White-Box-Test

Zweck des White-Box-Tests

Beim White-Box-Test stehen folgende Ziele im Vordergrund:

• Code Coverage: Sicherstellen, dass jeder Teil des Codes mindestens einmal getestet wird.
• Logische Pfade: Prüfung der verschiedenen logischen Pfade durch den Code.
• Eingabewerte: Validierung unterschiedlicher Eingabewerte in den Variablen.
• Fehlertoleranz: Überprüfung des Verhaltens bei unerwarteten Eingaben oder Szenarien.

Vorteile des White-Box-Tests

Einige der Vorteile des White-Box-Tests sind:

• Ermöglicht das frühzeitige Erkennen von Fehlern im Code.
• Sorgt für eine hohe Testabdeckung, da jeder Codepfad analysiert wird.
• Hilft bei der Erkennung von verborgenen Fehlern, die durch die Struktur des Codes entstehen können.

Nachteile des White-Box-Tests

Es gibt auch einige Nachteile beim Einsatz des White-Box-Tests:

• Kann zeitaufwendig sein, da jeder Codepfad untersucht werden muss.
• Benötigt ein tiefes Verständnis des Codes, was nicht immer verfügbar ist.
• Könnte möglicherweise zu übermäßigem Testen führen, was ineffizient sein kann.

White-Box-Test Techniken

Unter White-Box-Test-Techniken versteht man verschiedene Methoden, um den Quellcode einer Software zu analysieren und zu testen. Jede Technik bietet einzigartige Vorteile und dient unterschiedlichen Testzielen. Hier erfährst du mehr über einige der gängigsten White-Box-Test-Techniken.

Anweisungsabdeckung

Die Anweisungsabdeckung, oft auch Statement Coverage genannt, zielt darauf ab, sicherzustellen dass jede Anweisung im Code mindestens einmal ausgeführt wird. Diese Methode ist eine der grundlegendsten Formen der White-Box-Tests.Sie hilft, ungenutzten Code zu identifizieren, der potenziell entfernt werden kann, um die Codequalität zu verbessern.

def addiere(a, b):    if a > 0 and b > 0:        return a + b    return 0# Testsprint(addiere(1, 2)) # Test eines positiven Pfadesprint(addiere(-1, 2)) # Test eines nicht ausgeführten Pfades

Zweigabdeckung

Die Zweigabdeckung (Branch Coverage) geht einen Schritt weiter als die Anweisungsabdeckung und testet alle logischen Entscheidungswege im Code. Dies stellt sicher, dass jeder mögliche Weg im Code einmal getestet wird.Ein umfassenderer Test wird durchgeführt, da alle Verzweigungen überprüft werden, wodurch Fehler in seltener genutzten Pfaden entdeckt werden können.

Pfadabdeckung

Die Pfadabdeckung ist eine umfassende Technik, die sicherstellt, dass jede mögliche Pfadkombination in der Anwendung getestet wird. Sie ist gründlicher als die Zweigabdeckung, aber auch komplexer in der Anwendung.Die Komplexität der Pfadabdeckung macht sie in großen Programmen zu einer Herausforderung, aber sie bietet einen tiefen Einblick in das Potenzial für Fehler in der Software.

Formale Überprüfungstechniken

Formale Überprüfungstechniken nutzen mathematische Methoden, um Programmeigenschaften zu beweisen. Diese Techniken bieten eine strenge Möglichkeit, die Korrektheit eines Codes zu gewährleisten, und werden häufig in sicherheitskritischen Systemen eingesetzt.Obwohl sie sehr effektiv sind, erfordern sie ein tiefes Verständnis von Mathematik und Logik, was sie für die tägliche Softwareentwicklung weniger geeignet macht.

White-Box-Test Durchführung

Die Durchführung eines White-Box-Tests ist ein systematischer Prozess, der detailliertes Wissen über den Code und seine Struktur erfordert. Hier sind die wichtigsten Schritte, die beachtet werden sollten, wenn Du einen White-Box-Test durchführen möchtest.Mit strukturiertem Vorgehen kannst Du Schwachstellen frühzeitig erkennen und die Qualität Deiner Software signifikant verbessern.

Schritt 1: Testumgebungen vorbereiten

Die Vorbereitung einer geeigneten Testumgebung ist entscheidend für die Durchführung eines erfolgreichen White-Box-Tests:

• Werkzeuge und Ressourcen: Stelle sicher, dass alle notwendigen Werkzeuge wie Debugger, Codeanalyse-Tools und Compiler verfügbar sind.
• Isolierte Testumgebung: Verwende eine separate Umgebung, um sicherzustellen, dass die Tests andere Projekte nicht beeinträchtigen.

Schritt 2: Erstellung von Test-Cases

Erfolgreiche White-Box-Tests basieren auf gut durchdachten Testfällen:

• Analyse des Codes: Untersuche den Quellcode um mögliche Schwachstellen und komplexe logische Pfade zu identifizieren.
• Design von Test-Cases: Entwickle Testfälle, die alle logischen und unerwarteten Szenarien abdecken.

for (int i = 0; i < 10; i++) {    System.out.println(i);}

Schritt 3: Testdurchführung und Protokollierung

Nach der Erstellung der Test-Cases werden diese ausgeführt und die Ergebnisse protokolliert:

• Automatisierte Tests: Nutze automatisierte Test-Werkzeuge, um Tests effizient durchzuführen und Ergebnisse zu dokumentieren.
• Manuelle Tests: Für bestimmte Szenarien kann es notwendig sein, manuelle Tests durchzuführen.

Schritt 4: Analyse und Optimierung

Nach der Testdurchführung folgt die Analyse der Testergebnisse, um den Code weiter zu optimieren:

• Fehleridentifikation: Analysiere die Protokolle, um alle gefundenen Fehler und Schwachstellen zu identifizieren.
• Code-Verbesserung: Implementiere Lösungen für gefundene Probleme und optimiere die Codequellen.

White-Box-Testing Beispiel

White-Box-Testing oder auch als strukturelles Testen bekannt, ist eine Methode, die sich auf die interne Struktur der Software konzentriert. Ein anschauliches Beispiel kann helfen, das Konzept besser zu verstehen und die Vorteile dieser Testmethode aufzuzeigen.Durch die Einsicht in den Code können spezifische Testfälle entwickelt werden, die verschiedene Wege und Pfade innerhalb des Programms durchlaufen.

Beispiel eines White-Box-Tests in Java

Um den White-Box-Testprozess zu verdeutlichen, betrachten wir ein einfaches Java-Programm, das die Berechnung eines Faktorials durchführt. Hier ist der Code:

public class Faktorial {    public static int berechneFaktorial(int nummer) {        int ergebnis = 1;        for (int faktor = 1; faktor <= nummer; faktor++) {            ergebnis *= faktor;        }        return ergebnis;    }}

import org.junit.Test;import static org.junit.Assert.assertEquals;public class FaktorialTest {   @Test   public void testFaktorial() {       assertEquals(120, Faktorial.berechneFaktorial(5));       assertEquals(1, Faktorial.berechneFaktorial(0));   }}

Faktor *= faktor;

Faktor += faktor;