彻底的软件测试是可行的吗?

Linux阅码场 2021-08-12 07:14

有些软件的功能非常简单,比如简单的数学运算,或者统计用户输入字符的数量;有些软件的功能非常复杂,比如操作系统,或者汽车的自动驾驶算法等等。


对于复杂的软件,因为它们极高的复杂度,我们很容易理解它们为什么很难“完美”,所以,强如微软,也会发生比尔·盖茨演示Windows 98时蓝屏的尴尬;强如特斯拉,也会发生自动驾驶状态的汽车径直撞向大货车的悲剧。


那么,对于特别简单的软件,我们是不是可以进行"彻底"的测试,保证它们是完美的呢?


这是不可能的!即使拥有无限的预算,我们也无法做到这一点。

我们来分析一个简单的程序:它接受用户输入的字符串,统计其中的字符数量。比如,对于输入字符串"Python", 统计结果为6, 对于"test", 统计结果为4,等等。


要确保这个程序是"完美"的,我们就需要验证所有可能的输入。用户可能输入一个简单的字符,也可能输入整部《三国演义》,或者更多,我们无法预知用户的输入,用户输入的字符的数量在理论上可以是任意一个自然数,而自然数的数量是无穷大的,我们无法把所有的情况都覆盖到。


如果把问题简化,限定用户最多只能输入10个字符,超过10个字符的情况就告知用户无法处理,这种情况下,我们能否进行"彻底"的测试?


这也是不可能的!


在用户输入超过10个字符的情况下,程序真的会告知用户无法处理吗?为了确认这一点,我们需要把所有超过10个字符的输入都覆盖到,确保程序会告知无法处理,而不是意外地返回一个错误的统计值。大于10的自然数仍然是无穷多的,我们还是无法把所有的情况都覆盖到。


如果我们把问题再度简化,只测试字符数量在10以内的"有效"输入呢?


世界上有许许多多的语言和文字,unicode编码可以涵盖世界上所有语言的字符,它包含的字符的数量级大概是一百万。粗略地估算下来,用户输入字符数量为1的情况,我们有100万个测试要验证;用户输入字符数量为10的情况,我们有100万的10次方个测试要验证,只要有一个测试没有被覆盖到,我们就不能打包票说在那种情况下程序可以正常工作,也就不敢打包票说程序是没有bug的。


就像发财“捷径”买彩票一样,每一组号码要买都是要钱的,买下的号码很可能都打了水票,但是你总觉得你没买的号码里可能有”惊喜”。


在现实世界中,绝大部分的软件程序比这个字符统计的程序要复杂得多,它们一定或多或少有bug没有被发现,或者有bug被发现了却没有被修复,它们肯定称不上完美,却仍然达到了较高的软件质量,这当然不是因为它们把测试做得非常彻底,而是因为放弃追求不切实际的"完美",在预算范围内采用了合适的测试策略,得到较高的投资回报率。


其中的一个策略,是关注核心功能。


我们在买新车的时候,会对车进行非常细心的检查,刹车灯不亮,雨刮器有异响,或者轮毂有轻微刮擦,都可能导致我们拒绝收车。


在买二手车的时候,情况就不一样了,因为我们会有充足的心理准备来接受不完美。面对一辆标价5万的二手轿车,我们在验车的时候一定会重点验证发动机、变速箱、车架、转向机;至于空调是不是能制冷,我们可能会关注,但是不会过多影响我们的决定;至于车门上的车漆是否有色差,我们根本就不会花时间去看!

为什么买二手车的时候,我们变得不那么挑剔了?


是因为"穷"!

其实,我们还是挑剔的,只是,因为预算有限,我们深知无法买到完美的车,所以我们会做妥协。软件测试的思路也是这样的。我们无法保证软件产品的"完美",在预算和资源有限的情况下,我们需要专注于软件的核心功能,尽量保证核心功能得到良好的测试。


以字符统计的程序为例,如果它的主要用户是中国用户,我们可以重点测试中文和英文字符,而不需要花精力去测试程序对于亚美尼亚语字符的表现,在非核心功能的测试成本比较高的情况下更应该如此,否则,我们花费了宝贵的人力和时间,只是收获了用户可能并不太在乎的完美度,就像是架起高射炮只是为了打蚊子,成本很高,收益很小,不值得。


合理的软件测试思路是把钱花在刀刃上,重点关注核心功能的测试,预算有限时应该如此,预算充足时同样应该如此。


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