Практическая работа №27. Тестирование «белым ящиком»

Что такое тестирование «белым ящиком»

При тестировании «белым ящиком» тестировщик видит внутреннее устройство программы: исходный код, условия, циклы и возможные пути выполнения.

Рассмотрим программу:

age = int(input("Введите возраст: "))

if age >= 18:
    print("Доступ разрешён")
else:
    print("Доступ запрещён")

В коде есть две ветви. Если проверить только значение 20, выполнится только первая ветвь. Чтобы проверить вторую, нужно использовать значение меньше 18, например 16.

age >= 18
   |
   +---- True  ----> "Доступ разрешён"
   |
   +---- False ----> "Доступ запрещён"

Что искать в исходном коде

При тестировании «белым ящиком» особенно внимательно рассматривают конструкции, которые изменяют путь выполнения программы:

if
elif
else

for
while

return
break
continue

Пример:

def check_number(number):
    if number > 0:
        return "Положительное"
    elif number < 0:
        return "Отрицательное"
    else:
        return "Ноль"

У функции три основных результата: положительное число, отрицательное число и ноль. Значит, для проверки всех вариантов одного теста недостаточно.

Покрытие операторов и ветвей

Покрытие кода показывает, какая часть программы была выполнена во время тестирования.

Если тесты выполнили 7 из 10 учитываемых элементов, покрытие можно представить так:

7 / 10 × 100% = 70%

Покрытие операторов показывает, какие выполняемые операторы программы были выполнены тестами.

Покрытие ветвей требует проверить разные направления выполнения условий.

if password == "1234":
    print("Вход выполнен")
else:
    print("Неверный пароль")

Для условия выше необходимо проверить оба результата:

password == "1234" → True
password == "1234" → False

Разбор функции с двумя условиями

Рассмотрим функцию расчёта стоимости доставки:

def shipping_cost(total, vip):
    if total >= 5000:
        delivery = 0
    else:
        delivery = 300

    if vip:
        delivery = max(0, delivery - 100)

    return delivery

Первое условие может дать два результата:

total >= 5000 → True
total >= 5000 → False

Второе условие тоже имеет два результата:

vip → True
vip → False

Например, тест shipping_cost(6000, False) проходит по ветви бесплатной доставки и не применяет VIP-скидку. Тест shipping_cost(3000, True) проходит по платной доставке и применяет VIP-скидку.

Практика: простое ветвление

Дана функция:

def check_age(age):
    if age >= 18:
        return "Совершеннолетний"
    else:
        return "Несовершеннолетний"

Сначала проанализируйте код, затем подберите тестовые данные. Не начинайте со случайных значений — сначала определите, какие ветви нужно выполнить.

Практика: несколько условий

Дана функция определения оценки:

def get_grade(score):
    if score < 0:
        return "Ошибка"

    if score > 100:
        return "Ошибка"

    if score >= 90:
        return "5"
    elif score >= 75:
        return "4"
    elif score >= 60:
        return "3"
    else:
        return "2"

Обратите внимание: два разных условия возвращают строку "Ошибка". Получить один раз результат «Ошибка» недостаточно — нужно проверить обе причины.

Практика: система доступа

Исходный код:

def check_access(age, has_ticket, banned):
    if banned:
        return "Доступ запрещён"

    if age < 18:
        return "Только для совершеннолетних"

    if has_ticket:
        return "Доступ разрешён"

    return "Нет билета"

Параметры:

• age — возраст;
• has_ticket — есть ли билет: True или False;
• banned — заблокирован ли пользователь.

Практика: тестирование цикла

Дана функция:

def count_positive(numbers):
    count = 0

    for number in numbers:
        if number > 0:
            count += 1

    return count

При тестировании циклов полезно проверить разные ситуации:

• цикл не выполняется ни одного раза;
• цикл выполняется один раз;
• цикл выполняется несколько раз;
• условие внутри цикла получает True;
• условие внутри цикла получает False.

Найдите непроверенные ветви

Дана функция:

def calculate_discount(price, regular_customer):
    discount = 0

    if price >= 5000:
        discount = 10

    if regular_customer:
        discount += 5

    if discount > 15:
        discount = 15

    return discount

Студент создал только два теста:

print(calculate_discount(1000, False))
print(calculate_discount(6000, False))

Нужно определить, какие результаты условий уже выполняются, а какие ещё не проверены.

Автоматическое измерение покрытия в Python

Покрытие можно оценивать не только вручную. Для Python можно использовать пакет coverage.py.

Установка:

python -m pip install coverage

Запуск файла main.py с измерением ветвей:

coverage run --branch main.py

Текстовый отчёт:

coverage report -m

HTML-отчёт:

coverage html

После этого создаётся каталог htmlcov, внутри которого можно открыть файл index.html.

Дополнительное задание: собственная функция

Создайте собственную функцию минимум с тремя условными конструкциями. Тематика может быть любой: стоимость заказа, уровень доступа, оценка, доставка, скидка или игровая логика.

Пример структуры:

def your_function(...):
    if ...:
        ...

    if ...:
        ...
    else:
        ...

    if ...:
        ...

    return ...

Контрольные вопросы

1. Чем тестирование «белым ящиком» отличается от тестирования «чёрным ящиком»?
2. Почему при тестировании «белым ящиком» важно видеть структуру программы?
3. Что называется покрытием кода?
4. Что показывает покрытие операторов?
5. Что показывает покрытие ветвей?
6. Почему выполнения каждой строки программы может быть недостаточно для проверки всех вариантов поведения?
7. Какие конструкции Python чаще всего создают разные пути выполнения?
8. Какие варианты работы цикла желательно проверить?
9. Означает ли 100% покрытия, что программа не содержит ошибок?
10. Как понять, какого теста не хватает?