Aula 05Introdução a Teste Automatizado

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Aula 05

Introdução a Teste Automatizado

Alessandro Garcia LES/DI/PUC-Rio

Março 2013

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Ago 2008 Arndt von Staa © LES/DI/PUC-Rio 2 / 27

Especificação

• Objetivo dessa aula

– Apresentar os uma técnica para a criação testes automatizados e mostrar como desenvolver dirigido por testes.

• Slides adaptados de: Staa, A.v. Notas de Aula em Programacao Modular; 2008.

• Referência básica:

– Monografia: Arcabouço para a Automação de Testes de Programas Redigidos em C; contido no arquivo

TesteAutomatizado.zip acessível para download através do site da disciplina, aba: Software

• Referência adicional:

– Beck, K.; Test-Driven Development by Example; Reading, Massachusetts: Addison-Wesley; 2003

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Sumário

• Automação simplória

• Arcabouço de apoio ao teste automatizado

• Linguagem de diretivas de teste

• Interpretador de diretivas

• Exemplo de uso do arcabouço

• Arquitetura do arcabouço

• Vantagens e desvantagens

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Custo e qualidade do Teste

• É uma atividade cara, porém essencial

– 30 – 50% do custo de desenvolvimento

• Causas

– Falta de planejamento – Tempo escasso

– Falta de metodologia

– Inserção de novos defeitos – Especificação incompleta

• Seleção de dados

– Dados óbvios, randômicos, viciados

– Casos de teste rigorosamente selecionados

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Exemplo: criando casos de teste

• Um bom conjunto de casos de teste é aquele que possui alta probabilidade em revelar defeitos na função ou no módulo que a contém

int verificaTriangulo (int segmentoAB, int segmentoAC, int segmentoBC);

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Criando casos de teste com a especificação

A função recebe como entrada três valores inteiros. Cada valor

corresponde ao segmento de um lado do triângulo. Assim, o primeiro valor corresponde ao segmento do lado AB, o segundo valor ao segmento do lado AC e o terceiro valor correspondem ao segmento do lado BC. Esses três segmentos correspondem aos três lados que formam o triângulo ABC.

A função recebe os três valores como entrada e verifica que tipo de triângulo é formado com base nos três segmentos. Por fim, a função

retorna a quantidade de lados que possuem o mesmo tamanho. Assim, se o triângulo for equilátero, ou seja, os três lados possuem o mesmo

tamanho, então a função retorna 3. Se o triângulo for isósceles (dois lados com o mesmo tamanho), então a função retorna 2. Se o triângulo for

escaleno (os três lados possuem tamanhos diferentes), então a função

retorna 0. Caso os três valores não correspondam a um triângulo, a função retorna o código -1.

int verificaTriangulo (int segmentoAB, int segmentoAC, int segmentoBC);

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Casos de teste

• Um dos problemas comuns ao testar software é determinar quando os módulos foram suficientemente testados

• Mesmo usando a especificação, é difícil produzir bons casos de teste que sejam capazes de revelar a existência de defeitos

• Por exemplo, para o problema do triângulo, é necessário apenas quatro casos de testes para se testar a função em termos dos três tipos de triângulo

– 1 caso válido para triângulo equilátero (retorna 3) – 1 casos válidos para triângulo isósceles (retorna 2) – 1 caso válido para triângulo escaleno (retorna 0)

– 1 caso válido para valores que não correspondem a um triângulo (retorno -1)

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Criando casos de teste com a especificação

int verificaTriangulo(int segAB, int segAC, int segBC){

if ((segAB == segAC) && (segAC == segBC)){

return 3; //equilatero }

if (((segAB== segAC) && (segAC != segBC)) ||

((segAC == segBC) && (segAB != segAC)) ||

((segAB == segBC) && (segBC != segAB))){

return 2; //isosceles }

if ( (segAB != segAC) && (segAC != segBC)) { return 0; //escaleno

}

return -1;

}

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Criando casos de teste com a especificação

• Qual é a saída para o caso de teste (2, 1, 1)?

• Esses valores não correspondem a um triângulo.

• Para se ter um triângulo, é necessário que ele tenha em cada um dos seus lados, uma medida menor que a soma das medidas dos outros dois lados.

AB < AC + BC AC < AB + BC BC < AB + AC

–Observação: Se AB for o maior lado, para existir um triângulo, basta que AB < AC + BC.

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10 / 30 LES/DI/PU C-Rio

Função verificaTriangulo

int verificaTriangulo(int segAB, int segAC, int segBC){

if ( (segAB < segAC+ segBC) && (segAC< segAB + segBC) && (segBC< segAB + segAC)){

if ((segAB == segAC) && (segAC == segBC)){

return 3; //equilatero }

if (((segAB== segAC) && (segAC != segBC)) ||

((segAC == segBC) && (segAB != segAC)) ||

((segAB == segBC) && (segBC != segAC))){

return 2; //isosceles }

if ( (segAB != segAC) && (segAC != segBC)) { return 0; //escaleno

} }

return -1;

}

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Completude dos casos de teste

• Um bom conjunto de casos de teste seria aquele que cobrisse os seguintes casos:

– 1 caso válido para triângulo equilátero (retorna 3) – 1 caso válido para triângulo escaleno (retorna 0) – 3 casos válidos para triângulo isósceles (retorna 2) – 3 casos para testar Lk > Li + Lj (retorna -1)

– 3 casos para testar Lk = Li + Lj (retorna -1)

– 3 casos para testar um dos lados igual a 0 (retorna -1)

– 3 casos para testar um dos lados menor do que 0 (retorna -1)

• Testes somente são capazes de mostrar a presença de

faltas, mas não a ausê ncia delas.

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O que é um módulo controlador do teste?

deve ser facilmente removível;

instrumentação: discutido em aulas futuras

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Como testar um módulo?

• Uso de um módulo controlador do teste

desenvolvido que auxilia a execução de casos de teste para testar um módulo sob teste

• Três formas:

– Teste manual: controlador exibe um menu e

comparação é feita pelo próprio testador à olho nu – Teste de comparação automatizado:

• Casos de teste são implementados em C

• Casos de teste são redigidos em scripts em uma linguagem com uma sintaxe própria

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Exemplo de Módulo em C

14 /26 Alessandro Garcia © LES - DI/PUC-Rio

Discutindo

Estrutura do arquivo ARVORE.h Estrutura do arquivo ARVORE.c

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Mar 2009 Alessandro Garcia © LES/DI/PUC-Rio 15 /32

Condições de retorno

/***********************************************************************

*$TC Tipo de dados: ARV Condicoes de retorno

************************************************************************/

typedef enum {

ARV_CondRetOK = 0 ,

/* Executou correto */

ARV_CondRetNaoCriouRaiz = 1 , /* Não criou nó raiz */

ARV_CondRetErroEstrutura = 2 ,

/* Estrutura da árvore está errada */

ARV_CondRetNaoEhFolha = 3 ,

/* Não é folha relativa à direção de inserção desejada */

ARV_CondRetArvoreNaoExiste = 4 , /* Árvore não existe */

ARV_CondRetArvoreVazia = 5 , /* Árvore está vazia */

ARV_CondRetNohEhRaiz = 6 , /* Nó corrente é raiz */

ARV_CondRetNaoPossuiFilho = 7 ,

/* Nó corrente não possui filho na direção desejada */

ARV_CondRetFaltouMemoria = 8

/* Faltou memória ao alocar dados */

} ARV_tpCondRet ;

Evento normal

Eventos excepcionais

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Teste Manual

• Controlador exibe um menu e comparação é feita pelo próprio testador à olho nu

1 Inserir nó à esquerda 2 Inserir nó à direita

3 Ir para nó filho à esquerda 4 Ir para nó filho à direita 5 Obter valor do nó corrente

6 Exibir a árvore em formato parentetizado 99 Terminar

Escolha a opção:

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Vantagens e desvantagens do teste manual

• Vantagens

– É relativamente simples de programar.

– É mais fácil verificar a corretude caso esta se baseie em valores aproximados

• evidentemente, isto requer que o testador saiba determinar quais as aproximações aceitáveis

• Desvantagens

– O usuário não sabe quando testou tudo que deveria ser testado

• teste incompleto pode deixar defeitos remanescentes – O usuário imagina o resultado esperado

– O usuário realiza testes que repetem condições já testadas

• teste redundante adiciona custo sem contribuir para descobrir novos defeitos – O usuário corrige imediatamente ao encontrar uma falha

• após eliminar o defeito que provocou a falha, o módulo precisa ser retestado

• correção imediata aumenta o número de retestes

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18 / 30 LES/DI/PU C-Rio

Como testar um módulo?

• Uso de um módulo controlador do teste

desenvolvido que auxilia a execução de casos de teste para testar um módulo sob teste

• Três formas:

– Teste manual: controlador exibe um menu e

comparação é feita pelo próprio testador à olho nu – Teste de comparação automatizado:

• Casos de teste são implementados em C

• Casos de teste são redigidos em scripts em uma linguagem com uma sintaxe própria

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Como reduzir o custo do reteste?

• Automatizar a execução dos testes

– estabelecer a seqüência de comandos de teste em uma espécie de programa

– obter os dados para os testes de cada comando – efetuar a operação correspondente ao comando – comparar o resultado esperado com o obtido

• sem essa comparação jamais teremos um teste

– continuar com o próximo comando

– emitir um relatório da execução do teste (laudo)

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Exemplo simplório

. . .

ContaCaso ++ ;

if ( CriarArvore( ) != ARV_CondRetOK ) {

printf( "\nErro ao criar árvore" ) ; ContaFalhas ++ ;

}

ContaCaso ++ ;

if ( InserirEsquerda('a' ) != ARV_CondRetOK ) {

printf( "\nErro ao inserir nó raiz da árvore" ) ; ContaFalhas ++ ;

}

ContaCaso ++ ;

if ( IrPai( ) != ARV_CondRetEhRaiz ) {

printf( "\nErro ao ir para pai de nó raiz" ) ; ContaFalhas ++ ;

}

. . .

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Por que é simplório?

• O código é muito repetitivo

– viola a regra de evitar duplicações de código

• As mensagens impressas não explicitam o porquê da falha

– quais foram os valores que causaram a mensagem?

• Não identifica com precisão o objetivo de cada caso de teste

– o leitor do código precisa inferir o objetivo a partir da leitura

• O módulo controlador do teste pode tornar-se muito extenso

– dificulta verificar se o teste é um bom teste

• O código não produz um laudo do teste

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Como reduzir o volume de repetição?

• Criar um arcabouço (framework) com as funções de comparação.

Framework

Pontos de extensão

Aplicação

Serviço do arcabouço

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Exemplo de uma função de comparação

TST_tpCondRet TST_CompararInt( long ValorEsperado , long ValorObtido , char * pMensagem ) {

if ( ValorObtido != ValorEsperado ) {

ContaFalhas ++ ;

fprintf( pArqLog , "\nErro >>> %s" , pMensagem ) ; fprintf( pArqLog , "Deveria ser: %ld É: %ld" ,

ValorEsperado , ValorObtido ) ; return TST_CondRetErro ;

} /* if */

return TST_CondRetOK ;

} /* Fim função: TSTG &Comparar inteiro */

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Como fica o código agora?

. . .

if ( TST_CompararInt( ARV_CondRetOK , CriarArvore( ) ,

"Erro ao criar árvore" ) != TST_CondRetOK ) {

return ; }

if ( TST_CompararInt( ARV_CondRetOK , InserirEsquerda('a' ) ,

"Erro ao inserir nó raiz da árvore" ) != TST_CondRetOK ) {

return ; }

if ( TST_CompararInt( ARV_CondRetEhRaiz , IrPai( ) ,

"Erro ao ir para pai na raiz" ) != TST_CondRetOK ) {

return ; }

. . .

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Melhorou?

• Sim, pode-se adicionar mais funcionalidades ao arcabouço

– outros comparadores – funções de auxílio – . . .

• Sim, ganhou-se uniformidade

• Não, o código continua extenso

• Não, pára na primeira falha encontrada

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Nossa solução

• Para quem programa Java, C++, C# e outros, existem diversos arcabouços: JUnit, CppUnit, CSUnit, ...

• A solução que adotamos é um interpretador inspirado no

JUnit

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O roteiro de teste pode ser interpretado?

. . .

== Criar árvore

=criar OK

=irdir ArvoreVazia

== Inserir à direita

=insdir CharA OK

== Obter o valor inserido

=obter CharA OK

== Ir para no pai, não tem

=irpai EhRaiz

== Inserir à esquerda

=insesq CharB OK

=obter CharB OK

== Ir para no pai, tem

=irpai OK

=obter CharA OK . . .

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O roteiro de teste pode ser interpretado?

• Declaração dos valores simbólicos

– formato

• =declararparm <nome simbólico> <tipo> <valor>

• tipos conhecidos: int , char , double , string , nome

– exemplos

== Declarar as condições de retorno

=declararparm OK int 0

=declararparm NaoArvore int 4

=declararparm ArvoreVazia int 5

== Declarar os valores contidos nos nós

=declararparm CharErro char '!'

=declararparm CharA char 'a'

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Exemplo de fragmento do interpretador

/* Testar ARV Adicionar filho à direita */

else if ( strcmp( ComandoTeste , INS_DIR_CMD ) == 0 ) {

NumLidos = LER_LerParametros( "ci" ,

&ValorDado , &CondRetEsperada ) ; if ( NumLidos != 2 )

{

return TST_CondRetParm ; } /* if */

return TST_CompararInt( CondRetEsperada , ARV_InserirDireita( ValorDado ) ,

"Retorno errado inserir àa direita." );

} /* fim: Testar ARV Adicionar filho à direita */

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Arquitetura simplificada da nossa abordagem

Programa principal

Módulo em teste

Teste de item de interface Função

de controle específica

Módulo de controle

genérico Diretivas

de teste

Log do teste Módulo de

leitura

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31 / 30 LES/DI/PU C-Rio

Arquitetura simplificada da nossa abordagem

Programa principal

Módulo em teste

Módulo de controle

genérico Diretivas

de teste

leitura LERPARM.h

GENERICO.h PRINCIP.h

coordena a realização dos testes; disponibiliza funções genéricas de comparação

TST_ESPC.h

interpreta os comandos genéricos e específicos

*.script

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Arquitetura completa

Programa principal

Módulo em teste

de controle específica Módulo

de controle genérico Diretivas

de teste

Log do teste

Módulo contador Interpretador

contador

Módulo acesso Interpretador

acesso

Arcabouço de apoio ao teste automatizado

Módulo de leitura das diretivas

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Como usar?

• Forma “big bang”

1. Especificar a interface do módulo

• arquivo .h

2. Especificar a linguagem de diretivas de teste, sintaxe

• =<nome da função> <lista parâmetros> <condição retorno>

3. Redigir a massa de teste nesta linguagem

• serve como uma especificação executável!

4. Redigir o módulo de teste específico 5. Redigir o módulo a ser testado

6. Rever cuidadosamente os cinco artefatos 7. Compilar

• usar a biblioteca: ArcaboucoTeste.lib

8. Executar o teste

9. Corrigir até zero falhas observadas pelo teste

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Como usar?

• Forma iterativa

– preparação inicial

1. Especificar parcialmente a interface do módulo a desenvolver 2. Especificar a linguagem de diretivas de teste

3. Redigir parte da massa de teste nesta linguagem 4. Redigir a versão inicial do módulo de teste específico

– todos os comandos retornam TST_CondRetNaoImplementado 5. Redigir o enchimento (stub) do módulo a ser testado

– todas as funções fazem nada, se necessário retornam um valor neutro 6. Rever cuidadosamente os cinco artefatos

7. Compilar

– usar a biblioteca: ArcaboucoTeste.lib 8. Executar o teste

9. Corrigir até que sejam gerados somente erros de comando não implementado

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Como usar?

• Forma iterativa

– iteração

1. Escolher as funções a serem implementadas 2. Rever ou completar a interface do módulo 3. Rever a linguagem de diretivas de teste 4. Redigir a massa de teste nesta linguagem

5. Redigir a parte do módulo de teste específico visando as funções 6. Redigir as funções do módulo a ser testado

7. Rever cuidadosamente os cinco artefatos 8. Compilar

– usar a biblioteca: ArcaboucoTeste.lib 9. Executar o teste

10.Corrigir até que – esteja tudo correto

– sejam gerados somente erros de comando não implementado

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Instalando arcabouço

• Criar uma pasta (ex: arcaboucoLegal)

• Descompactar o Arquivo de instalação da versão 2.02 na pasta criada

• Copiar para a raiz da pasta (arcaboucolegal) o bat vsvars32

– C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 8\Common7\Tools\vsvars32

• Executar o vsvars32

• Executar bats, scripts, testes, ...

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Visual Studio

• Visual Studio 2008 – Editor - Demonstração

– Criar Projeto > Aplicação de Console – Win32 – Importar Arquivos

• ArcabouçoTeste.lib

• CESPDIN.H

• CONTA.H

• GENERICO.H

• LERPARM.H

• TST_ESPC.H

• MODULO - .H, .C e TST.C

– Build da Aplicação – \debug\.exe

• GMake – Compilação via prompt (sugestão)

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Exemplo prático

• Exemplo \arcabouc\simples

• Adicionando nova funçõa

– adicionar prototipo de função no ARVORE.h – adicionar definição da função no ARVORE.c – no TestArv.C

• declarar constante de teste a ser chamada no script

• adicionar tratamento de comando no bloco

– no script

• adicionar constantes

• adicionar comando

• adicionar parâmetros e retorno esperado

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Quais seriam as vantagens?

• Teste automatizado exige rigor ao escrever

– as especificações das interfaces – o script de teste

– embora alguns não acreditem, rigor é sempre vantagem!

• Facilita o desenvolvimento incremental do módulo

– a cada incremento pode-se retestar integralmente o que já foi feito (teste de regressão)

• o que não foi alterado ou acrescido deveria continuar operando tal como esperado

• o que foi alterado e acrescido tem o teste ajustado

• A função de teste específico serve como exemplo de uso do

módulo

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Quais seriam as vantagens?

• O script de teste serve como especificação executável do módulo

– apesar de ser uma especificação incompleta e baseada em exemplos, freqüentemente é mais precisa do que

especificações textuais

• Os problemas encontrados são repetíveis, facilitando a depuração

– reduz significativamente o esforço de teste quando se leva em conta a necessidade de reteste após corrigir ou evoluir o

módulo

• Caso a realização do teste gere um arquivo de log

– documenta os laudos dos testes realizados

– assegura a existência da história da evolução durante o teste.

– passa a ser um atestado da qualidade do módulo

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Quais seriam as vantagens?

• O esforço de redação do módulo de teste específico é pouco maior do que o esforço de redação de um controlador de teste manual.

• Através da linguagem de diretivas de teste pode-se realizar testes tão complexos e detalhados quanto se queira.

– casos de teste selecionados segundo critérios de seleção bem definidos

– redigir as diretivas de teste requer monos esforço do que redigir um controlador de teste contendo o roteiro

• Permite documentar os casos de teste

– os títulos ( “==” ) informam a intenção do caso de teste – necessário para que outros possam mantê-los

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Quais seriam as vantagens?

• Reduz o estresse do desenvolvedor

– é possível particionar o desenvolvimento em etapas – desenvolvimento incremental

– cada qual culminando com um módulo parcial porém corretamente implementado

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E quais seriam as desvantagens?

• O arquivo de diretivas é na realidade um programa

– pode conter defeitos

– se não tomar cuidado, a linguagem e/ou o script de teste tornam-se extensos e complicados

• Ao encontrar uma falha é necessário determinar se é

– defeito no módulo em teste

– defeito no módulo de teste específico – defeito no script de teste

– defeito na especificação do módulo

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E quais seriam as desvantagens?

• Custo inicial maior

– ganha-se ao retestar, ou seja, sempre 

• Ao alterar um módulo, obriga a evoluir  coevolução

– obviamente o módulo sob teste – o módulo de teste específico

– o script de teste, isso pode tornar-se um problema

• se os casos de teste forem mal documentados

• se o script de teste for mal organizado

• se o script de teste não utilizar parâmetros simbólicos

• Nem sempre é possível utilizar teste automatizado

– exibição (rendering) de figuras, gráficos

– interfaces com os sistemas GUI (ex. windows) – leiaute de janelas

– . . .

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45 / 30 LES/DI/PU C-Rio

O Trabalho: Testando a Lista (diretório Lista)

Programa principal

Módulo em teste

Módulo de controle

genérico Diretivas

de teste

leitura LERPARM.h

TST_ESPC.h

LISTA.c LISTA.h TESTELIS.c

fixo

TESTELISTA.script

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46 / 30 LES/DI/PU C-Rio

O Trabalho: Testando a Lista (diretório Lista)

Programa principal

Módulo em teste

Módulo de controle

genérico Diretivas

de teste

leitura LERPARM.h

TST_ESPC.h

LISTA.c LISTA.h TESTELIS.c TESTELISTA.script

Modificações

não esqueçam de satisfazer os princípios de modularidade

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47 / 30 LES/DI/PU C-Rio

PARA CASA: exemplos práticos de uso do arcabouço

• Teste manual:

– Exemplo \arcabouc\manual: mostrado como construir um módulo e o respectivo controlador de teste manual

• Teste automatizado:

– Exemplo \arcabouc\simples: mostrado como construir um módulo e o respectivo módulo de teste específico utilizando a biblioteca do arcabouço de teste

• Comparar o módulo de teste específico com o controlador de teste manual

– os exemplos tratam de um módulo editor de árvores binárias

• Teste automatizado da Lista (Trabalho)

– Exemplo \arcabouc\simples

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48 / 30 LES/DI/PU C-Rio

Dicas para o Trabalho

• Já instalou, compilou e executou o arcabouço de testes?

– Seção 2 da monografia dá todos os passos de instalação

– A biblioteca do arcabouço precisa ser compatível com a versão da plataforma de desenvolvimento utilizada

• portanto, antes de utilizá-la, ela precisa ser recompilada

• “Recomenda-se fortemente...” = leia-se “DEVE LER”

• É parte da tarefa, mesmo antes da aula de teste automatizado, conforme descrito no enunciado:

– ler a monografia “AutoTest...”

– ler o arquivo “...readme” para verificar como instalar – ler a documentação do GMake

• útil para gerar scripts de compilação e ligação

• arquivos .comp devem ser re-executados na sua máquina

– começar a utilizar os exemplos e arcabouço de testes...

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49 / 30 LES/DI/PU C-Rio

Dicas para o Trabalho

• Executar o exemplo TesteLista em linha de comando (CMD)

1. Regere a biblioteca do arcabouço: ArcaboucoTeste.lib

– Vide “Leia.me”

2. Recompilar os arquivos do exemplo: lista\CompilaTudo.bat 3. Executando lista\TesteLista.exe, detalhes são dados

– Não clique duas vezes sobre tal programa, não é uma aplicação windows e deve ser executa no console!

4. Executando lista\TesteLista.exe /sTesteLista.script

• Quem está sem grupo?

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50 / 30 LES/DI/PU C-Rio

Dicas para o Trabalho

• Não esqueça de rever cuidadosamente:

– critérios de avaliação

– procedimentos para entrega do trabalho

• Certifique-se que seu trabalho atende os seguintes pontos:

– estruturação: contém tanto o fonte dos módulos de implementação quanto módulos definição (interface)

• siga princípios de modularidade: interfaces simples e documentadas, alta coesão, baixo acoplamento, ...

– obediência a padrões de programação – execução do código não apresenta falhas

– testes rodam e, idealmente, cobrem condições anormais de uso – Arquivos LEIAME.TXT e RELATOR.TXT

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Trabalho - Dúvidas

• É para fazer o teste de novas funções pelo script?

– SIM

• Será necessário modificar o arquivo TESTLIS.c para que eu possa realizar o teste da minha implementação do módulo Lista?

– SIM, pois certamente haverão modificações na interface do Módulo Lista...

– ... Logo, deve-se modificar o módulo de teste

51 / 30 LES/DI/PU

C-Rio

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Jun 2009 LES/DI/PUC-Rio 52 / 35

Qual o nível de rigor dos testes?

0 iterações

1 iteração

2 iterações

Árvore inexistente Árvore vazia

Modelo de árvore binária ancorada

pEsq Valor pDir pRaiz pCorrente

Estas configurações devem

ser usadas para testar a inserção, exclusão, manipulação...

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53 / 30 LES/DI/PU C-Rio

Não esquecer...

• Preencher tabela de atividades ao longo do processo.

• NÃO DEIXE PARA ÚLTIMA HORA, POIS VOCÊ NÃO SE LEMBRARÁ DO QUE FEZ TAL DIA, TAL HORA.

• Com relatórios similares a esse você aprende a planejar o seu trabalho.

• O relatório é INDIVIDUAL

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