软件测试中的各种覆盖（Coverage）详解

覆盖是白盒测试的核心指标，用于衡量测试用例对代码的"扫描"程度。以下是主要覆盖类型的深度解析：

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1. 语句覆盖（Statement Coverage）

定义

• 确保每条可执行语句至少被执行一次

• 最基础的覆盖标准

示例

python

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def calculate(x):
    if x > 0:        # 分支语句
        print("正数") # 语句1
    else:
        print("非正数") # 语句2

测试用例：

• x=1（覆盖语句1）

• x=-1（覆盖语句2）

覆盖率计算：

• 总语句数：3（if + print + print）

• 已覆盖：3 → 100%语句覆盖

优缺点

✅ 简单易实现
❌ 无法检测缺失分支（如没有测试x=0的情况）

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2. 分支覆盖（Branch Coverage）

定义

• 每个条件判断的True/False分支都要被覆盖

• 比语句覆盖更严格

示例

java

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public String check(int score) {
    if (score >= 60) {    // 分支点
        return "及格";    // 分支1
    } else {
        return "不及格";  // 分支2
    }
}

测试用例：

• score=80（覆盖分支1）

• score=50（覆盖分支2）

特殊情况：

python

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if a and b:  # 需要测试a/b的各种组合

与语句覆盖的关系

• 100%分支覆盖 ⇒ 100%语句覆盖

• 反之不成立

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3. 条件覆盖（Condition Coverage）

定义

• 每个布尔子表达式的True/False都要被覆盖

• 适用于复合条件判断

示例

c

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if (age > 18 && gender == 'M') {  // 两个子条件
    // do something
}

子条件：

1. age > 18（T/F）

2. gender == 'M'（T/F）

测试用例：

用例	age	gender	覆盖条件组合
1	20	'M'	T && T
2	15	'F'	F && F
3	20	'F'	T && F (可选)
4	15	'M'	F && T (可选)

注意点

• 不保证所有分支被覆盖（如只测TT和FF可能漏掉分支）

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4. 路径覆盖（Path Coverage）

定义

• 覆盖所有可能的执行路径

• 最严格的覆盖标准

示例

python

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def func(x, y):
    if x > 0:       # 分支1
        y += 1
    if y < 10:      # 分支2
        x += 1
    return x + y

独立路径：

1. 分支1=T → 分支2=T

2. 分支1=T → 分支2=F

3. 分支1=F → 分支2=T

4. 分支1=F → 分支2=F

现实挑战

• 循环可能产生无限路径 → 通常限制循环次数

• 复杂度随分支数指数增长（n个分支⇒最多2ⁿ条路径）

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5. MC/DC覆盖（修正条件/判定覆盖）

定义

• 航空领域最高安全标准（DO-178C）

• 要求：

  1. 每个条件独立影响判定结果

  2. 覆盖所有条件的所有可能取值

示例

c

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if (A || B) && C {  // 3个条件
    // ...
}

测试需求：

1. 保持B和C不变，改变A使判定结果变化

2. 保持A和C不变，改变B使判定结果变化

3. 保持A和B不变，改变C使判定结果变化

最少测试用例（通常需要4-6个）

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6. 其他覆盖类型

类型	说明	适用场景
函数覆盖	每个函数/方法被调用	基础验证
参数值覆盖	检测参数边界值	API测试
数据流覆盖	跟踪变量定义-使用链	编译器/静态分析
异常覆盖	触发所有异常处理代码	健壮性测试

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覆盖策略选择指南

图表

代码

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graph TD
A[测试目标] --> B{安全关键系统?}
B -->|是| C[MC/DC覆盖]
B -->|否| D{代码复杂度?}
D -->|高| E[分支+条件覆盖]
D -->|低| F[语句覆盖]

行业标准参考

• 医疗/航空：MC/DC覆盖 ≥95%

• 金融系统：分支覆盖 ≥90%

• 普通应用：语句覆盖 ≥80%

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覆盖工具示例

语言	工具	支持覆盖类型
Java	JaCoCo	语句/分支/行覆盖
Python	coverage.py	语句覆盖
C/C++	gcov	分支/语句覆盖
JavaScript	Istanbul	行/分支/函数覆盖

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黄金法则

1. 不要盲目追求100%覆盖 → 关键模块优先

2. 覆盖质量 > 覆盖数量 → 检查测试用例有效性

3. 结合黑盒测试 → 边界值/等价类补充验证

微软研究表明：85%的分支覆盖率通常能发现绝大多数缺陷，超过后收益递减。合理的覆盖策略比绝对数字更重要。