论黑盒测试与白盒测试在软件测试中的不同作用

一.引言：

黑盒测试着眼于外部结构，不考虑内部结构，只依据程序的需求规格说明书，检查程序的功能是否符合它的功能说明；而白盒测试着眼于内部结构，对软件的过程性细节做细致的检查。随着软件市场的成熟，人们对软件作用的期望值也越来越高，我国的软件企业已越来越意识到软件测试的重要性，逐渐加大软件测试在整个软件开发的系统工程中的比重。软件测试并非传统意义上产品交付前单一的“找错”过程，而是贯穿于软件过程的始终，是一个科学的质量控制过程。而对于任何工程产品都可以使用以下两种方法之一进行测试，即黑盒测试与白盒测试。
本文我们来讲一下黑盒测试与白盒测试在软件测试中的不同作用。

二.黑盒测试在软件测试中的作用

黑盒测试也称为功能测试、行为测试或数据驱动测试，在测试时，把程序看作一个不能打开的黑盒，测试人员完全不考虑程序内部的逻辑结构和内部特性，只依据程序的需求规格说明书，检查程序的功能是否符合它的功能说明，因此黑盒测试是基本测试。例如：我们用C#编写“计算器”应用程序，我们如果输入7并按sqrt键，就会得到结果2.645751311。使用黑盒子测试方式，不管“求平方根”要经历多少复杂运算，只关心他的运行结果。

黑盒测试方法主要有等价类划分、边值分析、因――果图、错误推测等，主要用于软件确认测试。“黑盒”法着眼于程序外部结构、不考虑内部逻辑结构、针对软件界面和软件功能进行测试。“黑盒”法是穷举输入测试，只有把所有可能的输入都作为测试情况使用，才能以这种方法查出程序中所有的错误。实际上测试情况有无穷多个，人们不仅要测试所有合法的输入，而且还要对那些不合法但是可能的输入进行测试。黑盒测试的主要缺陷是难于衡量系统的完整性，而白盒测试正好可以弥补这个缺陷。

“黑盒”表示看不见盒子里头的东西，意味着黑盒测试不关心软件内部设计和程序实现，只关心外部表现，即通过观察输入与输出即可知道测试的结论。任何人都可以依据软件需求来执行黑盒测试。黑盒测试注重于测试软件的功能性需求，着眼于程序外部结构，不考虑内部逻辑结构，主要针对软件界面和软件功能进行测试，多应用于测试过程的后期。它是一种根据软件需求，设计文档，模拟客户场景随系统进行的实际测试.这种测试技术涵盖了测试的方方面面，它主要是为发现以下几类错误：是否出现功能错误或遗漏；在接口上能否进行正确的输入与输出；是否存在数据结构错误或外部数据库访问错误；性能上是否能够满足要求；是否有初始化或终止性错误。

所以黑盒测试实际上是检查以下几点是否满足要求：

a、c正确性（Correctness）：计算结果，命名等方面。

b、d可用性（Usability）：是否可以满足软件的需求说明。

c、e边界条件（Boundary Condition）：输入部分的边界值，就是使用等价类划分，试试最大最小和非法数据等等。

d、f性能（Performance）：程序的性能取决于两个因素：运行速度的快慢和需要消耗的系统资源。如果在测试过程中发现性能问题，修复起来是非常艰难的，因为这常常意味着程序的算法不好，结构不好，或者设计有问题。因此在产品开发的开始阶段，就要考虑到软件的性能问题。

e、g压力测试（Stress）：多用户情况可以考虑使用压力测试工具，建议将压力和性能测试结合起来进行。如果有负载平衡的话还要在服务器端打开监测工具，查看服务器 CPU 使用率，内存占用情况，如果有必要可以模拟大量数据输入，对硬盘的影响等等信息。

f、h错误恢复（Error Recovery）：错误处理，页面数据验证，包括突然间断电，输入错误数据等。

g、i安全性测试（Security）：特别是一些商务网站，或者跟钱有关，或者和公司秘密有关的 web 更是需要这方面的测试。

h、j 兼容性（Compatibility）：不同浏览器，不同应用程序版本在实现功能时的表现。

应用黑盒测试技术，能够设计出满足下述标准的测试用例集：

a.所设计出的测试用例能够减少为达到合理测试所需要设计的测试用例总数；
b.所设计出的测试用例能够告诉我们，是否存在某些类型的错误，而不仅仅指出与特定测试相关的错误是否存在。

三、白盒测试在软件测试中的作用

白盒测试也称结构测试或逻辑驱动测试，是一种以理解软件内部结构和程序运行方式为基础的软件测试技术，通常需要跟踪一个输入经过了哪些处理，这些处理方式是否正确。这种方法是把测试对象看作一个打开的盒子，它允许测试人员利用程序内部的逻辑结构及有关信息，设计或选择测试用例，对程序所有逻辑路径进行测试。

白盒测试关注的是被测对象的内部状况，需要跟踪源代码的运行。通过检查软件内部的逻辑结构，对软件中的逻辑路径进行覆盖测试；在程序不同地方设立检查点，检查程序的状态，以确定实际运行状态与预期状态是否一致。白盒测试者必须理解软件内部设计与程序实现，并且能够编写测试驱动程序，一般由开发人员兼任测试人员的角色。在很多测试人员，尤其是初级测试人员认为，白盒测试是只有非常了解程序代码的高级测试人员才能做的测试。熟悉代码结构和功能实现的过程当然对测试有很大的帮助，但有些白盒测试是不需要测试人员懂得每一行程序代码的。

对于上面的程序，设计两个测试用例则可以满足条件覆盖的要求。

测试用例的输入为：

{ a=5、b=15、c=15}

{ a=2、b=15、c=15}

上面的两个测试用例虽然能够满足条件覆盖的要求，但是也不能对判断条件进行检查，例如把第二个条件b>15错误的写成b<15，、上面的测试用例同样满足了分支覆盖。

软件的白盒测试是对软件的过程性细节做细致的检查。通过在不同点检查程序状态，确定实际状态是否与预期的状态一致。白盒测试主要是想对程序模块进行如下检查：

a、对程序模块的所有独立的执行路径至少测试一遍。

b、对所有的逻辑判定，取“真”与取“假”的两种情况都能至少测一遍。

c、在循环的边界和运行的界限内执行循环体。

d、测试内部数据结构的有效性，等等。

白盒测试的主要方法有语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖、路径覆盖等，它是深入到代码一级的测试，使用这种技术发现问题最早，而且效果也是最好的。该技术主要的特征是测试对象进入了代码内部，根据开发人员对代码和程序的熟悉程度，对有需要的部分进行软件编码，开发人员根据自己对代码的理解和接触来进行软件测试。

四、白盒测试与黑盒测试的关系

白盒测试和黑盒测试都是非常重要的环节，不存在技术含量谁高谁低的问题，只是两者的偏重不同，使用的技术也不同。黑盒测试人员偏重于业务方面，而白盒测试人员侧重于实现方式；黑盒测试注重整体，而白盒测试则更注重局部。白盒测试是对过程的测试，黑盒测试是对结果的测试。

五、测试用例

实际上测试情况有很多个，不仅要测试所有有限的输入，而且还要对那些不合法但可能的输入进行测试。这样看来，完全测试是不可能的，所以我们要进行有针对性的测试，通过制定测试案例指导测试的实施，保证软件测试有组织、按步骤，以及有计划地进行。测试行为必须能够加以量化，才能真正保证软件质量，而测试用例就是将测试行为具体量化的方法之一。其中逻辑覆盖技术是白盒测试的典型技术，而等价划分、边界分析、因果图等技术则是黑盒测试的较典型的技术。

六、结束语

黑盒测试和白盒测试是两种不同的测试方法。在整个的测试过程中两种方法都会用到，但以经验来看，在一个项目中测试工程师还是以黑盒测试为主，白盒测试为辅。因为你首先要用黑盒测试来验证结果是否正确，或者说目标是否正确，如果结果正确，然后再用白盒测试来验证，这个正确的结果是不是由于正确的过程产生的。如果结果不正确，那么用白盒测试来找到过程中错误的地方。只有先做好黑盒测试，然后用白盒测试验证，这个测试才能说做的完整了。

七、写在最后：

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