oop 7

Bài 7: Kiểm thử và sửa lỗi

Giảng viên: Nguyễn Thị Minh Huyề[email protected]

Đỗ Thanh Hà[email protected]

2009-2010 OOP - http://mim.hus.edu.vn/elearning 2

Tài liệu tham khảo BigJava – chương 10


Kiểm thử đơn vị Công cụ kiểm thử quan trọng nhất Kiểm thử từng phương thức đơn hoặc 1 tập

các phương thức phối hợp với nhau Không kiểm thử chương trình tổng thể mà

kiểm thử từng lớp riêng biệt Với mỗi lần kiểm thử, tạo 1 lớp đơn giản gọi

là dụng cụ kiểm thử (test harness) Dụng cụ kiểm thử cung cấp tham biến cho

các phương thức được kiểm tra


Ví dụ: Tạo các dụng cụ kiểm thử Để tính căn bậc 2 của a dùng thuật toán sau:

Phỏng đoán 1 giá trị x có thể gần với giá trị căn bậc 2 cần tìm (VD x = a)

Giá trị căn bậc 2 phải nằm giữa x và a/x Thay x bằng điểm giữa (x+a/x)/2 Lặp lại quá trình trên cho đến khi 2 giá trị xấp xỉ ở

2 bước lặp liền nhau có giá trị rất gần nhau


Kiểm thử chương trình Xem RootApproximator.java, Numeric.java,

RootApproximatorTester.java (ch10/root1) Lớp RootApproximator có cho kết quả đúng

với với mọi dữ liệu vào? Cần thử với nhiều giá trị Lặp phép thử nhiều lần với dữ liệu nhập từng lần

không phải là ý tưởng hay: Nếu có lỗi thì sau khi sửa lỗi cần nhớ các dữ liệu đã thử

để làm lại các phép thử Giải pháp: Viết dụng cụ thử để dễ lặp lại các phép

thử đơn vị


Chuẩn bị dữ liệu vào cho kiểm thử (1) Có nhiều cách thức để chuẩn bị các tình

huống cho kiểm thử (test case) Cách 1: Viết cứng các dữ liệu thử vào dụng

cụ thử Mỗi lần phát hiện lỗi, khi sửa xong chỉ cần thực

hiện lại dụng cụ thử Có thể đặt dữ liệu thử trong 1 tệp riêng Xem RootApproximatorHarness1.java (ch10/root2)


Chuẩn bị dữ liệu vào cho kiểm thử (2) Cách 2: Tạo các tình huống thử tự động

Nếu dữ liệu vào thuộc phạm vi hẹp, có thể viết chương trình lặp để duyệt qua 1 phần dữ liệu đại diện

Xem RootApproximatorHarness2.java (ch10/root2) Cách 3: Sinh ngẫu nhiên tình huống thử

Dữ liệu vào thuộc phạm vi rộng Xem RootApproximatorHarness3.java (ch10/root2)


Chuẩn bị dữ liệu vào cho kiểm thử (3) Chọn các tình huống thử tốt là 1 kĩ năng quan trọng

để tìm lỗi chương trình Xét tất cả các đặc tính của phương thức đang kiểm

thử Xét các tình huống tiêu biểu (VD với chương trình tính căn

bậc 2: 100, ¼, 0.01, 2, 10E12) Xét các tình huống biên: dữ liệu nằm ở phần biên của tập

giá trị cho phép (VD tính căn 0) Người lập trình thường mắc lỗi khi xử lí các điều kiện biên: chia

cho 0, lấy kí tự từ xâu rỗng, truy cập đến con trỏ null Xét các tình huống dữ liệu không hợp lệ (VD tính căn -2).


Đọc dữ liệu thử từ tệp Đặt dữ liệu thử trong 1 tệp trông “đẹp” hơn. Chuyển hướng dòng dữ liệu vào

java Program < data.txt Một số IDE không hỗ trợ chuyển hướng dòng vào. Trong trường

hợp đó cần dùng cửa sổ lệnh Chuyển hướng dòng dữ liệu ra:

java Program > output.txt VD:

Xem RootApproximatorHarness4.java (ch10/root2) Dữ liệu vào: tệp test.in Chạy chương trình:

java RootApproximatorHarness4 < test.in > test.out


Đánh giá các tình huống thử Làm sao biết được kết quả ra là đúng?

Tính bằng tay Chọn các dữ liệu vào mà đã biết kết quả ra Kiểm tra xem các kết quả ra có thoả mãn một số thuộc tính

nào đó (VD: bình phương của căn bậc hai 1 số phải bằng số đó)

Sử dụng 1 “nhà tiên tri” (Oracle): dùng 1 phương thức chậm hơn nhưng tin cậy để tính kết quả tương ứng (VD: Dùng Math.pow(x, 0.5) để tính căn bậc 2).

VD: Xem RootApproximatorHarness5.java,

RootApproximatorHarness6.java (ch10/root3)


Độ bao trùm kiểm thử Kiểm thử hộp đen: Kiểm tra chức năng phần mềm

mà không xét đến cấu trúc cài đặt bên trong Kiểm thử hộp trắng: Xét đến cấu trúc bên trong khi

thiết kế tình huống kiểm thử Độ bao trùm kiểm thử (test coverage): đánh giá bao

nhiêu phần của chương trình đã được kiểm thử Đảm bảo mỗi phần của chương trình đều được thử nghiệm

ít nhất 1 lần bởi 1 tình huống thử VD: đảm bảo mỗi nhánh lệnh trong chương trình đều đã được

thực hiện trong ít nhất 1 tình huống thử


Kiểm thử đơn vị với JUnit http://junit.org Triết lí: Mỗi khi cài đặt 1 lớp thì cũng tạo ngay 1 lớp

kiểm thử đi kèm Có trong nhiều IDE như BlueJ và Eclipse VD:

Xem ch10/junit, chạy chương trình kiểm thử trong BlueJ và Eclipse

http://junit.org/


Theo vết chương trình In các thông báo lần theo các bước thực hiện chương

trình if (status == SINGLE){

System.out.println("status is SINGLE"); . . . }. . .

Nhược điểm: Phải bỏ các thông báo đó khi kiểm thử xong, nếu có lỗi khác lại phải thêm các thông báo vào

Giải pháp: Dùng lớp Logger để có thể tắt đi các thông báo vết mà không cần xoá khỏi chương trình


Ghi nhật kí (logging) Các thông báo log có thể ngừng kích hoạt khi thực

hiện xong việc kiểm thử Dùng đối tượng Logger.global Ghi lại 1 thông báo:

Logger.global.info("status is SINGLE"); Ngầm định, các thông báo log được in ra. Khi cần tắt

các thông báo này dùng lệnh: Logger.global.setLevel(Level.OFF);

Tránh log quá nhiều hoặc quá ít Một số người lập trình thích dò lỗi (debugging) hơn


Ghi nhật kí (2)

Khi theo vết thực hiện 1 chương trình, các sự kiện quan trọng nhất là điểm vào và điểm ra 1 phương thức Ở đầu phương thức, in ra giá trị các tham

biến Ở cuối phương thức, in ra kết quả trả lại

VD: xem chương trình trong ch10/log


Sử dụng công cụ dò lỗi (debugger) Công cụ dò lỗi:

Cho phép chạy/tạm dừng/chạy lại 1 chương trình và phân tích các trạng thái (giá trị các biến) trong quá trình chạy

3 khái niệm chính: Điểm dừng (breakpoints) Thực hiện từng bước một (single-stepping) Khảo sát biến (inspecting variables)

Breakpoint: điểm dừng của debugger


Khảo sát biến


Dò lỗi Khi chạy công cụ dò lỗi một chương trình, chương trình đó được

thực hiện bình thường cho đến khi gặp dòng lệnh được đánh dấu điểm dừng thì tạm ngừng. Khi đó, ta có thể: Khảo sát giá trị các biến Thực hiện từng dòng lệnh một Hoặc tiếp tục chạy cho đến khi gặp điểm dừng sau

Khi chương trình kết thúc, công cụ dò lỗi cũng kết thúc Các điểm dừng vẫn được kích hoạt cho đến khi bị xoá đi Có 2 dạng lệnh chạy từng bước một:

Step Over: gặp lời gọi phương thức thì thực hiện trong 1 bước Step Into: gặp lời gọi phương thức thì thực hiện từng lệnh một

trong phương thức đó


Ví dụ dò lỗi Lớp Word đếm số âm tiết trong 1 từ

Mỗi cụm nguyên âm (a, e, i, o, u, y) liền nhau được đếm là 1 âm tiết

Tuy nhiên, chữ e ở cuối từ không được đếm là 1 âm tiết

Nếu thuật toán cho giá trị đếm = 0 thì tăng thành 1

Hàm dựng bỏ đi các kí tự không phải là chữ cái ở đầu và cuối

Xem tệp Word.java và WordTester.java (ch10/debugger)


Thực hiện dò lỗi chương trình Với xâu vào là "hello yellow peach.", kết quả

lỗi: Syllables in hello: 1Syllables in yellow: 1Syllables in peach: 1

Đặt breakpoint vào dòng đầu tiên của phương thức countSyllables trong lớp Word

Thực hiện chương trình, khi dừng tại breakpoint thì thực hiện từng bước cho đến lệnh kiểm tra nếu kí tự cuối bằng 'e' Khảo sát biến ch chứa kí tự cuối: ch = 'l' => lỗi


Các lỗi khác? Giá trị của end = 3 chứ không phải 4 text chứa "hell" thay vì "hello"

=> countSyllables trả lại 1 là bình thường => lỗi nằm ở chỗ khác

Bắt đầu lại chương trình, đặt breakpoint tại đầu hàm dựng của lớp Word. Nhập xâu đầu vào "hello." Ngừng lại sau khi thực hiện xong vòng lặp thứ 2 trong hàm

dựng Khảo sát i và j: giá trị đúng Tại sao text được đặt bằng "hell" ???


Dò lỗi... Sửa lỗi và thực hiện lại chương trình với xâu

vào ban đầu "hello yellow peach." Còn lỗi => lặp lại quá trình dò lỗi như trên,

sửa lỗi cho đến khi thu được kết quả đúng: Syllables in hello: 2Syllables in yellow: 2Syllables in peach.: 1

Đến đây có thể kết luận là chương trình đã hết lỗi không???

oop 7

Education