代碼覆蓋率

基本的覆蓋率準則

以下列出一些基本的覆蓋率準則：^[4]

• 函数覆蓋率（Function coverage）：程序中的每個函式（或副程式）都被调用了嗎？
• 语句覆蓋率（Statement coverage）：程序中的每条语句都被执行了吗？
• 边覆蓋率（Edge coverage）：若用控制流圖表示程式，控制流圖中的每個邊都被執行了嗎？
  • 分支覆蓋率（Branch coverage）：每個控制結構中（例如if和case语句）的每个分支（也称为决策到决策路径）是否均被执行？例如，给定一个if语句，其true和false分支是否均被执行？（此为边覆蓋率的子集）
• 條件覆蓋率（Condition coverage）：也稱為谓词覆盖率（predicate coverage），每一個布尔子表达式是否均被取过真值和假值？

考慮以下的C++函式：

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

假設此函式是一個大型程式的一部份，且某測試用例執行到此函式：

• 函式覆蓋率：只要函式foo有執行過一次，即滿足函式覆蓋率100%的條件。
• 语句覆蓋率：若有呼叫過foo(1,1)，函式中每一行（包括z = x;）都執行一次，滿足语句覆蓋率100%的條件。
• 分支覆蓋率：若有呼叫過foo(1,1)及foo(0,1)，前者會使if的條件成立，因此z = x;會執行，後者會使if的邏輯運算式（(x>0) && (y>0);）不成立，因此滿足分支覆蓋率100%的條件。
• 條件覆蓋率：若有呼叫過foo(1,1)、foo(1,0)及foo(0,0)，前二個會使(x>0)的條件成立，而第三個會使該條件不成立，而第一個會使(y>0)的條件成立，而後面二個會使該條件不成立，所有條件都有出現成立及不成立的情形，因此滿足條件覆蓋率100%的條件。

考慮以下的程式：

if a and b then

以下二個測試可以得到100%的條件覆蓋率：

• a=true, b=false
• a=false, b=true

但上述的測試條件都不會使if的邏輯運算式成立，因此不符合分支覆蓋的條件。

有時會需要用錯誤插入（英语：）的方式來確保所有條件及异常处理程式都有一定的覆蓋率。

修改條件/判斷覆蓋

在一些安全關鍵應用（例如飛航用的軟體）中，一般會需要滿足修改條件/判斷覆蓋（modified condition/decision coverage，簡稱MC/DC）的準則。此準則是條件/判斷覆蓋的延伸，而且每個條件都要可以獨立影響判斷結果的成立或不成立。例如考慮以下的程式：

if (a or b) and c then

以下的測試可滿足條件/判斷覆蓋：

• a=true, b=true, c=true
• a=false, b=false, c=false

不過，若第一項測試中b的值改為false，不影響判斷結果，第二項測試中c的值改為true，不影響判斷結果，因此需要用以下的測試才能滿足修改條件/判斷覆蓋：

• a=false, b=false, c=true
• a=true, b=false, c=true
• a=false, b=true, c=true
• a=true, b=true, c=false

其中粗體的條件表示是會影響判斷結果的條件，在影響判斷結果的條件中，每個變數都出現至少二次，其中至少一次其值為真，至少一次其值為假。

多重條件覆蓋

此覆蓋率準則要求要測試邏輯運算式中的所有組合，例如上述程式的多重條件覆蓋需要有以下的8個測試：

• a=false, b=false, c=false
• a=false, b=false, c=true
• a=false, b=true, c=false
• a=false, b=true, c=true
• a=true, b=false, c=false
• a=true, b=false, c=true
• a=true, b=true, c=false
• a=true, b=true, c=true

其他覆蓋率準則

以下也是一些可能會用到的覆蓋率準則：

• LCSAJ覆蓋率：是否執行過每一個LCSAJ（线性代码序列和跳转）？
• JJ路徑覆蓋率（JJ-Path coverage）：是否執行過每一個JJ路徑（從跳转到跳转之間的路徑，也就是JCSAJ）^[5]？
• 路徑覆蓋率（Path coverage）：是否執行過程式中所有可能的路徑？
• 進入點/結束點覆蓋率（Entry/exit coverage）：是否執行過函式中所有可能的進入點及結束點？
• 迴圈覆蓋率（Loop coverage）：所有迴圈是否都有執行過零次、一次及一次以上的測試？
• 參數值覆蓋率（Parameter Value Coverage）：對於一個方法的所有參數，是否有執行過其中最常見的數值？

安全關鍵應用一般會要求某種特定的覆蓋率要到達100%。

有些覆蓋之間有相關性：例如路徑覆蓋就包括了判斷覆蓋、指令覆蓋及進入點/結束點覆蓋，而判斷覆蓋也包括了指令覆蓋。

完整的路徑覆蓋測試多半難以實現甚至不可能實現。有${\displaystyle n}$個判斷的程式就會有${\displaystyle 2^{n}}$種完整路徑，迴圈結構可能會產生無窮種完整路徑。程式中的許多路徑也許是不可行的，因為也許沒有受測系統的輸入，使系統完整依某特定路徑執行。而且已證實沒有識別不可行路徑的通用演算法（若有這樣的演算法，此演算法就可以求解停機問題，而停機問題已證實無解）^[6]。實務上路徑覆蓋測試的軟體只會試圖找出隨著迴圈執行次數不同時，有變動的路徑，設法找到「基本路徑」，並要求對基本路徑需達到路徑覆蓋的要求。