단위 테스트

01. 단위 테스트

1) 단위 테스트의 개념

원시 프로그램의 모듈(함수, 프로시저, 독립적인 루틴 등)이나 컴포넌트 대상으로 화이트박스 테스트를 실시하는 방법
모듈의 기능 수행 여부를 판정하고 내부에 존재하는 논리적인 오류를 검출함
개별 모듈을 시험하는 것으로 예정된 기능이 제대로 수행하는지를 점건하는 검사

2) 단위 테스트 수행 방법

화이트박스 테스트
- 단위 테스트의 가장 기본적인 방법
- 모듈 내부의 소스를 보면서 테스트하는 기법
- 소스 코드를 보면서 테스트 케이스를 다양하게 만들어 테스트함
메소드 기반 테스트
- 단위 모듈의 외부로 공개된 메소드 기반 테스트
- 메소드에 매개 변수(파라미터)를 다르게 호출하면서 테스트함
화면 기반 테스트
- 사용자 화면에 직접 데이터를 입력하여 테스트를 수행함
- 화면 기반 테스트는 화면과 연계된 서비스 컴포넌트, 비즈니스 컴포넌트 및 공통 컴포넌트를 묶어서 단위 테스트에 참여
- 화면을 보면서 준비된 시나리오로 단위 테스트를 할 수 있음
드라이버와 스터브 활용
- 모듈 개발이 안 된 경우 드라이버(Driver)와 스터브(Stub)를 이용함
- 드라이버(Driver)
  - 전체 프로그램의 일부인 클러스터는 독립적으로 실행할 수 없기 때문에 독립적인 실행을 위해서 임시적으로 사용하는 테스트 가동기
  - 테스트 대상 하위 모듈을 호출하고, 파라미터를 전달하고, 모듈 테스트 수행 후의 결과를 도출하는 등 상향식 테스트에 필요함
- 스터브(Stub)
  - 일시적으로 필요한 조건만을 가지고 임시로 제공되는 시험용 모듈
  - 모듈명만 있고 모듈 안에 프로그램은 존재하지 않는 모듈
  - 전체적인 실행을 위해서는 아직 개발되지 않은 모듈은 가짜 모듈인 스터브를 임시적으로 사용해야 함
  - 제어 모듈이 호출하는 타 모듈의 기능을 단순히 수행하는 도구로 하향식 테스트에 필요함
- 사용자 화면이 없는 경우 드라이버를 이용하여 단위 테스트를 함
- 서비스 컴포넌트, 비즈니스 컴포넌트 및 공통 컴포넌트 등 하위 모듈이 개발이 안 되었을 경우에는 스터브를 이용하여 단위 테스트를 함

02. 테스트 실행 기법

1) 화이트박스 테스트(White Box Testing, 투명 상자)

1. 화이트박스 테스트의 개념

단위 테스트의 가장 기본적인 방법
소스 코드의 모든 문장을 한 번 이상 수행함으로써 진행됨
소스 코드를 보면서 테스트 케이스를 다양하게 만들어 테스트함
프로그램의 내부를 보면서 테스트를 수행함
투명 상자는 안에 내용을 볼 수 있듯이 프로그램 소스를 직접 보면서 오류를 찾아내는 방법
모듈의 내부 구현을 자세히 테스트함

2. 화이트박스 테스트의 종류

기초 경로 테스트(Base Path Testing, Structure Testing)
루프 테스트(Loop Testing)
데이터 흐름 테스트(Data Flow Testing)
조건 커버리지(Confition Coverage)

3. 화이트박스 테스트를 통해 찾을 수 있는 오류 및 예

세부적 오류
논리 구조상의 오류
- 프로그램 소스에서 참, 거짓을 판단하는 부분이 잘못된 경우
반복문 오류
수행 경로 오류
알고리즘 오류에 따른 원치 않는 결과
탈출구가 없는 반복문의 사용
틀린 계산 수식에 의한 잘못된 결과

2) 블랙박스 테스트(Black Box Testing, 불투명 상자)

1. 블랙박스 테스트의 개념

프로그램의 외부 사용자 요구사항 명세를 보면서 테스트함
불투명 상자는 박스 안에 내용을 볼 수 없듯이 프로그램의 동작만으로 오류를 찾아내는 방법
주로 구현된 기능을 테스트함
모듈의 내부 구현보다는 입력과 출력에 의해 기능을 테스트함

2. 블랙박스 테스트의 종류

동등(균등) 분할(Equivalence Partitioning, 동치 분할)
- 검사 사례를 정상적인 데이터와 잘못된 데이터를 50%씩 정해서 입력해보는 방식
경계값 분석(Boundary Value Analysis)
오류 예측(Error Forecast)
- 경험적으로 있을 법한 오류 데이터를 입력하여 검사하는 방법으로 숫자만 입력해야 되는 곳에 문자, 특수문자, 공백 등을 다양하게 입력해보는 검사
- 데이터 확인(Data Validation) 방법이라고도 함
원인 결과 그래프(Cause and Effect Graphing)
- 여러 개의 입력 자료와 출력 결과가 있는 경우에 사용되는 방법
- 임의의 자료가 입력된다고 했을 때 중간 루틴을 거치며 예측한 결과가 출력되지 않으면 오류로 판정하는 방법
비교 테스트(Compare Testing)
- 동일한 프로그램을 다른 컴퓨터에서 각자 실행해보는 방법으로 각자의 결과가 같아야 하는데 다르다면 문제가 있다고 판단하는 검사

3. 블랙박스 테스트를 통해 찾을 수 있는 오류 및 예

인터페이스 오류
자료 구조상의 오류
성능 오류
시작과 종결상의 오류
부정확하거나 빠진 오류
비정상적인 자료를 입력해도 오류 처리를 수행하지 않는 경우
정상적인 자료를 입력해도 요구된 기능이 제대로 수행되지 않는 경우
경계값을 입력할 경우 요구된 출력 결과가 나오지 않는 경우

3) 기초 경로 테스트

흐름 도표 작성
- 프로그램 소스를 흐름 도표로 작성함
복잡도(McCabe Cyclomatic) 계산
- 복잡도는 프로그램이 수행되는 경로의 수
- 흐름 도표를 보고 복잡도를 찾는 방법
  - 복잡도 = 화살표로 둘러싸인 영역의 수 + 1
- 오일러 공식을 이용하여 복잡도를 찾는 방법
  - 복잡도(R) = E - V + 2 (E : 간선, V : 노드)
복잡도를 기준한 테스트 실행
- 복잡도가 3인 경우 테스트는 3가지
- 복잡도가 7인 경우에 5개의 경우만을 테스트하면 나머지 2개는 잠재적 오류로 남게 됨
복잡도의 판정
- 5 이하 : 단순함
- 6 ~ 10 이하 : 구조적이고 안정적임
  - 모든 프로그램을 6 ~ 10 이하로 만들기 위해서는 모듈화가 필수적임
- 20 이상 : 매우 복잡함
- 50 이상 : 비구조적, 불안정하므로 다시 작성해야 함

4) 경계값 테스트

1. 경계값 테스트의 개념

범위의 한계 부분을 집중적으로 검사하는 경우를 정하여 검사하는 방법
만약 점수의 범위가 0점부터 100점 사이라면 한계가 되는 0점에 인접한 자료나 100점에 인접한 자료를 집중적으로 검사 경우를 정하여 검사하는 방법

2. 경계값 테스트

아래 표와 같은 평가 점수를 입력 받아 성적으로 출력하는 프로그램을 테스트하는 경우
평가 점수의 범위 조건에서 경계값에 해당되는 80, 100, 60, 79, 0, 59점의 주변 값을 입력해보면서 테스트함

평가 점수	성적
80 ~ 100	A
60 ~ 79	B
0 ~ 59	C

80 : 경계값 79, 80, 81 등입 입력
100 : 경계값 99, 100, 101 등을 입력
60 : 경계값 59, 60, 61 등을 입력
79 : 경계값 78, 79, 80 등을 입력
0 : 경계값 -1, 0, 1 등을 입력
59: 경계값 58, 59, 60 등을 입력
해당 경계값 주변의 값들을 입력하여 정상적으로 성적이 출력되는지 확인하고 오류가 발생하면 소스 코드를 수정함

03. 명세 기반 설계 테스트

1) 동등(균등) 분할(Equivalence Partitioning) 테스트

검사 사례를 정상적인 데이터와 잘못된 데이터를 50%씩 정해서 입력해보는 방식
정상 데이터를 입력했을 경우에 정상적인 결과가 나오는지 확인함
오류 데이터를 입력했을 경우에 적당한 오류 메시지가 출력되는지 확인하고, 조치가 적절하게 이루어지는지도 확인함

2) 경계값 분석(Boundary Value Analysis) 테스트

범위의 경계(한계) 부분을 집중적으로 검사하는 경우를 정하여 검사하는 방법

3) 결정 테이블(Decision table) 테스트

결정 테이블은 어떤 결정을 위해 생각할 수 있는 복잡한 모든 조건과 각 조건에 대하여 취해야 할 행동을 모두 열거한 테이블
결정 테이블의 행동을 모두 대입하여 검사하는 방법

4) 정형 명세 기반(Formal Specification base) 테스트

테스트를 주기적으로 수행함으로써 오류를 발견 및 제거하는 방법으로 이해 관계자들 사이의 충분한 의사소통을 통해 오해의 소지를 없애는 방법

5) 유스케이스(Usecase) 테스트

프로그램의 흐름에 따라 테스트 시나리오를 기반으로 테스트하는 방법

04. 단위 디버깅

1) 단위 디버깅의 개념

단위 테스트를 수행하여 논리적인 오류가 발견되었을 때 수행하는 과정
오류가 발생한 소스 코드의 흐름을 따라가면서 변숫값의 변화나 조건식의 수행 과정을 파악함
IDE 도구를 이용하여 단위 모듈에 대한 디버깅을 실시함

2) 단위 디버깅의 자동화 도구

JUnit : Java 기반의 단위 모듈 테스트, 디버깅 도구
CppUnit : C++ 기반의 단위 모듈 테스트, 디버깅 도구
Unitest : Python 기반의 단위 모듈 테스트, 디버깅 도구

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