Aula 04 Princípios de Modularidade 3 e Introdução à Teste de Software Alessandro Garcia

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1 Aula 04 Princípios de Modularidade 3 e Introdução à Teste de Software Alessandro Garcia LES/DI/PUC-Rio Março 2017

2 Avisos O horário de monitoria será no seguinte horário: 6ª. Feira, 13:00 15:00 (15 alunos podem neste horário) Monitoria: Profs. Alexander e Leonardo s: alopez@inf.puc-rio.br e lsousa@inf.puc-rio.br Local: Pe. Leonel Franca, 9º. Andar, porta de vidro à esquerda segundo horário com agendamento prévio por com os monitores NOTA 2: Vários exemplos usados em aula são parte do arcabouço de teste disponível no website podem executá-los de forma a entender melhor os exemplos NOTA 3: Instale o arcabouço de teste em sua máquina Aba Software do site; arquivo Leiame.pdf tem instruções NOTA 4: Leia a monografia do arcabouço - Aba Publicações Alessandro Garcia LES/DI/PUC-Rio 2 /32

3 Especificação Módulos em C: separação de interfaces providas e implementação como documentar as interfaces e implementações do módulo Introdução a teste de software motivação para os testes definição de teste de software caso de teste e massa de teste Referências básicas: Capítulo 5 do livro texto Monografia: Arcabouço para a Automação de Testes de Programas Redigidos em C; contido no arquivo TesteAutomatizado.zip acessível para download através do site da disciplina, aba: Software Alessandro Garcia LES/DI/PUC-Rio 3 /32

4 Princípios Discutidos até aqui Cada módulo deveria implementar uma única abstração Promover encapsulamento Reduzir acoplamento e aumentar coesão Maximizar a declaração e documentação da interface: sintaxe e semântica Garantir corretude sintática e semântica em conexões entre funções/módulos nomes apropriados para funções e parâmetros o código do módulo cliente e/ou servidor deve checar tal corretude (garantia de contrato) Separação: interface da implementação de um módulo hoje: detalhamento da organização da interface e implementação do módulo 4 /26

5 Exemplo de Módulo em C Módulo árvore implementa uma estrutura genérica de árvores binárias manipuláveis através de um conjunto limitado de funções detalhes internos (organização de dados) não são visíveis para os usuários da estrutura árvore Alessandro Garcia LES - DI/PUC-Rio 5 /26

6 Exemplo de Módulo em C Módulo árvore implementa uma estrutura genérica de árvores binárias manipuláveis através de um conjunto limitado de funções detalhes internos (organização de dados) não são visíveis para os usuários da estrutura árvore Alessandro Garcia LES - DI/PUC-Rio 6 /26

7 Exemplo de Módulo em C Discutindo Estrutura do arquivo ARVORE.h Estrutura do arquivo ARVORE.c Alessandro Garcia LES - DI/PUC-Rio 7 /26

8 Vide exemplo de código distribuído Qual é a declaração de tipo que falta no arquivo da interface provida (header) do módulo ARVORE? Por que isso deveria estar declarado na interface? Alessandro Garcia LES - DI/PUC-Rio 8 /26

9 Interface implícita int ARV_InserirEsquerda( char ValorParm ) int CondRet ; tpnoarvore * pcorr ; tpnoarvore * pno ; /* Tratar vazio, esquerda */ CondRet = CriarNoRaiz( ValorParm ) ; if ( CondRet!= 0 ) return 1 ; } /* if */ /* Criar nó à esquerda de folha */ pcorr = parvore->pnocorr ; if ( pcorr == NULL ) return 2 ; } /* if */ Possíveis valores de retorno indicando eventos para a função/módulo cliente?? if ( pcorr->pnoesq == NULL ) pno = CriarNo( ValorParm ) ; if ( pno == NULL ) return 8 ; } /* if */ pno->pnopai = pcorr ; pcorr->pnoesq = pno ; parvore->pnocorr = pno ; return 0 ; } /* if */ /* Tratar não folha à esquerda */ return 3 ; Ago 2009 Alessandro Garcia LES - DI/PUC-Rio 9 /26???

10 Interface implícita int ARV_InserirEsquerda( char ValorParm ) int CondRet ; tpnoarvore * pcorr ; tpnoarvore * pno ; /* Tratar vazio, esquerda */ CondRet = CriarNoRaiz( ValorParm ) ; if ( CondRet!= 0 ) return 1 ; } /* if */ /* Criar nó à esquerda de folha */ pcorr = parvore->pnocorr ; if ( pcorr == NULL ) return 2 ; } /* if */ if ( pcorr->pnoesq == NULL ) pno = CriarNo( ValorParm ) ; if ( pno == NULL ) return 8 ; } /* if */ pno->pnopai = pcorr ; pcorr->pnoesq = pno ; parvore->pnocorr = pno ; return 0 ; } /* if */ /* Tratar não folha à esquerda */ return 3 ; Possíveis valores de retorno indicando eventos para a função/módulo cliente não criou nó raiz estrutura da árvore está errada faltou memória ao alocar dados inserção foi OK tentou inserir em um nó que nã é folha a esquerda Ago 2009 Alessandro Garcia LES - DI/PUC-Rio 10 /26

11 Passo 2: Indicando os símbolos com ARV_tpCondRet ARV_InserirEsquerda( char ValorParm ) ARV_tpCondRet CondRet ; tpnoarvore * pcorr ; tpnoarvore * pno ; /* Tratar vazio, esquerda */ CondRet = CriarNoRaiz( ValorParm ) ; if ( CondRet!= ARV_CondRetNaoCriouRaiz ) return CondRet ; } /* if */ /* Criar nó à esquerda de folha */ pcorr = parvore->pnocorr ; if ( pcorr == NULL ) return ARV_CondRetErroEstrutura ; } /* if */ significados dos eventos if ( pcorr->pnoesq == NULL ) pno = CriarNo( ValorParm ) ; if ( pno == NULL ) return ARV_CondRetFaltouMemoria ; } /* if */ pno->pnopai = pcorr ; pcorr->pnoesq = pno ; parvore->pnocorr = pno ; return ARV_CondRetOK ; } /* if */ /* Tratar não folha à esquerda */ return ARV_CondRetNaoEhFolha ; Ago 2009 Alessandro Garcia LES - DI/PUC-Rio 11 /26 } /* Fim função: ARV Adicionar filho à esquerda */

12 Passo 1: Tipo com lista de eventos /*********************************************************************** *$TC Tipo de dados: ARV Condicoes de retorno ************************************************************************/ typedef enum ARV_CondRetOK = 0, /* Executou correto */ ARV_CondRetNaoCriouRaiz = 1, /* Não criou nó raiz */ Evento normal Eventos excepcionais ARV_CondRetErroEstrutura = 2, /* Estrutura da árvore está errada */ ARV_CondRetNaoEhFolha = 3, /* Não é folha relativa à direção de inserção desejada */ ARV_CondRetArvoreNaoExiste = 4, /* Árvore não existe */ ARV_CondRetArvoreVazia = 5, /* Árvore está vazia */ ARV_CondRetNohEhRaiz = 6, /* Nó corrente é raiz */ ARV_CondRetNaoPossuiFilho = 7, /* Nó corrente não possui filho na direção desejada */ ARV_CondRetFaltouMemoria = 8 /* Faltou memória ao alocar dados */ } ARV_tpCondRet ; Mar 2009 Alessandro Garcia LES/DI/PUC-Rio 12 /32

13 Passo 2: Indicando os símbolos com ARV_tpCondRet ARV_InserirEsquerda( char ValorParm ) ARV_tpCondRet CondRet ; tpnoarvore * pcorr ; tpnoarvore * pno ; /* Tratar vazio, esquerda */ CondRet = CriarNoRaiz( ValorParm ) ; if ( CondRet!= ARV_CondRetNaoCriouRaiz ) return CondRet ; } /* if */ /* Criar nó à esquerda de folha */ pcorr = parvore->pnocorr ; if ( pcorr == NULL ) return ARV_CondRetErroEstrutura ; } /* if */ significados dos eventos if ( pcorr->pnoesq == NULL ) pno = CriarNo( ValorParm ) ; if ( pno == NULL ) return ARV_CondRetFaltouMemoria ; } /* if */ pno->pnopai = pcorr ; pcorr->pnoesq = pno ; parvore->pnocorr = pno ; return ARV_CondRetOK ; } /* if */ /* Tratar não folha à esquerda */ return ARV_CondRetNaoEhFolha ; Ago 2009 Alessandro Garcia LES - DI/PUC-Rio 13 /26 } /* Fim função: ARV Adicionar filho à esquerda */

14 Tornando eventos explícitos na interface /******************************************************************* **** * * $FC Função: ARV Adicionar filho à esquerda * * $EP Parâmetros * $P ValorParm - valor a ser inserido no novo nó. * * $FV Valor retornado * ARV_CondRetOK * ARV_CondRetNaoCriouRaiz * ARV_CondRetErroEstrutura * ARV_CondRetFaltouMemoria * ARV_CondRetNaoEhFolha - caso não seja folha para a esquerda * ******************************************************************** ***/ ARV_tpCondRet ARV_InserirEsquerda( char ValorParm ) ; Alessandro Garcia LES - DI/PUC-Rio 14 /26

15 Investindo em modularidade... Por que separar interface da implementação de módulos? Alessandro Garcia LES - DI/PUC-Rio 15 /26

16 Módulos em C Módulo de declaração ( x.h) ou header file estabelece a interface externada do módulo documentação da interface código da interface destina-se a programadores clientes do módulo programadores desenvolvedores ou mantenedores do correspondente módulo de implementação testadores usando teste caixa-preta aos redatores da documentação para o usuário ao compilador ao compilar um módulo cliente ao compilar o correspondente módulo de implementação Alessandro Garcia LES/DI/PUC-Rio 16 /32

17 Módulos em C Módulo de implementação ( x.c ) contém a inclusão do módulo de declaração próprio as inclusões de todos módulos de declaração dos quais é cliente especificação e implementação do dados manipulados pelo módulo estruturas de dados (e.g. estrutura do nó e cabeça da árvore) as declarações de elementos encapsulados o código executável do módulo código das funções destinam-se aos programadores desenvolvedores ou mantenedores lêem e interagem inúmeras vezes com o texto ao compilador Alessandro Garcia LES/DI/PUC-Rio 17 /32

18 Até aqui... Princípios de modularidade para programação que levam a programas de qualidade satisfatória por construção Módulos com interfaces bem definidas Garantir corretude em conexões É desnecessário então conduzir um teste sistemático? 18 / 30 LES/DI/PU

19 Até aqui... Princípios de modularidade para programação que levam a programas de qualidade satisfatória por construção Módulos com interfaces bem definidas É desnecessário então conduzir um teste sistemático? Não, mesmo programas modulares por construção contém faltas Objetivo: aplicar sistematicamente execução de testes para maximizar chances de obter software de confiabilidade satisfatória encontrar faltas remanescentes no software 19 / 30 LES/DI/PU

20 Por que testar módulos? Programas podem conter defeitos (ou faltas) que, quando exercitados, provocam erros de funcionamento. Quando observados estes erros passam a ser falhas. defeito: código errado (falta: a mesma coisa que defeito) erro: estado diferente do esperado ou desejado, ainda não observado falha: estado diferente do esperado ou desejado, observado 20 / 30 LES/DI/PU

21 Qualidade do software em execução Resultados Dados Usuário Produtor cria elemento Elemento g Falha c e j a d f h?? Observador de erros Sistema b Engano do produtor introduz defeito Defeito Causa endógena provoca um erro Causa exógena provoca um erro Erro i? k? Lesão (conseqüência de erro não observado) 21 /41

22 Exemplo falta introduzida no uso de cláusulas if... int map( int i ) if( i > 0 ) if( i > 10 ) return 10; else return 1; return 0; } (versão simplicada de uma função de mapeamento) A intenção do programador é a seguinte: i >10 retornar 10 i in retornar 0 i <= 0 retornar 1 Qual é o resultado de chamar a função map com o valor de argumento 11? LES/DI/PUC-Rio 22 / 30

23 Exemplo int map( int i ) if( i > 0 ) if( i > 10 ) return 10; else return 1; return 0; } A intenção do programador é a seguinte: i >10 retornar 10 i in retornar 0 i <= 0 retornar 1 Qual é o resultado de chamar a função map com o valor de argumento 5? -1 LES/DI/PUC-Rio 23 / 30

24 Exemplo associação desejada public int map( int i ) if( i > 0 ) } if( i > 10 ) return 10; else return 1; return 0; Qual é o resultado de chamar a função map com o valor de argumento -3? Qual é a falta introduzida pelo programador? 0 associação real falta ou defeito A intenção do programador é a seguinte: i >10 retornar 10 i in retornar 0 i <= 0 retornar 1 O comportamento real é: i >10 retornar 10 i in retornar -1 i <= 0 retornar 0 O compilador, na prática, associa a cláusula else com o if interno LES/DI/PUC-Rio 24 / 30

25 Exemplo associação desejada public int map( int i ) if( i > 0 ) } if( i > 10 ) return 10; else return 1; return 0; associação real Quais são as possíveis situações de erro? Erros: momento em que tais retornos são gerados falta ou defeito A intenção do programador é a seguinte: i >10 retornar 10 i in retornar 0 i <= 0 retornar 1 O comportamento real é: i >10 retornar 10 i in retornar -1 i <= 0 retornar 0 O compilador, na prática, associa a cláusula else com o if interno LES/DI/PUC-Rio 25 / 30

26 Exemplo associação desejada public int map( int i ) if( i > 0 ) } if( i > 10 ) return 10; else return 1; return 0; associação real Erros: momento em que tais retornos são gerados FALHA: pode ser observada pelo usuário ou administrador... falta ou defeito A intenção do programador é a seguinte: i >10 retornar 10 i in retornar 0 i <= 0 retornar 1 O comportamento real é: i >10 retornar 10 i in retornar -1 i <= 0 retornar 0 O compilador, na prática, associa a cláusula else com o if interno LES/DI/PUC-Rio 26 / 30

27 O que é testar um módulo? Teste é uma das técnicas dinâmicas de controle de qualidade Um teste é um experimento controlado em que se confronta o comportamento observado com o comportamento esperado Como fazer isso? submeter o módulo a dados escolhidos e comparar o resultado obtido com o resultado esperado, calculado a partir da especificação e dos dados fornecidos Ex.: comparação em que o valor obtido não está dentro dos limites de tolerância aceitáveis por exemplo, 0 >= Nota <= / 30 LES/DI/PU

28 Como testar um módulo? Para testar um módulo tornam-se necessários um módulo controlador do teste desenvolvido para testar o módulo sob teste o módulo controlador exercita o módulo sob teste através de sua interface uma massa de teste, isto é um conjunto de casos de teste caso de teste é um conjunto de dados e de ações do usuário que exercitam o programa a testar em uma única ativação deste 28 / 30 LES/DI/PU

29 Exemplos de casos de teste public int map( int i ) if( i > 0 ) if( i > 10 ) return 10; else return 1; return 0; } map 1 10 map 2 10 map 3 10 map LES/DI/PUC-Rio 29 / 30

30 Exemplos de casos de teste public int map( int i ) if( i > 0 ) if( i > 10 ) return 10; else return 1; return 0; } É um boa massa de teste? map 1 10 map 2 10 map 3 10 map LES/DI/PUC-Rio 30 / 30

31 Exemplo de casos de teste associação desejada public int map( int i ) if( i > 0 ) } if( i > 10 ) return 10; else return 1; return 0; Não! Não irá expor o programa ao exercício do código com faltas. associação real Importância: especificação completa da sintaxe e semântica da interface. falta ou defeito A intenção do programador é a seguinte: i >10 retornar 10 i in retornar 0 i <= 0 retornar 1 O comportamento real é: i >10 retornar 10 i in retornar -1 i <= 0 retornar 0 O compilador, na prática, associa a cláusula else com o if interno LES/DI/PUC-Rio 31 / 30

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