На сегодняшний день существуют различные подходы к тестированию ПО, но наиболее эффективными и популярными являются методы «чёрного ящика», «белого ящика» и «серого ящика». Эта статья поможет вам разобраться в этих методах, а также оценить их плюсы и минусы.
🔥 Важное для QA-специалистов! 🔥
В QaRocks ты найдешь туториалы, задачи и полезные книги, которых нет в открытом доступе. Уже более 15.000 подписчиков – будь среди нас! Заходи к нам в телеграм канал QaRocks
Тестирование методом «чёрного ящика»
Тестирование методом «чёрного ящика» — это метод, при котором тестировщики выполняют проверки без каких-либо знаний о внутренней структуре или исходном коде тестируемого ПО. Им не нужны знания в области программирования или разработки кода для выполнения тестов.
Основная цель метода — взаимодействие с пользовательским интерфейсом, проверка его функциональности и соответствия входных и выходных данных требованиям. Этот метод также применяется в функциональном тестировании и тестировании на основе спецификаций.
Команда тестировщиков выполняет тесты, имитируя поведение конечных пользователей. Тестировщики вводят корректные или некорректные входные данные и проверяют результаты на соответствие ожидаемым.
Любые неожиданные результаты или отклонения документируются и сообщаются команде разработчиков, что помогает им выявлять и устранять функциональные ошибки и несоответствия на ранних этапах.
Метод «чёрного ящика» может использоваться на всех уровнях тестирования, включая модульное, интеграционное, системное и приёмочное тестирование.
При модульном тестировании метод «чёрного ящика» используется для проверки интерфейса на соответствие требованиям, заданным заказчиком.
В интеграционном тестировании целью является обнаружение и устранение ошибок во взаимодействии между интегрированными компонентами интерфейса.
Метод «чёрного ящика» может эффективно применяться при системном тестировании для анализа соответствия системы требованиям.
Также данный метод используется при приёмочном тестировании, где он помогает оценить, соответствует ли программный продукт требованиям и ожиданиям заказчика, проверяя его в различных непредвиденных ситуациях и обстоятельствах.
Наиболее распространенные техники тест-дизайна методом «чёрного ящика» включают в себя:
- Тестирование с использованием таблиц решений — при отладке ПО, использующего конструкции
if-then-elseиswitch-case, таблицы решений помогают определить, какие действия соответствуют каким условиям. - Предугадывание ошибок — эта техника основывается на опыте и интуиции тестировщиков, которые разрабатывают тест-кейсы, направленные на выявление потенциальных причин сбоев или ошибок в ПО.
- Попарное тестирование — это метод, при котором проверяются отдельные всевозможные комбинации каждой пары входных параметров. Это помогает обнаружить распространённые баги, возникающие во взаимодействии между парами параметров.
- Эквивалентное разбиение — входные данные делятся на классы эквивалентности. Это помогает создавать тест-кейсы, охватывающие каждую группу, что сокращает общее время тестирования.
Плюсы и минусы «чёрного ящика»
Тестирование методом «чёрного ящика» — это полезный подход для выявления неоднозначностей и противоречий в функциональных требованиях. Оно позволяет тестировщикам оценивать и улучшать реализацию функционала, не вмешиваясь напрямую в программный код.
Одним из главных преимуществ тестирования методом «чёрного ящика» является его полная беспристрастность: тестирование выполняет независимая команда, разделяя точку зрения пользователей и разработчиков. Более того, это один из самых быстрых методов разработки тест-кейсов, т.к. не требует знания программирования и технических навыков.
Однако этот метод эффективен только при тестировании небольших участков ПО. Применение его к большим и сложным системам будет неэффективным и затратным по времени.
Кроме того, для успешного использования метода необходимы чёткие и полные спецификации. В противном случае создание тест-кейсов окажется крайне затруднительным, а покрытие тестами будет ограниченным.
Тестирование методом «белого ящика»
Тестирование методом «белого ящика» — это метод, используемый для анализа внутренней структуры и логики ПО. Его также называют структурным тестированием или тестированием, основанным на логике.
Тестирование методом «белого ящика» требует от тестировщиков хороших навыков программирования, полного знания тестируемого ПО и доступа ко всему исходному коду и документации по архитектуре. Этот метод требует много времени и обычно выполняется профессиональными разработчиками.
Тестировщики, использующие метод «белого ящика», изучают код и другие внутренние аспекты ПО, определяют все допустимые и недопустимые входные данные, а затем проверяют выходные данные на соответствие ожидаемым результатам. Они проверяют операторы, условия, пути кода и потоки данных, чтобы убедиться, что в программе нет скрытых ошибок или элементов, подверженных дефектам.
Тестирование методом «белого ящика» может быть применено на уровне модульного тестирования, однако в настоящее время оно чаще используется при интеграционном и регрессионном тестировании.
Этот метод позволяет тестировщикам проверять пути внутри модулей на наличие дефектов кода и других проблем, которые могут помешать корректной работе ПО. Эта проверка проводится до того, как будет выполнена интеграция с ранее протестированным кодом, что снижает риск возникновения ошибок на более поздних этапах разработки.
При интеграционном тестировании метод помогает анализировать взаимодействие между различными интерфейсами и подсистемами.
Во время регрессионного тестирования метод «белого ящика» эффективно применяется благодаря повторному использованию тест-кейсов, созданных на уровнях модульного и интеграционного тестирования.
К наиболее распространенным техникам тест-дизайна методом «белого ящика» относятся:
- Тестирование потока управления — это стратегия структурного тестирования, при которой проверяется логика работы кода на основе его управляющих конструкций: обрабатываются различные входные значения, и проверяется, соответствуют ли полученные результаты ожидаемым.
- Тестирование потока данных — методика, позволяющая выявлять ошибки в коде за счёт обнаружения некорректных значений данных и аномалий в их передаче. Этот метод помогает определить проблемные участки кода, которые требуют дополнительного тестирования для устранения ошибок.
- Тестирование ветвей — техника, проверяющая ветви кода и устраняющая отклонения. Код не всегда выполняется последовательно — он может разветвляться в зависимости от условий
if/else, чтобы выполнять различные функции.
Плюсы и минусы «белого ящика»
Метод «белого ящика» позволяет выявлять ошибки в скрытых участках кода за счёт удаления лишних строк. Этот метод обеспечивает глубокое понимание исходного кода, что позволяет лучше отслеживать и контролировать неявные изменения в поведении программы.
Одним из ключевых преимуществ метода является привязка каждого теста к конкретному участку кода, что позволяет легко учесть любые будущие изменения в новых или обновлённых тестах.
Тестирование методом «белого ящика» обеспечивает максимальное покрытие тестами и чёткую обратную связь.
Кроме того, данный подход хорошо поддаётся автоматизации, что делает процесс тестирования ещё более эффективным.
Тем не менее, тестирование методом «белого ящика», как правило, занимает много времени и является довольно сложным. Этот подход требует от тестировщиков высокого уровня навыков программирования и глубокого понимания ПО на уровне исходного кода.
Это означает, что для эффективного тестирования необходимо привлекать первоклассных инженеров, что делает метод более дорогим. С точки зрения временных затрат и уровня необходимых навыков, тестирование методом «белого ящика» требует больше усилий, чем тестирование методом «чёрного ящика».
Более того, результаты теста напрямую зависят от того, как написан код. Если код, отвечающий за ту же функциональность, изменится, это может сделать прежние предположения неверными, что, в свою очередь, приведет к сбою теста с ложными срабатываниями.
В отличие от метода «чёрного ящика», метод «белого ящика» не сможет обеспечить хороший результат при функциональном тестировании, поскольку фокусируется только на внутренней логике и структуре кода. Это означает, что метод не сможет предоставить обратную связь по отсутствующей функциональности, оставляя многие пути непроверенными.
Тестирование методом «серого ящика»
Методы «чёрного» и «белого ящика» фокусируются на разных аспектах и имеют явные преимущества в одной области, будучи неэффективными или имея серьёзные недостатки в другой. Тестирование методом «серого ящика» сочетает в себе преимущества обоих методов, нейтрализуя их недостатки за счёт эффективного и сбалансированного объединения. Этот метод увеличивает покрытие тестами, фокусируясь на всех слоях ПО, независимо от его сложности.
Этот метод особенно полезен для тестирования сложных систем, поскольку использует простой подход «чёрного ящика», позволяющий проводить тесты как разработчикам, так и тестировщикам и даже конечным пользователям.
Для разработки тест-кейсов инженеру требуется частичное знание внутренней структуры, включая документацию по структурам данных, архитектуре и функциональным спецификациям ПО. Создаваемые тест-кейсы направлены на выявление и устранение дефектов в структуре, а также на закрытие возможных пробелов, которые могут привести к некорректному использованию ПО.
Метод «серого ящика» лучше всего подходит для интеграционного тестирования и может применяться к веб-приложениям, у которых нет доступа к исходному коду или бинарным файлам, и соответственно не могут быть протестированы методом «белого ящика».
Также этот подход может использоваться для тестирования бизнес-логики, чтобы убедиться, что ПО соответствует требованиям.
Некоторые из наиболее распространенных техник тест-дизайна метода «серого ящика» включают в себя:
- Матрица тестирования — применяется для отслеживания и сопоставления пользовательских требований с тест-кейсами, чтобы обеспечить полное покрытие тестами и выявить недостающую функциональность.
- Регрессионное тестирование — применяется для проверки корректной работы ПО после внесения изменений, чтобы убедиться, что не появились новые ошибки и не нарушилась существующая функциональность. По сути, это анализ влияния изменений в коде.
- Шаблонное тестирование — используется для анализа дефектов, обнаруженных на этапах сборки и проектирования тестируемого ПО. Цель — определить первопричину проблемы и предпринять меры по её предотвращению в будущем.
Плюсы и минусы «серого ящика»
Метод «серого ящика» представляет собой гибрид методов «чёрного» и «белого ящика», используя преимущества обоих и минимизируя их недостатки. Этот метод позволяет тестировщикам проверять архитектуру ПО без необходимости полного доступа к исходному коду или бинарным файлам. Это приводит к независимому процессу тестирования с чётким разграничением ролей между тестировщиками и разработчиками.
Тем не менее, тестирование методом «серого ящика» требует высокого уровня управления проектом, поскольку может стать излишним, если схожие тест-кейсы уже выполнялись.
Поскольку при тестировании методом «серого ящика» доступ к внутреннему структуре ПО ограничен и нет доступа к исходному коду, такой подход обеспечивает лишь частичное покрытие тестами, оставляя многие участки кода непроверенными. В связи с этим метод не подходит для тестирования алгоритмов.
Кроме того, выявление дефектов в распределённых системах с помощью метода «серого ящика» может быть затруднено.
Заключение
В этой статье были рассмотрены и описаны три основных метода тестирования, которые компании используют для обеспечения качества кода и соответствия ПО требованиям. Основное различие между тестированием «чёрного», «белого» и «серого ящика» заключается в степени их взаимодействия с кодом.
Вопрос о том, какой метод тестирования является наилучшим, возникает довольно часто. Однако было бы ошибкой утверждать, что один из них значительно превосходит остальные, поскольку каждый метод лучше всего подходит для решения своих задач.
Тестирование «чёрного ящика» основывается на требованиях и проверяет внешнее поведение системы, выявляя функциональные ошибки и несоответствия.
Тестирование «белого ящика» анализирует исходный код, чтобы убедиться в отсутствии скрытых дефектов и уязвимых участков.
Тестирование «серого ящика» использует обобщённые сведения о внутренней структуре и функциональные спецификации, чтобы находить дефекты и проверять соответствие ПО заявленным требованиям.
Перевод статьи «Telling Testing Methods Apart — Black-box, White-box, Grey-box».