修改條件判斷覆蓋

修改條件/判斷覆蓋Modified condition/decision coverage)簡稱MC/DC,在软件测试中有關代碼覆蓋率的準則。

依照修改條件/判斷覆蓋的準則,測試過程中需要滿足以下所有條件[1]

  • 每一個判斷的所有可能結果都出現過
  • 每一個判斷中所有條件的所有可能結果都出現過
  • 每一個進入點及結束點都執行過
  • 判斷中每一個條件都可以獨立影響判斷的結果

各條件的獨立影響可以用每一次只改變一個條件來證明。

飛航軟體開發指南DO-178B英语DO-178BDO-178C英语DO-178C中指定會影響飛機起飛及降落安全性的軟體(A等級軟體),需滿足修改條件/判斷覆蓋的代碼覆蓋測試。在功能安全標準IEC 61508 part 3 的附錄B中,有關SIL 4的說明[2],以及汽車安全標準ISO 26262第6章的ASIL D[3],都高度建議使用MC/DC。

定義

條件(Condition)
條件是指最小單位的邏輯運算式英语Expression (programming),也就是無法再分解的邏輯運算式。
判斷(Decision)
判斷是指條件及零個至多個邏輯運算子組成的邏輯運算式,一個沒有邏輯運算子的判斷是判斷也是條件。
條件覆蓋(Condition coverage)
程式中每一個判斷的所有條件的所有可能結果都至少出現一次。
判斷覆蓋(Decision coverage)
程式中每一個進入點及結束點都執行過一次,每一個判斷的所有可能結果都至少出現一次。
條件/判斷覆蓋(Condition/decision coverage)
程式中每一個進入點及結束點都執行過一次,每一個判斷的所有條件的所有可能結果都至少出現一次,程式中判斷的所有可能結果都至少出現一次。
修改條件/判斷覆蓋(Modified condition/decision coverage)
程式中每一個進入點及結束點都執行過一次,每一個判斷的所有條件的所有可能結果都至少出現一次,程式中判斷的所有可能結果都至少出現一次,而每一個條件都可以獨立的影響判斷的結果。

說明

條件/判斷覆蓋

考慮以下的C++程式

int foo (int x, int y)
{    int z = 0;
    if ((x>0) && (y>0)) 
    {
        z = x;
    }
    return z;
}
  • foo(1,1)foo(0,1)進行測試,前者會使判斷成立,後者會使判斷不成立,因此判斷的所有可能結果都至少出現一次,滿足判斷覆蓋的條件。
  • foo(1,1)foo(0,0)進行測試,條件A及B的所有結果(0和1)都至少出現一次,滿足條件覆蓋的條件。前者會使判斷成立,後者會使判斷不成立,因此判斷的所有可能結果都至少出現一次,滿足判斷覆蓋的條件。因此上述測試滿足條件/判斷覆蓋的準則。

修改條件/判斷覆蓋

修改條件/判斷覆蓋的準則比條件/判斷覆蓋要嚴格,除上述準則外,還需要證明每一個條件都可以獨立影響判斷的結果,是指當一判斷中固定其他條件,只改變一條件時,結果會隨之改變。

考慮以下的C++程式

int foo (int x, int y, int z)
{
    int a = 0;
    if (((x>0) || (y>0)) && (z>0)) {
        a = x;
    }
    return a;
}

使用以下的測試,第一個測試會使判斷成立,第二個測試會使判斷不成立,判斷的所有可能結果都至少出現一次,判斷的每一個條件的所有可能結果也至少出現一次,滿足條件/判斷覆蓋的準則。

  • foo(1,1,1)
  • foo(0,0,0)

上述的第一個測試中,若將第三個數值由1改為0,判斷由成立改為不成立,因此第三個數值的1可以獨立影響判斷的結果,但若將第一個數值改為0,判斷仍然成立,因此第一個引數無法獨立影響判斷的結果,同理可證第二個數值也無法獨立影響判斷的結果。

而第二個測試中,無論哪一個數值由0改為1,判斷都不成立,因此三個數值的0都無法獨立影響判斷的結果。上述的測試無法滿足修改條件/判斷覆蓋的準則。

若要滿足修改條件/判斷覆蓋的準則,需使用以下的測試:

  • foo(0,0,1)
  • foo(1,0,1)
  • foo(0,1,1)
  • foo(1,1,0)

測試中的粗體數值表示此數值會影響輸出的結果,每一個數值(對應程式中的條件)都至少有二次機會影響輸出的結果,而且其中至少有一次使條件成立,至少也有一次使條件不成立。

修改條件/判斷覆蓋的準則需證明每個條件都可以獨立影響判斷的結果,此測試方式會比條件/判斷覆蓋要嚴格,也可以找到較多的錯誤。但考慮測試數量,條件/判斷覆蓋只需二項測試,而修改條件/判斷覆蓋需要四項測試,後者的測試成本也比前者要高。

外部連結

參考資料

  1. ^ Hayhurst, Kelly; Veerhusen, Dan; Chilenski, John; Rierson, Leanna. A Practical Tutorial on Modified Condition/ Decision Coverage (PDF). NASA. May 2001 [2012-04-20]. (原始内容存档 (PDF)于2019-10-15). 
  2. ^ IEC 61508-3:2010
  3. ^ ISO 26262-2011 Part 6 Table 12