2.2.1　黑盒测试

黑盒测试是一种重要的测试策略，又称为数据驱动的测试或输入/输出驱动的测试。使用这种测试方法时，将程序视为一个黑盒子。测试目标与程序的内部机制和结构完全无关，而是将重点集中放在发现程序不按其规范正确运行的环境条件。

在这种方法中，测试数据完全来源于软件规范（换句话说，不需要去了解程序的内部结构）。

如果想用这种方法来发现程序的所有错误，判定的标准就是“穷举输入测试”，将所有可能的输入条件都作为测试用例。为什么这样做？比如说在三角形测试的程序中，试过了三个等边三角形的测试用例，这不能确保正确地判断出所有的等边三角形。程序中可能包含对边长为3842，3842，3842的特殊检查，并指出此三角形为不规则三角形。由于程序是个黑盒子，因此能够确定此条语句存在的惟一方法，就是试验所有的输入情况。

要穷举测试这个三角形程序，可能需要为所有有效的三角形创建测试用例，只要三角形边长在开发语言允许的最大整数值范围内。这些测试用例本身就是天文数字，但这还绝不是所谓穷尽的；当程序指出-3，4，5是一个不规则三角形或2，A，2是一个等腰三角形时，问题就暴露出来了。为了确保能够发现所有这样的错误，不仅得用所有有效的输入，而且还得用所有可能的输入进行测试。因此，为了穷举测试三角形程序，实际上需要创建无限的测试用例，这当然是不可能的。

如果测试这个三角形程序都这么难的话，那么要穷举测试一个稍大些的程序的难度就更大了。设想一下，如果要对一个C++编译器进行黑盒穷举测试，不仅要创建代表所有有效C++程序的测试用例（实际上，这又是一个无穷数），还需要创建代表所有无效C++程序的测试用例（无穷数），以确保编译器能够检测出它们是无效的。也就是说，编译器必须进行测试，确保其不会执行不应执行的操作—如顺利地编译成功一个语法上不正确的程序。

如果程序使用到数据存储，如操作系统或数据库应用程序，这个问题会变得尤为严重。举例来说，在航班预定系统这样的数据库应用程序中，诸如数据库查询、航班预约这样的事务处理需要随上一次事务的执行情况而定。因此，不仅要测试所有有效的和无效的事务处理，还要测试所有可能的事务处理顺序。

上述讨论说明，穷举输入测试是无法实现的。这有两方面的含义，一是我们无法测试一个程序以确保它是无错的，二是软件测试中需要考虑的一个基本问题是软件测试的经济学。也就是说，由于穷举测试是不可能的，测试投入的目标在于通过有限的测试用例，最大限度地提高发现的问题的数量，以取得最好的测试效果。除了其他因素之外，要实现这个目标，还需要能够窥见软件的内部，对程序作些合理但非无懈可击的假设（例如，如果三角形程序将2，2，2视为等边三角形，那就有理由认为程序对3，3，3也作同样判断）。这种思路将形成本书第4章中测试用例设计策略的部分方法。