一、实验目的

掌握结构化分析与设计方法
掌握JUnit的用法；
掌握白盒测试中路径覆盖的测试用例设计；
掌握黑盒测试中等价类方法；

二、实验内容

1. 某证券公司为了方便提供证券交易服务，欲开发一证券交易平台。该平台接收客户命令信息，可执行以下主要功能：

（1）登录。输入用户名、密码及校验码信息，登录证券交易平台。

（2）开户。如果是新客户，需先提交开户信息，进行开户，并将客户信息存入客户记录中，账户信息（余额等）存入账户记录中；

（3）存款。客户可以向其账户中存款，根据存款金额修改账户余额；

（4）取款。客户可以从其账户中取款，根据取款金额修改账户余额；

（5）证券交易。客户进行证券交易，将交易信息存入交易记录中；

（6）查询交易。平台从交易记录中读取交易信息，将交易明细返回给客户。。

该平台采用结构化分析方法，画出第1层的数据流图如下图所示（有简化）：

判断该信息流属于变换流还是事务流，并将该数据流图映射为程序结构，画出程序结构图。

事务流

2. 进行测试驱动的开发

测试驱动开发，英文全称Test-Driven Development，简称TDD，是一种不同于传统软件开发流程的新型的开发方法。它要求在编写某个功能的代码之前先编写测试代码，然后只编写使测试通过的功能代码，通过测试来推动整个开发的进行。这有助于编写简洁可用和高质量的代码，并加速开发过程。

测试驱动开发过程可分为：1）分析需求；2）设计测试用例；3）开发测试代码；4）开发功能代码；5）运行测试，据此修改代码，直到全部通过。

本实验要求按照测试驱动的开发的过程进行一个类的开发。已提供一个类Point2d的源代码。要求编写另一个类Rect，通过左上角点和宽度、高度定义一个长方形（认为它的边分别平行于x和y轴）。要求该类具备：

1）无参构造方法，默认左上角点在(0,0)，宽度、高度均为1。

2）单参数构造方法，接收Point2d参数作为左上角点。宽度、高度默认为1。

3）三参数构造方法，接收Point2d参数及两个double值，分别设置其左上角点与宽度、高度。

4）能够计算长方形面积。

5）能够判断某个点是位于长方形内（含在边上）、或其外。

为此，可按照以下步骤进行开发：

1）建立一个空的Rect类；

2）右键点击Rect类，选择NewàJunit Test Case，在对话模式选择：

建立一个测试用例RectCreationTest，用于测试Rect的构造方法。

3）第一个测试可写成：

@Testpublic void test() {Rect r = new Rect();assertNotEquals(p, null);Point2d p = r.getTopleft();assertEquals(r.getWidth(), 1.0, 1.0e-6);assertEquals(r.getHeight(), 1.0, 1.0e-6);}

即用于测试无参构造方法所得对象，默认左上角点在(0,0)，宽度、高度均为1。

4）运行测试，Run AsàJunit Test，不通过。

5）开发功能代码，即写上无参构造方法。

6）再次运行测试，直至通过。至此可保证无参构造方法已编写完毕。

按照上述过程，将上面要求的其余5项功能按照测试驱动开发的方式编写完成。

Point2d类

package io.shentuzhigang.demo.design.tdo;/*** @author ShenTuZhiGang* @version 1.0.0* @date 2020-12-24 13:40*/public class Point2d {private double x;private double y;public Point2d(){this(0, 0);}public Point2d(double x, double y){this.x = x;this.y = y;}public double getX() {return x;}public void setX(double x) {this.x = x;}public double getY() {return y;}public void setY(double y) {this.y = y;}}

Rect类

package io.shentuzhigang.demo.design.tdo;/*** @author ShenTuZhiGang* @version 1.0.0* @date 2020-12-24 13:41*/
public class Rect {private Point2d topLeftPoint;private int width;private int height;public Rect() {this(new Point2d(0,0),1,1);}public Rect(Point2d topLeftPoint) {this(topLeftPoint,1,1);}public Rect(Point2d topLeftPoint, int weight, int height) {this.topLeftPoint = topLeftPoint;this.width = weight;this.height = height;}public double area(){return width * height;}public boolean contain(Point2d point){return topLeftPoint.getX()<=point.getX() && point.getX()<=topLeftPoint.getX()+ width&& topLeftPoint.getY()<=point.getY() && point.getY()<=topLeftPoint.getY()+height;}public Point2d getTopLeftPoint() {return topLeftPoint;}public void setTopLeftPoint(Point2d topLeftPoint) {this.topLeftPoint = topLeftPoint;}public int getWidth() {return width;}public void setWidth(int width) {this.width = width;}public int getHeight() {return height;}public void setHeight(int height) {this.height = height;}
}

RectCreationTest类

package io.shentuzhigang.demo.design.tdo;import org.junit.jupiter.api.Test;import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;/*** @author ShenTuZhiGang* @version 1.0.0* @date 2020-12-24 13:51*/
public class RectCreationTest {@Testpublic void test() {Rect r = new Rect();assertNotEquals(r, null);Point2d p = r.getTopLeftPoint();assertEquals(r.getWidth(), 1.0, 1.0e-6);assertEquals(r.getHeight(), 1.0, 1.0e-6);}}

3. 有以下程序（其中的操作并没有什么具体意义，仅用于演示）

基于JUnit，针对以下程序设计测试用例，满足路径覆盖标准。

import java.awt.Point;
public class Path {public static Point Coverage(int a, int b, int c){Point p = new Point();int x = 5;int y = 7;if(a>b && b>c){a += 1;x += 6;if(a==10 || b>20){b += 1;x = y+4;             }if(a<10 || c==20){b += 2;y = 4;}a = a + b + 1;y = x + y;}if(a>5 || c<10){b = c + 5;x += 1;}p.x = x;p.y = y;return p;}
}

自行画出程序流图，如教材P329。计算独立路径数量，进而设计基本路径测试所需的测试用例：

序号	测试用例描述	输入参数			期望输出
序号	测试用例描述	a	b	c	期望输出
1	基本路径测试1
2	基本路径测试2
3	基本路径测试3
4
5

分析：9个区域，8个谓词节点，路径条数为9。

序号

测试用例描述

输入参数

期望输出

a

b

c

1

基本路径测试1

9

8

7

(12,18)

2

基本路径测试2

9

7

8

(6,7)

3

基本路径测试3

10

5

5

(6,7)

4

基本路径测试4

4

3

20

(5,7)

5

基本路径测试5

23

21

20

(12,15)

6

基本路径测试6

10

9

8

(12,18)

7

基本路径测试7

6

8

10

(6,7)

8

基本路径测试8

1

5

9

(6,7)

9

基本路径测试9

1

5

10

(5,7)
package io.shentuzhigang.demo.design;import org.junit.jupiter.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;import java.awt.*;/*** @author ShenTuZhiGang* @version 1.0.0* @date 2020-12-24 19:00*/
public class PathTest {@Testpublic void t(){Assertions.assertEquals(Path.Coverage(9,8,7),new Point(12,18));Assertions.assertEquals(Path.Coverage(9,7,8),new Point(6,7));Assertions.assertEquals(Path.Coverage(10,5,5),new Point(6,7));Assertions.assertEquals(Path.Coverage(4,3,20),new Point(5,7));Assertions.assertEquals(Path.Coverage(23,21,20),new Point(12,15));Assertions.assertEquals(Path.Coverage(10,9,8),new Point(12,18));Assertions.assertEquals(Path.Coverage(6,8,10),new Point(6,7));Assertions.assertEquals(Path.Coverage(1,5,9),new Point(6,7));Assertions.assertEquals(Path.Coverage(1,5,10),new Point(5,7));}
}

4. 设计一个静态方法，接收一个字符串，判断该字符串是否为一个格式正确的电话号码。所谓正确格式，有以下规则：

1）如果含3位数值，首位需为1；（110等）

2）如果含8位数值，首位不为0；（本地座机号码）

3）如果含11位数值，首位需为1（手机号码）或0（北京等地座机号码）；

4）如果含12位数值，首位需为0；（杭州等地座机号码，第5位不检测）

（国外号码等情况不考虑）

请结合等价类方法给出该方法的测试用例，并基于JUnit，写出测试类。

方法：

1）等价类分为：

有效等价类：是指对于程序的规格说明来说，是合理的，有意义的输入数据构成的集合。
无效等价类：是指对于程序的规格说明来说，是不合理的，无意义的输入数据构成的集合。

2）确立等价类划分原则

原则1：若规定了取值范围，或输入值的个数，则可以确立一个有效等价类和两个无效等价类。

例：程序对输入条件的要求是：…输入数是从1到999…

则有效等价类是：1≦输入数≦999；

两个无效等价类是：输入数〈1 或输入数>999

原则2：如果规定了输入数据的一组值，而且程序要对每种输入数据分别处理，则可为每种输入值确立一个有效等价类，此外针对这组值确立一个无效等价类，它是所有不允许的输入值的集合。

例：教师上岗方案中规定对教授、副教授、讲师和助教分别计算分数，做相应的处理。因此可以确定4个有效等价类为教授、副教授、讲师和助教，一个无效等价类，它是所有不符合以上身分的人员的输入值的集合。

原则3：若规定了输入值的集合，或者是规定了“必须如何”的条件，则可确立一个有效等价类和一个无效等价类。

例：某种语言对变量标识符规定必须“以字母打头”，则所有以字母打头的构成有效等价类，而不以字母打头的归于无效等价类。

原则4：如果规定输入数据为整型，则可划分出正整数、零和负整数三个有效类，其他数据为无效类。

原则5：如果程序处理对象是表格，则应使用空表、含一项和多项的表。

3）在确立了等价类之后，建立等价类表，列出所有划分出的等价类。

例如：

4）设计测试用例，覆盖所有的有效等价类组合，和所有的无效等价类组合。

序号	测试用例描述	输入参数			期望输出	覆盖范围
序号	测试用例描述	位数	首位	用例	期望输出	覆盖范围
1	有效等价类	3	1	110	true	1，5，8
2	无效等价类	3	2	222	false	2
	……					3

5）Junit测试类：

静态方法

package io.shentuzhigang.demo.design;import java.util.regex.Pattern;/*** @author ShenTuZhiGang* @version 1.0.0* @date 2020-12-24 16:24*/
public class PhoneNumber {public static boolean check(String s){Pattern pattern = Pattern.compile("^[\\d]*$");if(pattern.matcher(s).matches()){if(s.length()==3){return s.startsWith("1");}else if(s.length()==8){return s.startsWith("0");}else if(s.length()==11){return s.startsWith("1") || s.startsWith("0");}else if(s.length()==12){return s.startsWith("0");}}return false;}
}

等价类表

输入等价类

合理等价类

不合理等价类

电话号码

①首位为1的3位数字字符

②首位为0的8位数字字符

③首位为1或0的11位数字字符

④首位为0的12位数字字符

⑤有非数字字符

⑥位数不合法

⑦首位不合法

测试用例

序号	测试用例描述	输入参数			期望输出	覆盖范围
序号	测试用例描述	位数	首位	用例	期望输出	覆盖范围
1	有效等价类	3	1	110	true	1,5,7
2	无效等价类	3	2	222	false	1,7
3	有效等价类	8	0	01111111	true	2
4	无效等价类	8	1	11111111	false	2
5	有效等价类	11	1	11111111111	true	3
6	有效等价类	11	0	01111111111	true	3
7	无效等价类	11	1	1111111a110	false	3,5
8	无效等价类	11	0	01111111-110	false	3,5
9	有效等价类	12	0	011111111111	true	4
10	无效等价类	12	1	111111111111	false	4
11	无效等价类	1	1	1	false	6
12	无效等价类	7	1	1111111	false	6
13	无效等价类	8	1	101011a0	false	2,5

Junit测试类

package io.shentuzhigang.demo.design;import org.junit.jupiter.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.junit.platform.commons.annotation.Testable;/*** @author ShenTuZhiGang* @version 1.0.0* @date 2020-12-24 17:06*/
@Testable
public class PhoneNumberTest{@Testpublic void testCheckPhoneNumber1(){Assertions.assertTrue(PhoneNumber.check("110"), "电话号码合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber2(){Assertions.assertFalse(PhoneNumber.check("222"), "电话号码不合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber3(){Assertions.assertTrue(PhoneNumber.check("01111111"), "电话号码合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber4(){Assertions.assertFalse(PhoneNumber.check("11111111"), "电话号码不合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber5(){Assertions.assertTrue(PhoneNumber.check("11111111111"), "电话号码合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber6(){Assertions.assertTrue(PhoneNumber.check("01111111111"), "电话号码合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber7(){Assertions.assertFalse(PhoneNumber.check("1111111a110"), "电话号码不合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber8(){Assertions.assertFalse(PhoneNumber.check("01111111-110"), "电话号码不合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber9(){Assertions.assertTrue(PhoneNumber.check("011111111111"), "电话号码合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber10(){Assertions.assertTrue(PhoneNumber.check("011111111111"), "电话号码合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber11(){Assertions.assertFalse(PhoneNumber.check("1"), "电话号码不合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber12(){Assertions.assertFalse(PhoneNumber.check("1111111"), "电话号码不合法");}@Testpublic void testCheckPhoneNumber13(){Assertions.assertFalse(PhoneNumber.check("101011a0"), "电话号码不合法");}
}

测试结果

参考文章

Junit4单元测试的基本用法

Junit3 单元测试用等价类测试电话号码

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