Implementação: C++ e além; refatoração; testes

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Marina Coimbra
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1 Implementação: C++ e além; refatoração; testes (cont.) GA-031 Professor: Antônio Tadeu Azevedo Gomes atagomes@gmail.com Site: 1

2 Te s te s The fundamental problem in software is assuring it s correct. Stephen A. Cook (winner of the 1982 Turing Award) 2

3 Testes são importantes? Skid marks notwithstanding, two of the plaintiffs software experts, Phillip Koopman, and Michael Barr, provided fascinating insights into the myriad problems with Toyota s software development process and its source code possible bit flips, task deaths that would disable the failsafes, memory corruption, singlepoint failures, inadequate protections against stack overflow and buffer overflow, single-fault containment regions, thousands of global variables. The list of deficiencies in process and product was lengthy." spaghetti -code 3

4 Validação e verificação de software Validação: construção do sistema correto Verificação: construção correta do sistema Atividades estáticas: inspeção física do software Exs.: verificação da qualidade estrutural do software, detecção de code smells, cálculo de métricas de software, técnicas de verificação formal Atividades dinâmicas: Ex.: testes 4

5 Conceitos de teste de software Defeito (fault): processo incorreto Erro (error): estado inconsistente ou inesperado Falha (failure): comportamento que difere do esperado 5

6 Exemplo de defeito last deveria ser inicializada com 1! public static void bubblesort(int[] x) { int n = x.length; for (int last = 0; last < n; last++) { for (int i = 0; i < n - last; i++) { if (x[i] > x[i+1]) { int aux = x[i]; x[i] = x[i+1]; x[i+1] = aux; 6

7 Exemplo de erro Após a execução de last = 0, programa está em estado inconsistente public static void bubblesort(int[] x) { int n = x.length; for (int last = 0; last < n; last++) { for (int i = 0; i < n - last; i++) { if (x[i] > x[i+1]) { int aux = x[i]; x[i] = x[i+1]; x[i+1] = aux; 7

8 Exemplo de falha Após a execução do if, ocorre uma falha (sempre?) public static void bubblesort(int[] x) { int n = x.length; for (int last = 0; last < n; last++) { for (int i = 0; i < n - last; i++) { if (x[i] > x[i+1]) { int aux = x[i]; x[i] = x[i+1]; x[i+1] = aux; 8

9 Objetivo do teste de software Verificar se o comportamento do sistema é o esperado, por meio da sua execução Revelar defeitos 9

10 Atividade de teste 10

11 Domínio de entrada Conjunto de todos os dados que o programa deve tratar Ex.: factorial(x) I = {0, 1, 2, 3, 4,... E factorial(-3)? 11

12 Domínio de saída Todos os possíveis resultados que o programa deve fornecer Ex.: factorial(x) O = {1, 2, 6, 24,... 12

13 Dados de teste Subconjunto do domínio de entrada 13

14 Resultados esperados Subconjunto (correspondente aos dados de teste) do domínio de saída 14

15 Casos de teste Pares <dado de teste, resultado esperado> Ex.: factorial(x) T = {-3, 3, 4 S = {"Erro", 6, 24 Casos de teste = {<-3,"Erro">, <3,6>, <4,24> 15

16 Oráculo Mecanismo que decide sobre a correção de uma execução 16

17 Oráculos complicados Resultado esperado desconhecido Qual a centésima milésima casa decimal de Π? Formatos não convencionais: imagens, som etc. Grande quantidade de dados 17

18 Visão geral de testes Métodos Níveis Tipos Caixa preta Caixa cinza Caixa branca Unidade Integração Sistema Aceitação Compatibilidade Destrutivos Sanidade Regressão Aceitação Usabilidade Segurança Fumaça... 18

19 Testes são caros! Testes exaustivos são impraticáveis em sistemas complexos Estratégia de dividir para conquistar 19

20 Critério/técnica de teste Maneira de determinar quais dados de teste devem ser usados (de forma a maximizar a chance de revelar um defeito) Exs.: Selecionar aleatoriamente 30 casos de teste Selecionar 1% dos elementos válidos do domínio e 10 elementos não válidos (exceções) 20

21 Critérios baseados em subdomínios Dividir o domínio de entrada em subdomínios e selecionar n elementos (geralmente 1) de cada subdomínio Dependendo de como os subdomínios são definidos, garante-se que elementos críticos sejam selecionados 21

22 Definição de subdomínios de testes Critério funcional Critério estrutural Critérios baseados em defeitos 22

23 Critério funcional Software é considerado caixa preta Algumas técnicas mais conhecidas: Particionamento do subdomínio em classes de equivalência e seleção aleatória dentro dessas partições Análise do valor limite das classes de equivalência 23

24 Critério estrutural Software é considerado caixa branca Representação de um programa como um grafo de fluxos de controle (GFC): Vértices: blocos de código sequenciais Arestas: fluxos de controle entre blocos Algumas técnicas mais conhecidas: Fluxos de controle: casos de testes devem garantir que cada instrução sequencial/desvio seja executada ao menos uma vez Fluxos de dados: casos de teste devem garantir que cada definição/uso das variáveis ocorra ao menos uma vez 24

25 Exemplo de public static void bubblesort(int[] x) { int n = x.length; for (int last = 0; 1 de GFC last < n; 2 last++) { 3 for (int i = 0; 4 i < n - last; 5 i++) { 6 if (x[i] > x[i+1]) { 7 int aux = x[i]; x[i] = x[i+1]; x[i+1] = aux;

26 Desenvolvimento dirigido a testes Etapas: Criar o conjunto de testes Implementar os módulos que passam pelo conjunto de testes Problema: O quão bom é o conjunto de testes? 26

27 Automação de testes Test harness : Coleção de elementos de software e dados configurados para testar um sistema automaticamente Problema: Como manter a coleção atualizada? 27

28 O exemplo de Ruben Ortega na Amazon My favorite story about unanticipated bugs that would have been helped by having a test harness in place occurred during in my early tenure at Amazon. It was a bug I affectionately call "Karmic Revenge." The site was crashing on a subset of Amazon's book catalog, and happened disturbingly frequently on the search results page. I was called in to identify the bug. (For those coders in the audience: I discovered that a data-structure we were using was referencing an array at location offset of [-1] which was causing the software to crash.) The catalog software had changed recently such that the number -1 was a flag that no data was available. Unfortunately, this knowledge hadn't propagated through the search software. The "Karmic Revenge" was the book that displayed the problem, which was about "Memory Management in C." Additionally, for the superstitious, the date the bug was identified, debugged, and fixed was Friday, February 13, Some bugs you just can't forget. Had there been a test harness in place, perhaps this bug would have never made it to the production site. Or if the bug had made it to the site, then once found a new test would have been added to the test harness to prevent future occurrences. 28

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