Bài giảng Kĩ thuật lập trình - Bài 9: Gỡ lỗi và kiểm thử - Trịnh Thành Trung

Trịnh Thành Trung (ThS) 
trungtt@soict.hust.edu.vn 
Bài 9 
GỠ LỖI VÀ KIỂM THỬ 
Nội dung 
1. Gỡ lỗi 
2. Kiểm thử 
1. 
Gỡ lỗi 
Debug 
Gỡ rối 
Debug 
▪ Gỡ rối là gì? 
▫ Khi chương trình bị lỗi, gỡ rối là các công việc cần làm để làm 
cho chương trình dịch thông, chạy thông 
▫ Thật không may, gỡ rối luôn là thao tác phải làm khi lập trình, 
thao tác này rất tốn kém 
▪ Cách tốt nhất vẫn là phòng ngừa 
▫ Khi bắt đầu gỡ rối chương trình, bạn đã biết là chương trình 
không chạy. 
▫ Nếu bạn biết lý do tại sao chương trình không chạy, bạn có thể 
sửa được chương trình cho nó chạy 
▫ Nếu bạn hiểu chương trình của bạn, bạn sẽ có ít sai lầm và dễ 
dàng sửa chữa sai sót hơn. Bí quyết là viết mã đơn giản, hiệu quả, 
chú thích hợp lý. 
Gỡ rối 
Debug 
▪ Đối với mã nguồn, tiêu chí nào quan trọng hơn: rõ ràng hay 
chính xác? 
▫ Nếu mã nguồn rõ ràng, bạn có thể làm cho chương trình trở nên 
chính xác. 
▫ Bạn có chắc là làm cho chương trình trở nên chính xác nếu nó 
không rõ ràng hay không? 
▪ Nếu chương trình được thiết kế với cấu trúc tốt, được viết 
bằng phong cách lập trình tốt và áp dụng các kỹ thuật viết 
chương trình hiệu quả, bẫy lỗi thì chi phí cho việc gỡ rối sẽ 
được giảm thiểu. 
Tìm kiếm và 
gỡ rối 
▪ Khi có lỗi, ta thường đổ cho trình dịch, thư viện hay bất cứ 
nguyên nhân khách quan nào khác tuy nhiên, cuối cùng thì 
lỗi vẫn là lỗi của chương trình, và trách nhiệm gỡ rối thuộc về 
LTV 
▪ Phải hiểu vấn đề xuất phát từ đâu thì mới giải quyết được: 
▫ Lỗi xảy ra ở đâu? Hầu hết các lỗi thường đơn giản và dễ tìm. 
Hãy khảo sát các đầu mối và cố gắng xác định được đoạn mã 
nguồn gây lỗi 
▫ Lỗi xảy ra như thế nào? Khi đã có một số thông tin về lỗi và nơi 
xảy ra lỗi, hãy suy nghĩ xem lỗi xảy ra như thế nào 
▫ Đâu là nguyên nhân gây lỗi? Suy luận ngược trở lại trạng thái 
của chương trình để xác định nguyên nhân gây ra lỗi 
“ Gỡ rối liên quan đến việc suy luận lùi, giỗng như phá án. Một 
số vấn đề không thể xảy ra và chỉ 
có những thông tin xác thực mới 
đáng tin cậy. Phải đi ngược từ kết 
quả để khám phá nguyên nhân. 
Khi có lời giải thích đầy đủ, ta sẽ 
biết được vấn đề cần sửa và có 
thể phát hiện ra một số vấn đề 
khác 
Debugging 
Heuristic 
Debugging Heuristic Áp dụng khi nào 
(1) Hiểu các thông báo lỗi (error messages) Build-time (dịch) 
(2) Nghĩ trước khi viết lại chương trình 
Run-time (chạy) 
(3) Tìm kiếm các lỗi (bug) hay xảy ra 
(4) Divide and conquer 
(5) Viết thêm các đoạn mã kiểm tra để 
chương trình tự kiểm tra nó 
(6) Hiện thị kết quả 
(7) Sử dụng debugger 
(8) Tập trung vào các lệnh mới viết / mới viết 
lại 
Hiểu 
các thông báo lỗi 
▪ Gỡ rối khi dịch (build-time) chương trình dễ hơn gỡ rối khi 
chạy chương trình nếu LTV hiểu được các thông báo lỗi 
▪ Một số thông báo lỗi đến từ preprocessor 
#include 
int main(void) 
/* Print "hello, world" to stdout and 
 return 0. 
{ 
 printf("hello, world\n"); 
 return 0; 
} 
$ gcc217 hello.c -o hello 
hello.c:1:20: stdioo.h: No such file or directory 
hello.c:3:1: unterminated comment 
hello.c:2: error: syntax error at end of input 
Gõ sai tên file cần gọi 
Thiếu dấu */ 
Hiểu 
các thông báo lỗi 
▪ Một số thông báo lỗi đến từ compiler 
#include 
int main(void) 
/* Print "hello, world" to stdout and 
 return 0. */ 
{ 
 printf("hello, world\n") 
 retun 0; 
} 
$ gcc217 hello.c -o hello 
hello.c: In function `main': 
hello.c:7: error: `retun' undeclared (first use in this function) 
hello.c:7: error: (Each undeclared identifier is reported only once 
hello.c:7: error: for each function it appears in.) 
hello.c:7: error: syntax error before numeric constant 
Sai từ khóa 
Hiểu 
các thông báo lỗi 
▪ Một số thông báo lỗi đến từ linker 
 #include 
int main(void) 
/* Print "hello, world" to stdout and 
 return 0. */ 
{ 
 prinf("hello, world\n") 
 return 0; 
} 
$ gcc217 hello.c -o hello 
hello.c: In function `main': 
hello.c:6: warning: implicit declaration of function `prinf' 
/tmp/cc43ebjk.o(.text+0x25): In function `main': 
: undefined reference to `prinf' 
collect2: ld returned 1 exit status 
Sai tên hàm 
được gọi 
Compiler warning (not error): prinf() 
được gọi trước khi khai báo Linker error: không tìm thấy 
định nghĩa hàm prinf() 
“ Việc thay đổi mã nguồn không hợp lý có thể gây ra nhiều vấn 
đề hơn là để nguyên không thay 
đổi gì, do đó phải luôn suy nghĩ 
trước khi làm 
Suy nghĩ 
trước khi viết 
▪ Gỡ rối ngay khi gặp 
▫ Khi phát hiện lỗi, hãy sửa ngay, đừng để sau mới sửa, vì có thể 
lỗi không xuất hiện lại (do tình huống) 
▫ Cân nhắc: việc sửa chữa này có ảnh hưởng tới các tình huống 
khác hay không ? 
▪ Quan sát lỗi từ góc độ khác 
▫ Viết đoạn mã nguồn gây lỗi ra giấy 
▸ Đừng chép hết cả đoạn không có nguy cơ gây lỗi, hoặc in toàn bộ 
code ra giấy in => phá vỡ cây cấu trúc 
▫ Vẽ hình minh họa các cấu trúc dữ liệu 
▸ Nếu mà giải thuật làm thay đổi CTDL, vẽ lại hình trước khi viết lại 
giải thuật 
▫ Đọc trước khi gõ vào 
▸ Đừng vội vàng, khi không rõ điều gì thực sự gây ra lỗi và sửa 
không đúng chỗ sẽ có nguy cơ gây ra lỗi khác 
Suy nghĩ 
trước khi viết 
▪ Tạm dừng viết chương trình 
▫ Khi gặp vấn đề, khó khăn, chậm tiến độ, lập tức thay đổi công 
việc => rút ra khỏi luồng quán tính sai lầm  
▫ Bỏ qua đoạn chương trình có lỗi 
▫ Khi nào cảm thấy sẵn sàng thì chữa 
▪ Giải thích logic của đoạn mã nguồn: 
▫ Cho chính bạn 
▸ Tạo điều kiện để suy nghĩ lại 
▫ Cho ai khác có thể phản bác 
▸ Extrem programming : làm việc theo cặp, pair programming, 
người này LT, người kia kiểm tra, và ngược lại 
▫ Cho cái gì đó không thể phản bác (cây, cốc trà đá, gấu bông) 
▸ Tạo điều kiện củng cố suy luận của mình 
Tìm các lỗi 
tương tự 
int i; 
scanf("%d", i); 
char c; 
c = getchar(); 
switch (i) { 
 case 0: 
 /* missing break */ 
 case 1: 
 break; 
} 
if (i = 5) 
if (5 < i < 10) 
if (i & j) 
while (c = getchar() != EOF) 
Tips: nếu đặt chế độ cảnh báo 
(warnings) khi dịch thì hầu hết 
các lỗi kiểu này sẽ được phát 
hiện 
Tìm các lỗi 
tương tự 
▪ Khi gặp vấn đề, hãy liên tưởng đến những trường hợp 
tương tự đã gặp 
▫ Vd1 : 
 int n; scanf(“%d”,n); ? 
▫ Vd2 : 
 int n=1; double d=PI; 
 printf(“%d %f \n”,d,n); ?? 
▪ Không khởi tạo biến (với C) cũng sẽ gây ra những lỗi khó 
lường. 
Tìm các lỗi 
tương tự 
▪ Làm cho lỗi xuất hiện lại 
▫ Cố gắng làm cho lỗi có thể xuất hiện lại khi cần 
▫ Nếu không được, thì thử tìm nguyên nhân tại sao lại không làm 
cho lỗi xuất hiện lại 
1. Array as a parameter handled improperly – 
Tham số mảng được xử lý không đúng cách 
2. Array index out of bounds – Vượt ra ngoài 
phạm vi chỉ số mảng 
3. Call-by-value used instead of call-by 
reference for function parameters to be 
modified – Gọi theo giá trị, thay vì gọi theo 
tham chiếu cho hàm để sửa 
4. Comparison operators misused – Các toán tử 
so sánh bị dùng sai 
5. Compound statement not used - Lệnh phức hợp 
không được dùng 
6. Dangling else - nhánh else khong hợp lệ 
7. Division by zero attempted - Chia cho 0 
8. Division using integers so quotient gets 
truncated – Dùng phép chia số nguyên nên phần 
thập phân bị cắt 
9. Files not closed properly (buffer not 
flushed) - File không được đóng phù hợp ( 
buffer không bị dẹp) 
10. Infinite loop - lặp vô hạn 
11. Global variables used – dùng biến tổng thể 
{C/C++} 
12. IF-ELSE not used properly – dùng if-else 
không chuân 
13. Left side of assignment not an L-value - 
phía trái phép gán không phải biến 
14. Loop has no body – vòng lặp không có thân 
15. Missing "&" or missing "const" with a 
call-by-reference 
function parameter – thiếu dấu & hay từ khóa 
const với lời gọi tham số hàm theo tham chiếu 
16. Missing bracket for body of function or 
compound statement – Thiếu cặp {} cho thân của 
hàm hay nhóm lệnh 
17. Mission reference to namespace - Thiếu 
tham chiếu tới tên miền 
18. Missing return statement in a value-
returning function – Thiếu return 
19. Missing semi-colon in simple statement, 
function prototypes, struct definitions or 
class definitions – thiếu dấu ; trong lệnh 
đơn  
20. Mismatched data types in expressions – 
kiểu dữ liệu không hợp 
21. Operator precedence misunderstood - Hiểu 
sai thứ tự các phép toán 
{C/C++} 
22. Off-by-one error in a loop – Thoát khỏi 
bởi 1 lỗi trong vòng lặp 
23. Overused (overloaded) local variable names 
- Trùng tên biến cục bộ 
24. Pointers not set properly or overwritten 
in error – Con trỏ không được xác định đúng 
hoặc trỏ vào 1 vị trí không có 
25. Return with value attempted in void 
function – trả về 1 giá trị trong 1 hàm void 
26. Undeclared variable name – không khai báo 
biến 
27. Un-initialized variables – Không khởi tạo 
giá trị 
28. Unmatched parentheses – thiếu } 
29. Un-terminated strings - xâu không kết 
thúc, thiếu " 
30. Using "=" when "= =" is intended or vice 
versa 
31. Using "&" when "&&" is intended or vice 
versa 
32. "while" used improperly instead of "if" – 
while được dùng thay vì if 
{C/C++} 
Chia để 
trị 
▪ Thu hẹp phạm vi 
▪ Tập trung vào dữ liệu gây lỗi 
Chia để 
trị 
▪ Khử đầu vào 
▫ Thử chương trình với các tham số đầu vào từ đơn giản đến 
phức tạp, từ nhỏ đến lớn để tìm lỗi 
▪ Ví dụ: chương trình lỗi với file đầu vào filex 
▫ Tạo ra phiên bản copy của filex , tên là filexcopy 
▫ Xoá bớt nửa sau của filexcopy 
▫ Chạy chương trình với tham số đầu vào là filexcopy 
▸Nếu chạy thông => nửa đầu của filex không gây lỗi, loại bỏ nửa 
này, tìm lỗi trong nửa sau của filex 
▸Nếu không chạy => nửa đầu của filex gây lỗi, loại bỏ nửa sau, tìm 
lỗi trong nửa đầu của filex 
▫ Lặp cho đến khi không còn dòng nào trong filex có thể bị loại bỏ 
▪ Cách khác: bắt đầu với một ít dòng trong filex, thêm dần các dòng vào 
cho đến khi thấy lỗi 
Chia để 
trị 
▪ Khử mã nguồn 
▫ Thử chương trình với các đoạn mã nguồn từ ngắn đến dài để 
tìm lỗi 
▪ Ví dụ: đoạn chương trình có sử dụng đến các phần CTC khác 
không chạy 
▫ Viết riêng từng lời gọi hàm trong đoạn chương trình bị lỗi (test 
client) 
▸ hoặc viết thêm phần kiểm tra gọi hàm vào phần CTC được gọi 
▫ Chạy thử test client 
▫ Không chạy => lỗi liên quan đến việc gọi/ thực hiện CTC vừa thử 
▫ Chạy thông => lỗi nằm trong phần còn lại, tiếp tục thử gọi các 
hàm khác 
Viết thêm 
mã kiểm tra 
▪ Dùng internal test để khử lỗi trong chương trình và giảm 
nhẹ công việc tìm kiếm lỗi 
▫ Chỉ cần viết thêm một hàm để kiểm tra, gắn vào trước và sau 
đoạn có nguy cơ, comment lại sau khi đã xử lý xong lỗi 
▫ Các kỹ thuật viết thêm mã tự kiểm tra cho chương trình đã học 
▸ Kiểm tra các giá trị không thay đổi 
▸ Kiểm tra các đặc tính cần bảo lưu 
▸ Kiểm tra giá trị trả về của hàm 
▸ Thay đổi mã nguồn tạm thời 
▸ Kiểm tra mà không làm thay đổi mã nguồn 
▪ Dùng assertion để nhận dạng các lỗi có trong chương trình 
▫ Kiểm tra các giá trị không thay đổi 
Viết thêm 
mã kiểm tra 
#ifndef NDEBUG 
int isValid(MyType object) { 
 Test invariants here. 
 Return 1 (TRUE) if object passes 
 all tests, and 0 (FALSE) otherwise. 
} 
#endif 
void myFunction(MyType object) { 
 assert(isValid(object)); 
 Manipulate object here. 
 assert(isValid(object)); 
} 
Can use NDEBUG 
in your code, just 
as assert does 
Hiển thị 
output 
▪ In giá trị của các biến tại các điểm có khả năng gây lỗi để 
định vị khu vực gây lỗi, hoặc 
▪ Xác định tiến trình thực hiện : “đến đây 1” 
▪ Poor: 
▪ Maybe better: 
▪ Better: 
printf("%d", keyvariable); 
stdout is buffered; chương 
trình có thể có lỗi trước khi 
hiện ra output 
printf("%d", keyvariable); 
fflush(stdout); 
printf("%d\n", keyvariable); 
Gọi fflush() để làm sạch 
buffer 1 cách tường minh 
In '\n' sẽ xóa bộ nhớ đệm 
stdout , nhưng sẽ không 
xóa khi in ra file 
Hiển thị 
output 
▪ Tạo log file 
▪ Lưu vết 
▫ Giúp ghi nhớ đc các vấn đề đã xảy ra, và giải quyết các vđề 
tương tự sau này, cũng như khi chuyển giao chương trình cho 
người khác.. 
▪ Maybe even better: 
▪ Maybe better still: 
fprintf(stderr, "%d", keyvariable); 
FILE *fp = fopen("logfile", "w"); 
fprintf(fp, "%d", keyvariable); 
fflush(fp); 
In debugging output ra 
stderr; debugging 
output có thể tách biệt 
với đầu ra thông thường 
bằng cách in ấn của 
chương trình 
Ghi ra 1 a log file 
Ngoài ra: stderr không 
dùng buffer 
Sử dụng 
debugger 
▪ IDE : kết hợp soạn thảo, biên dịch, gỡ rối  
▪ Các trình gỡ rối với giao diện đồ họa cho phép chạy chương 
trình từng bước qua từng lệnh hoặc từng hàm, dừng ở những 
dòng lệnh đặc biệt hay khi xuất hiện những đk đặc biệt, bên 
canh đó có các công cụ cho phép định dạng và hiển thị giá trị 
các biến, biểu thức 
▪ Trình gỡ rối có thể được kích hoạt trực tiếp khi có lỗi hoặc 
gắn vào chương trình đang chạy. 
▪ Thường để tìm ra lỗi , ta phải xem xét thứ tự các hàm đã đc 
kích hoạt ( theo vết) và hiển thị các giá trị các biến liên quan 
Sử dụng 
debugger 
▪ Nếu vẫn không phát hiện đc lỗi: dùng các BreakPoint hoạc 
chạy từng bước – step by step 
▫ Chạy từng bước là phương sách cuối cùng 
▪ Có nhiều công cụ gỡ rối mạnh và hiệu quả, tại sao ta vẫn mất 
nhiều thời gian và trí lực để gỡ rối? 
▪ Nhiều khi các công cụ không thể giúp dễ dàng tìm lỗi, nếu 
đưa ra một câu hỏi sai, trình gỡ rối sẽ cho một câu trả lời, 
nhưng ta có thể không biết là nó đang bị sai 
Sử dụng 
debugger 
▪ Nhiều khi vấn đề tưởng quá đơn giản nhưng lại không phát 
hiện được, ví dụ các toán tử so sánh trong pascal và VB có độ 
ưu tiên ngang nhau, nhưng với C ? 
▪ Thứ tự các đối số của lời gọi hàm: ví dụ strcpy(s1,s2) 
 int m[6]={1,2,3,4,5,6}, *p,*q; 
 p=m; q=p+2; *p++ =*q++; *p=*q; ??? 
▪ Lỗi loại này khó tìm vì bản thân ý nghĩ của ta vạch ra một 
hướng suy nghĩ sai lệch: coi điều không đúng là đúng 
▪ Đôi khi lỗi là do nguyên nhân khách quan: Trình biên dịch, 
thư viện hay hệ điều hành, hoặc lỗi phần cứng: 1994 lỗi xử lý 
dấu chấm độngng trong bộ xử lý Pentium 
Sử dụng 
debugger 
GDB 
▪ Gỡ rối được các chương trình viết bằng Ada, C, C++, 
Objective-C, Pascal, v.v., chạy trên cùng máy cài đặt GDB hay 
trên máy khác 
▪ Hoạt động trên nền UNIX và Microsoft Windows 
▪ Các chức năng hỗ trợ: 
▫ Bắt đầu chương trình, xác định những yếu tố làm ảnh hưởng 
đến hoạt động của chương trình 
▫ Dừng chương trình với điều kiện biết trước 
▫ Khi chương trình bị dừng, kiểm tra những gì đã xảy ra 
▫ Thay đổi các lệnh trong chương trình để LTV có thể thử nghiệm 
gỡ rối từng lỗi một 
Tập trung vào các 
thay đổi mới nhất 
▪ Lỗi thường xảy ra ở những đoạn chương trình mới được bổ 
sung 
▪ Nếu phiên bản cũ OK, phiên bản mới có lỗi => lỗi chắc chắn 
nằm ở những đoạn chương trình mới 
▪ Lưu ý, khi sửa đổi, nâng cấp : hãy giữ lại phiên bản cũ – đơn 
giản là comment lại đoạn mã cũ 
▪ Đặc biệt, với các hệ thống lớn, làm việc nhóm thì việc sử 
dụng các hệ thống quản lý phiên bản mã nguồn và các cơ chế 
lưu lại quá trình sửa đổi là vô cùng hữu ích ( source safe ) 
Tập trung vào các 
thay đổi mới nhất 
▪ Các lỗi xuất hiện thất thường: 
▫ Khó giải quyết 
▫ Thường gán cho lỗi của máy tính, hệ điều hành  
▫ Thực ra là do thông tin của chính chương trình: không phải do 
th ... 
“Kiểm tra để đáp ứng các tiêu chuẩn đảm bảo rằng mỗi đường 
dẫn logic xuyên suốt chương trình được kiểm tra. Thường thì 
đường dẫn xuyên suốt chương trình này được nhóm thành một 
tập hữu hạn các lớp . Một đường dẫn từ mỗi lớp sau đó được 
kiểm tra. " 
‒ Glossary of Computerized System and Software Development Terminology 
▪ Khó hơn nhiều so với statement testing 
▫ Với các chương trình đơn giản, có thể liệt kê các nhánh đường dẫn 
xuyên suốt code 
▫ Ngược lại, bằng các đầu vào ngẫu nhiên tạo các đường dẫn theo 
chương trình 
Kiểm chứng 
lộ trình 
▪ Example pseudocode: 
▪ Đòi hỏi 4 tập dữ liệu: 
▫ condition1 là true và condition2 là true 
▫ condition1 là true và condition2 là false 
▫ condition1 là false và condition2 là true 
▫ condition1 là false và condition2 la false 
▪ Chương trình thực tế => bùng nổ các tổ hợp!!! 
if (condition1) 
 statement1; 
else 
 statement2; 
if (condition2) 
 statement3; 
else 
 statement4; 
Path testing: 
Cần đảm bảo tất cả các đường 
dẫn được thực hiện 
Kiểm chứng 
lộ trình 
(1) input(A,B) 
 if (A>0) 
(2) Z = A; 
 else 
(3) Z = 0; 
 if (B>0) 
(4) Z = Z+B; 
(5) output(Z) What is the path condition for path ? 
A>0 
F 
2 3 
1 
4 
5 
B>0 
T 
F 
T 
(A>0) && (B 0) 
Kiểm chứng 
lộ trình 
(1) input(A,B) 
 if (A>B) 
(2) B = B*B; 
 if (B<0) 
(3) Z = A; 
 else 
(4) Z = B; 
(5) output(Z) 
What is the path condition for path ? 
 (A>B) && (B<0) 
A>B 
F 
2 
4 
1 
3 
5 
T 
F T 
B<0 
Kiểm chứng 
lộ trình 
(1) input(A,B) 
 if (A>B) 
(2) B = B*B; 
 if (B<0) 
(3) Z = A; 
 else 
(4) Z = B; 
(5) output(Z) 
What is the path condition for path ? 
 (A>B) Л (B<0) (B
2
<0) = FALSE 
A>B 
F 
2 
4 
1 
3 
5 
T 
F 
T 
T 
B<0 
Kiểm chứng 
tải 
(4) Stress testing 
“Tiến hành thử nghiệm để đánh giá một hệ thống hay thành phần 
tại hoặc vượt quá các giới hạn của các yêu cầu cụ thể của nó” 
‒ Glossary of Computerized System and Software Development Terminology 
▪ Phải tạo 
▫ Một tập lớn đầu vào 
▫ Các đầu vào ngẫu nhiên (binary vs. ASCII) 
▪ Nên dùng máy tính để tạo đầu vào 
Kiểm chứng 
tải 
▪ Example program: 
▪ Mục tiêu: Copy tất cả các ký tự từ stdin vào stdout; nhưng 
lưu ý bug!!! 
▪ Làm việc với tập dữ liệu ASCII chuẩn (tự tạo) 
▪ Máy tính tự tạo ngẫu nhiên tập dữ liệu dạng 255 (decimal), 
hay 11111111 (binary), và EOF để dừng vòng lặp 
#include 
int main(void) { 
 char c; 
 while ((c = getchar()) != EOF) 
 putchar(c); 
 return 0; 
} 
Stress testing: Phải 
cung cấp random 
(binary and ASCII) 
inputs 
Kiểm chứng 
tải 
▪ Example program: 
▪ Mục tiêu: Đếm và in số các kỹ tự trong stdin 
▪ Làm việc với tập dữ lieu có kích thước phù hợp 
▪ Sẽ có lỗi với tập dữ liệu do máy tạo chứa hơn 32767 
characters 
#include 
int main(void) { 
 short charCount = 0; 
 while (getchar() != EOF) 
 charCount++; 
 printf("%hd\n", charCount); 
 return 0; 
} 
Stress testing: Phải 
cung cấp số lượng 
input rất lớn 
Các 
kỹ thuật 
kiểm thử 
KIỂM THỬ 
TRONG 
Kiểm thử trong 
Internal testing 
▪ Internal testing: Thiết kế chương trình để chương trình tự 
kiểm thử 
▪ Internal testing techniques 
(1) Kiểm tra bất biến - Testing invariants 
(2) Kiểm tra các thuộc tính lưu trữ -Verifying 
conservation properties 
(3) Kiểm tra các giá trị trả về - Checking function 
return values 
(4) Tạm thay đổi code - Changing code temporarily 
(5) Giữ nguyên mã thử nghiệm - Leaving testing code 
intact 
Kiểm tra tính 
bất biến 
(1) Testing invariants 
▫ Thử nghiệm các đk trước và sau 
▫ Vài khía cạnh của cấu trức dữ liệu không đc thay đổi 
▫ 1 hàm tác động đến cấu trúc dữ liệu phải kiểm tra các bất biến ở đầu 
và cuối nó 
▫ Ví dụ: Hàm “doubly-linked list insertion” 
▸ Kiểm tra ở đầu và cuối 
Xoay doubly-linked list 
Khi node x trỏ ngược lại node y, thì liệu node y có trỏ ngược lại node x? 
▫ Ví dụ: “binary search tree insertion” function 
▸ Kiểm tra ở đầu và cuối 
Xoay tree 
Các nodes có còn đc sắp xếp không? 
Kiểm tra tính 
bất biến 
#ifndef NDEBUG 
int isValid(MyType object) { 
 Test invariants here. 
 Return 1 (TRUE) if object passes 
 all tests, and 0 (FALSE) otherwise. 
} 
#endif 
void myFunction(MyType object) { 
 assert(isValid(object)); 
 Manipulate object here. 
 assert(isValid(object)); 
} 
Có thể dùng NDEBUG 
trong code, giống như 
assert 
▪ Có thể dung 
assert() 
Kiểm tra các 
thuộc tính lưu trữ 
▫ Khái quát hóa của testing invariants 
▫ 1 hàm cần kiểm tra các cấu trúc dữ liệu bị tác động tại các điểm 
đầu và cuối 
▫ VD: hàm str_concat() 
▸ Tại điểm đầu, tìm độ dài của 2 xâu đã cho; tính tổng 
▸ Tại điểm cuối, tìm độ dài của xâu kết quả 
▸ 2 độ dài có bằng nhau không ? 
▫ VD: Hàm chèn thêm PT vào danh sách -List insertion function 
▸ Tại điểm khởi đầu, tính độ dài ds 
▸ Tại điểm cuối, Tính độ dài mới 
▸ Độ dài mới = độ dài cũ + 1? 
Kiểm tra 
giá trị trả về 
▪ Trong Java và C++ 
▫ Phương thức bị phát hiện có lỗi có thể tung ra một “checked 
exception” 
▫ Phương thưc triệu gọi phải xử lý ngoại lệ 
▪ Trong C 
▫ Không có cơ chế xử lý exception 
▫ Hàm phát hiện có lỗi chủ yếu thông qua giá trị trả về 
▫ Người LT thường dễ dàng quên kiểm tra GT trả về 
▫ Nói chung là chúng ta nên kiểm tra GT trả về 
Kiểm tra 
giá trị trả về 
▫ VD: scanf() trả về số của các giá trị được đọc 
▫ VD: printf() có thể bị lỗi nếu ghi ra file và đĩa bị đầy; Hàm 
này trả về số ký tự được ghi (không phải giá trị) 
int i; 
if (scanf("%d", &i) != 1) 
 /* Error */ 
int i = 100; 
if (printf("%d", i) != 3) 
 /* Error */ 
int i; 
scanf("%d", &i); 
Bad code Good code 
int i = 100; 
printf("%d", i); 
Bad code??? Good code, or overkill??? 
Tạm thay đổi 
mã nguồn 
▫ Tạm thay đổi code để tạo ranh giới nhân tạo hoặc stress tests 
▫ VD: chương trình sắp xếp trên mảng 
▸ Tạm đặt kích thước mảng nhỏ 
▸ chương trình có xử lý tràn số hay không ? 
▫ Viết 1 phiên bản hàm cấp phát bộ nhớ và phát hiện ra lỗi sớm, 
để kiểm chứng đoạn mã nguồn bị lỗi thiếu bộ nhớ 
void *testmalloc( size_t n) { 
 static int count =0; 
 if (++count > 10) 
 return NULL; 
 else 
 return malloc(n); 
} 
Giữ nguyên 
mã kiểm tra 
▫ Để nguyên trạng các đoạn kiểm tra trên code 
▫ Có thể khoanh lại = #ifndef NDEBUG  #endif 
▫ Kiểm tra với tùy chọn –DNDEBUG gcc 
▸ Bặt/Tắt assert macro 
▸ Cũng có thể Bật/tắt debugging code 
▪ Cẩn trọng với conflict: 
▫ Mở rộng thử nghiệm nội bộ có thể giảm chi phí bảo trì 
▫ Code rõ ràng có thể giảm chi phí bảo trì 
▫ Nhưng mở rộng thử nghiệm nội bộ có thể làm giảm độ rõ ràng 
của Code 
Các chiến lược 
kiểm thử 
Các chiến lược 
kiểm thử 
Testing strategies 
(1) Kiểm chứng tăng dần - Testing incrementally 
(2) So sánh các cài đặt - Comparing implementations 
(3) Kiểm chứng tự động - Automation 
(4) Bug-driven testing 
(5) Tiêm, gài lỗi - Fault injection 
Kiểm chứng 
tăng dần 
(1) Testing incrementally 
▫ Test khi viết code 
▸ Thêm test khi tạo 1 lựa chọn mới - new cases 
▸ Test phần đơn giản trước phần phức tạp 
▸ Test units (tức là từng module riêng lẻ) trước khi testing toàn hệ 
thống 
▫ Thực hiện regression testing – kiểm thử hồi quy 
▸ Xử lý đc 1 lỗi thường tạo ra những lỗi mới trong 1 hệ thống lớn, vì 
vậy  
▸ Phải đảm bảo chắc chắn hệ thống không “thoái lui” kiểu như chức 
năng trước kia đang làm việc giờ bị broken, nên 
▸ Test mọi khả năng để so sanh phiên bản mới với phiên bản cũ 
Kiểm chứng 
tăng dần 
▫ Tạo “giàn giáo” - scaffolds và “mẫu” - stubs để test đoạn code 
mà ta quan tâm 
Đoạn code cần quan tâm 
Hàm được gọi 
bởi đoạn code cần 
quan tâm 
Hàm được gọi 
bởi đoạn code cần 
quan tâm 
Hàm gọi đến code 
mà ta quan tâm 
Scaffold: Đoạn code 
tạm thời gọi đến code 
Mà ta quan tâm 
Stub: Đoạn code 
Tạm thời được gọi 
Bởi đoạn code cần 
Quan tâm 
So sánh 
các cài đặt 
(2) Compare implementations 
▫ Hãy chắc chắn rằng các triển khai độc lập hoạt động như nhau 
▫ Ví dụ: So sánh hành vi của các hàm bạn tạo trong str.h với các 
hàm trong thư viện string.h 
▫ Đôi khi 1 kết quả có thể đc tính bằng 2 cách khác nhau, 1 bài 
toán có thể giải bằng 2 phương pháp, thuật toán khác nhau. Ta 
có thể xây dựng cả 2 chương trình, nếu chúng có cùng kết quả thì 
có thể khẳng định cả 2 cùng đúng, còn kết quả khác nhau thì ít 
nhất 1 trong 2 chương trình bị sai. 
Kiểm chứng tự động 
Automation 
(3) Automation 
▫ Là quá trình xử lý 1 cách tự động các bước thực hiện test case = 
1 công cụ nhằm rut ngắn thời gian kiểm thử. 
▫ Ba quá trình kiểm chúng bao gồm : 
▸ Thực hiện kiểm chứng nhiều lần 
▸ Dùng nhiều bộ dữ liệu nhập 
▸ Nhiều lần so sánh dữ liệu xuất 
▫ vì vậy cần kiểm chứng = chương trình để : tránh mệt mỏi, giảm 
sự bất cẩn  
▫ Tạo testing code 
▸ Viết 1 bộ kiểm chứng để kiểm tra toàn bộ chương trình mỗi khi có 
sự thay đổi, sau khi biên dịch thành công 
▫ Cần biết cái gì được chờ đợi 
▸ Tạo ra các đầu ra, sao cho dễ dàng nhận biết là đúng hay sai 
Kiểm chứng tự động 
Automation 
▪ Tự động hóa kiểm chứng lùi 
▫ Tuần tự kiểm chứng so sánh các phiên bản mới với những 
phiên bản cũ tương ứng. 
▫ Mục đích: đảm bảo việc sửa lỗi sẽ không làm ảnh hưởng 
những phần khác trừ khi chúng ta muốn 
▫ 1 số hệ thống có công cụ trợ giúp kiểm chứng tự động : 
▸ Ngôn ngữ scripts : cho phép viết các đoạn script để test tuần tự 
▸ Unix : có các thao tác trên tệp tin như cmp và diff để so sanh dữ 
liệu xuất, sort sắp xếp các phần tử, grep để kiểm chứng dữ liệu 
xuất, wc, sum va freq để tổng kết dữ liệu xuất 
▫ Khi kiểm chứng lùi, cần đảm bảo phiên bản cũ là đúng, nếu 
sai thì rất khó xác định và kết quả sẽ không chính xác 
▫ Cần phải kiểm tra chính việc kiểm chứng lùi 1 cách định kỳ 
để đảm bảo nó vẫn hợp lệ 
Kiểm chứng tự động 
Automation 
▪ Dùng các công cụ test 
- QuickTest professional 
- TestMaker 
- Rational Robot 
- Jtest 
- Nunit 
- Selenium 
- . 
Kiểm chứng hướng lỗi 
Bug-driven 
(4) Kiểm chứng hướng lỗi: Bug-driven testing 
▫ Tìm thấy 1 bug => Ngay lập tức tạo 1 test để bắt lỗi 
▫ Đơn giản hóa việc kiểm chứng lùi 
(5) Fault injection 
▫ Chủ động (tạm thời) cài các bugs!!! 
▫ Rồi quyết định nếu tìm thấy chúng 
▫ Kiểm chứng bản thân kiểm chứng!!! 
Các 
phương pháp 
kiểm thử 
Các phương pháp 
kiểm thử 
▪ Black-Box: Testing chỉ dựa trên việc phân tích các yêu cầu - 
requirements (unit/component specification, user 
documentation, v.v.). Còn được gọi là functional testing. 
▪ White-Box: Testing dựa trên việc phân tích các logic bên 
trong - internal logic (design, code, v.v.). (Nhưng kết quả 
mong đợi vẫn đến từ requirements.) Còn đc gọi là structural 
testing. 
Kiểm thử 
hộp trắng 
▪ Còn được gọi là clear box testing, glass box testing, 
transparent box testing, or structural testing, thường thiết kế 
các trường hợp kiểm thử dựa vào cấu trúc bên trong của 
phần mềm. 
▪ WBT đòi hỏi kĩ thuật lập trình am hiểu cấu trúc bên trong 
của phần mềm (các đường, luồng dữ liệu, chức năng, kết quả) 
▪ Phương thức: Chọn các đầu vào và xem các đầu ra 
Kiểm thử 
hộp trắng 
Đặc điểm 
▪ Phụ thuộc vào các cài đặt hiện tại của hệ thống và của phần 
mềm, nếu có sự thay đổi thì các bài test cũng cần thay đổi 
theo. 
▪ Được ứng dụng trong các kiểm tra ở cấp độ mô đun (điển 
hình), tích hợp (có khả năng) và hệ thống của quá trình test 
phần mềm. 
Kiểm thử 
hộp đen 
▪ Black-box testing sử dụng mô tả bên ngoài của phần mềm 
để kiểm thử, ,bao gồm các đặc tả (specifications), yêu cầu 
(requirements) và thiết kế (design). 
▪ Không có sự hiểu biết cấu trúc bên trong của phần mềm 
▪ Các dạng đầu vào có dạng hàm hoặc không, hợp lệ và không 
không hợp lệ và biết trước đầu hợp lệ và không không hợp lệ 
và biết trước đầu ra 
▪ Được sử dụng để kiểm thử phần mềm tại mức: mô đun, tích 
hợp, hàm, hệ thống và chấp nhận. 
Kiểm thử 
hộp đen 
▪ Ưu điểm của kiểm thử hộp đen là khả năng đơn giản hoá 
kiểm thử tại các mức độ được đánh giá là khó kiểm thử 
▪ Nhược điểm là khó đánh giá còn bộ giá trị nào chưa được 
kiểm thử hay không 
Kiểm thử 
hộp đen 
Các kỹ thuật chính của kiểm thử hộp đen 
▪ Decision Table testing 
▪ Pairwise testing 
▪ State transition tables 
▪ Tests of Customer Requirement 
▪ Equivalence partitioning 
▪ Boundary value analysis 
▪ Failure Test Cases 
Kiểm thử 
hộp xám 
▪ Là sự kết hợp của kiểm thử hộp đen và kiểm thử hộp trắng 
khi mà người kiểm thử biết được một phần cấu trúc bên 
trong của phần mềm 
• Khác với kiểm thử hộp đen 
▪ Là dạng kiểm thử tốt và có sự kết hợp các kĩ thuật của cả 
kiểm thử hộp đen và các kĩ thuật của cả kiểm thử hộp đen và 
hộp trắng 
Ai kiểm thử 
cái gì? 
▪ Programmers 
▫ White-box testing 
▫ Ưu điểm: Người triển khai nắm rõ mọi luồng dữ liệu 
▫ Nhược: Bị ảnh hưởng bởi cách thức code đc thiết kê/viết 
▪ Quality Assurance (QA) engineers 
▫ Black-box testing 
▫ Pro: Không có khái niệm về implementation 
▫ Con: Không muốn test mọi logical paths 
▪ Customers 
▫ Field testing 
▫ Pros: Có các cách sử dụng chương trình bất ngờ;dễ gây lỗi 
▫ Cons: Không đủ trường hợp; khách hàng không thích tham gia 
vào quá trình test ; 
Các phương pháp 
khác 
▪ Sanity testing 
▪ Smoke testing 
▪ Software testing 
▪ Stress testing 
▪ Test automation 
▪ Web Application Security Scanner 
▪ Fuzzing 
▪ Acceptance testing 
▪ Sanwich Testing 
Các mức độ 
kiểm thử 
▪ Unit: testing các mẫu công việc nhỏ nhất của lập trình viên để có 
thể lập kế hoạch và theo dõi hợp lý (vd : function, procedure, 
module, object class,) 
▪ Component: testing 1 tập hợp các units tạo thành 1 thành phần 
(vd: program, package, task, interacting object classes,) 
▪ Product: testing các thành phần tạo thành 1 sản phẩm 
(subsystem, application,) 
▪ System: testing toàn bộ hệ thống 
▪ Testing thường: 
▫ Bắt đầu = functional (black-box) tests, 
▫ Rồi thêm = structural (white-box) tests, và 
▫ Tiến hành từ unit level đến system level với 1 hoặc một vài bước tích 
hợp 
Kiểm thử 
tất cả mọi thứ? 
Chi phí cho 'exhaustive' testing: 
 20 x 4 x 3 x 10 x 2 x 100 = 480,000 tests 
Nếu 1 giây cho 1 test, 8000 phút, 133 giờ, 17.7 ngày 
 (chưa kể nhầm lẫn hoặc test đi test lại) 
 nếu 10 secs = 34 wks, 1 min = 4 yrs, 10 min = 40 yrs 
Bao nhiêu testing 
là đủ? 
▪ Không bao giờ đủ! 
▪ Khi bạn thực hiện những test mà bạn đã lên kế hoạch 
▪ Khi khách hàng / người sử dụng thấy thỏa mãn 
▪ Khi bạn đã chứng minh được / tin tưởng rằng hệ thống hoạt 
động đúng, chính xác 
▪ Phụ thuộc vào risks for your system 
▪ Càng ít thời gian, càng nhiều để thời gian để test luôn có giới 
hạn 
▪ Dùng RISK để xác định: 
▫ Cái gì phải test trước 
▫ Cái gì phải test nhiều 
▫ Mỗi phần tử cần test kỹ như thế nào? Tức là đâu là trọng tâm 
▫ Cái gì không cần test (tại thời điểm này) 
The Testing 
Paradox 
▪ Mục đích của testing: để tìm ra lỗi 
▪ Tìm thấy lỗi làm hủy hoại sự tự tin 
=> Mục đích của testing: hủy hoại sự tự tin 
▪ Nhưng mục đích của testing: Xây dựng niềm tin, tự tin 
=> Cách tốt nhất để xây dựng niềm tin là: Cố gắng hủy hoại nó 
Thanks! 
Any questions? 
Email me at trungtt@soict.hust.edu.vn 
Presentation template by SlidesCarnival