如何编写一段c++测试代码

Question

如题，我是一位初学者，现有一道题如下：
编一段代码，分别实现插入排序，合并排序和快速排序的算法。然后编写测试代码，设计测试数据集，编写测试程序，测试正确性、算法复杂性和效率。

题目中注明检测正确性的测试程序应该输出一个遍历结果，保证所有分支语句都检测到。不太理解这是要我做什么……以及比较算法复杂性、效率，是需我明确地输出花费时间吗？

希望有大神可以在测试代码这方面指点迷津，谢谢！

Answer 1

"主要是你要准备足够充分的测试数据，这样才能保证代码的覆盖率。"
这种说法是不对的。测试就是要用尽可能少的测试用例，对代码做尽可能全面的测试。构造测试用例是一个需要技巧的工作。“充分、足够的数据”是一个模糊的概念，如果不加选择的使用大量测试数据，不但大大增加测试花费的时间，而且对于一些代码路径，仍然可能无法覆盖。

这里举一个例子：

 int foo(int x, int y, int z)
{
    if (z == 0)
        {
            x = 1;
                y = -1;
        }
    if (x > 0)
        {
            if (y > 0)
                {
                    return 1;
                }
                else
                {
                    return 2;
                }
        }
        else
        {
            if (y > 0)
                {
                    return 3;
                }
                else
                {
                    return 4;
                }
        }
}

对于这样一段代码，要想在测试中覆盖所有的代码路径，需要设计至少多少个测试用例？
答案是8种：
x y z
-1 -1 0
-1 1 0
1 -1 0
1 1 0
-1 -1 1
-1 1 1
1 -1 1
1 1 1

可见，覆盖所有代码路径就是，确保程序的所有分支的排列组合都尝试过。

现在再问你，要覆盖所有的代码分支，又需要多少测试用例？答案是5种
x y z
1 1 0
-1 -1 1
-1 1 1
1 -1 1
1 1 1
（当然答案不唯一）
可见，覆盖代码分支，就是确保代码中所有的分支都执行到。但是不覆盖全部的排列组合。

在真实情况下，覆盖所有路径往往是办不到的，因为程序大一些，那么分支组合的数量是天文数字。一般我们考察的是代码分支的覆盖率。在完备的测试中，要求100%覆盖所有的代码。
是不是覆盖了所有的路径（如果可能）就能确保程序正确？不一定，因为即便是同一个路径，也可能因为不同的测试数据，而造成不同的行为。

所以，构造测试用例是一个非常有技巧的事情。测试者必须根据他的经验，尽可能测试到极端的、临界的条件，将从概率上很低发生但是可能导致程序出错的条件提取出来。