традиционным подходом в тестировании модулей, не имеет смысла в объектно-ориентированной среде.

Выводы:

q тестированию модулей традиционного ПО соответствует тестирование классов объектно-ориентированного ПО;

q тестирование традиционных модулей ориентировано на поток управления внутри модуля и поток данных через интерфейс модуля;

q тестирование классов ориентировано на операции, инкапсулированные в классе, и состояния в пространстве поведения класса.

Тестирование объектно-ориентированной интеграции

Объектно-ориентированное ПО не имеет иерархической управляющей структуры, поэтому здесь неприменимы методики как восходящей, так и нисходящей интеграции. Мало того, классический прием интеграции (добавление по одной операции в класс) зачастую неосуществим.

Р. Байндер предлагает две методики интеграции объектно-ориентированных систем [16]:

q тестирование, основанное на потоках;

q тестирование, основанное на использовании.

В первой методике объектом интеграции является набор классов, обслуживающий единичный ввод данных в систему. Иными словами, средства обслуживания каждого потока интегрируются и тестируются отдельно. Для проверки отсутствия побочных эффектов применяют регрессионное тестирование. По второй методике вначале интегрируются и тестируются независимые классы. Далее работают с первым слоем зависимых классов (которые используют независимые классы), со вторым слоем и т. д. В отличие от стандартной интеграции, везде, где возможно, избегают драйверов и заглушек.

Д. МакГрегор считает, что одним из шагов объектно-ориентированного тестирования интеграции должно быть кластерное тестирование [50]. Кластер сотрудничающих классов определяется исследованием CRC-модели или диаграммы сотрудничества объектов. Тестовые варианты для кластера ориентированы на обнаружение ошибок сотрудничества.

Объектно-ориентированное тестирование правильности

При проверке правильности исчезают подробности отношений классов. Как и традиционное подтверждение правильности, подтверждение правильности объектно-ориентированного ПО ориентировано на видимые действия пользователя и распознаваемые пользователем выводы из системы.

Для упрощения разработки тестов используются элементы Use Case, являющиеся частью модели требований. Каждый элемент Use Case задает сценарий, который позволяет обнаруживать ошибки во взаимодействии пользователя с системой.

Для подтверждения правильности может проводиться обычное тестирование «черного ящика».

Полезную для формирования тестов правильности информацию содержат диаграммы взаимодействия, диаграммы деятельности, а также диаграммы схем состояний.

Проектирование объектно-ориентированных тестовых вариантов

Традиционные тестовые варианты ориентированы на проверку последовательности: ввод исходных данных — обработка — вывод результатов — или на проверку внутренней управляющей (информационной) структуры отдельных модулей. Объектно-ориентированные тестовые варианты проверяют состояния классов. Получение информации о состоянии затрудняют такие объектно-ориентированные характеристики, как инкапсуляция, полиморфизм и наследование.

Инкапсуляция

Информацию о состоянии класса можно получить только с помощью встроенных в него операций, которые возвращают значения свойств класса.

Полиморфизм

При вызове полиморфной операции трудно определить, какая реализация будет проверяться. Пусть нужно проверить вызов функции

y=functionA(x).

В стандартном ПО достаточно рассмотреть одну реализацию поведения, которая обеспечивает вычисление функции. В объектно-ориентированном ПО придется рассматривать поведение реализации Базовый_класс :: functionA(х), Производный_клacc :: functionA(x), Наследиик_Производного_класса :: functionA(х). Здесь двойным двоеточием от имени операции отделяется имя класса, в котором размещена операция (это обозначение UML). Таким образом, в объектно-ориентированном контексте каждый раз при вызове functionA(x) следует рассматривать набор различных поведений. Конечно, подход к тестированию базовых и производных классов в основном одинаков. Разница состоит только в учете используемых системных ресурсов.

Наследование

Наследование также может усложнить проектирование тестовых вариантов. Пусть Родительский_класс содержит операции унаследована() и переопределена(). Дочерний_класс переопределяет операцию переопределена() по-своему. Очевидно, что реализация Дочерний_класс::переопределена() должна повторно тестироваться, ведь ее содержание изменилось. Но надо ли повторно тестировать операцию Дочерний_класс::унаследована()?

Рассмотрим следующий случай. Положим, что операция Дочерний_класс::унаследована() вызывает операцию переопределен(). К чему это приводит? Поскольку реализация операции переопределен() изменена, операция Дочерний_класс::унаследована() может не соответствовать этой новой реализации. Поэтому нужны новые тесты, хотя содержание операции унаследована() не изменено.

Важно отметить, что для операции Дочерний_класс::унаследована() может проводиться только подмножество тестов. Если часть операции унаследована() не зависит от операции переопределен(), то есть нет ее вызова или вызова любого кода, который косвенно ее вызывает, то ее не надо повторно тестировать в дочернем классе.

Родительский_класс::переопределена() и Дочерний_класс::переопределена() —это две разные операции с различными спецификациями и реализациями. Каждая из них проверяется самостоятельным набором тестов. Эти тесты нацелены на вероятные ошибки: ошибки интеграции, ошибки условий, граничные ошибки и т. д. Однако сами операции, как правило, похожи. Наборы их тестов будут перекрываться. Чем лучше качество объектно-ориентированного проектирования, тем больше перекрытие. Таким образом, новые тесты надо формировать только для тех требований к операции Дочерний_класс::переопределена(), которые не покрываются тестами для операции Родительский_класс::переопределена().

Выводы:

q тесты для операции Родительский_класс::переопределена() частично применимы к операции Дочерний_класс::переопределена();

q входные данные тестов подходят к операциям обоих классов;

q ожидаемые результаты для операции Родительского_класса отличаются от ожидаемых результатов для операции Дочернего_класса.

К операциям класса применимы классические способы тестирования «белого ящика», которые гарантируют проверку каждого оператора и их управляющих связей. При большом количестве операций от тестирования по принципу «белого ящика» приходится отказываться. Меньших затрат потребует тестирование на уровне классов.

Способы тестирования «черного ящика» также применимы к объектно-ориентированным системам. Полезную входную информацию для тестирования «черного ящика» и тестирования состояний обеспечивают элементы Use Case.