Testverfahren in der Softwareentwicklung#

Softwaretests prüfen, ob ein Programm korrekt funktioniert. Sie helfen, Fehler frühzeitig zu finden und die Qualität zu sichern.

Übersicht der Testarten#

                    Softwaretests
                         │
          ┌──────────────┼──────────────┐
          ▼              ▼              ▼
     Whitebox-       Blackbox-       Greybox-
       Test            Test            Test
  (Code bekannt)  (Code unbekannt) (teilweise bekannt)

Blackbox-Test#

Der Tester kennt den internen Code nicht – er sieht nur Eingabe und Ausgabe (wie eine schwarze Box).

        Eingabe ──► [███████] ──► Ausgabe
                    (Code
                  unbekannt)

Vorgehen:

• Testfälle werden aus den Anforderungen / Spezifikationen abgeleitet
• Geprüft wird: „Verhält sich das System wie erwartet?"
• Kein Wissen über Algorithmen, Datenstrukturen oder Implementierung nötig

Techniken:

Wer testet: QA-Tester, Kunden, externe Tester

Whitebox-Test#

Der Tester kennt den kompletten Quellcode und testet gezielt interne Strukturen und Logikpfade.

        Eingabe ──► [if x > 0    ] ──► Ausgabe
                    [  return x  ]
                    [else        ]
                    [  return -x ]
                    (Code bekannt)

Vorgehen:

• Testfälle werden direkt aus dem Code abgeleitet
• Ziel: Alle Pfade, Verzweigungen und Schleifen mindestens einmal durchlaufen
• Misst Codeabdeckung (Code Coverage)

Coverage-Arten:

Beispiel: Testfälle für Whitebox

def berechne_rabatt(preis, menge):
    if menge >= 10:           # Branch 1: True
        return preis * 0.9    # → Testfall: menge=10
    else:                     # Branch 1: False
        return preis          # → Testfall: menge=5

Mindestens 2 Testfälle für 100% Branch Coverage:

• berechne_rabatt(100, 10) → erwartet: 90
• berechne_rabatt(100, 5) → erwartet: 100

Wer testet: Entwickler selbst

Greybox-Test#

Kombination aus Black- und Whitebox: Tester hat teilweise Einblick in den Code (z.B. Datenbankstruktur, API-Dokumentation, Architekturwissen).

Typischer Einsatz: Integrationstests, Sicherheitstests (Penetrationstests)

Unittest (Modultest)#

Ein Unittest (auch: Komponenten- oder Modultest) testet eine einzelne Funktion oder Klasse isoliert von anderen Systemteilen.

System
 ├── Modul A  ← isoliert testen
 ├── Modul B  ← isoliert testen
 └── Modul C  ← isoliert testen

Eigenschaften:

• Testet die kleinste testbare Einheit (eine Funktion, eine Methode)
• Läuft automatisiert (kein manueller Aufwand nach dem Schreiben)
• Unabhängig von Datenbank, Netzwerk, anderen Modulen (ggf. mit Mocks/Stubs)
• Sehr schnell ausführbar

Beispiel (Python mit unittest):

import unittest

def addiere(a, b):
    return a + b

class TestAddiere(unittest.TestCase):
    def test_positive_zahlen(self):
        self.assertEqual(addiere(2, 3), 5)

    def test_negative_zahlen(self):
        self.assertEqual(addiere(-1, -1), -2)

    def test_null(self):
        self.assertEqual(addiere(0, 5), 5)

Aufbau eines Testfalls (AAA-Pattern):

Arrange  → Testdaten vorbereiten
Act      → Funktion aufrufen
Assert   → Ergebnis prüfen (assertEqual, assertTrue, ...)

Teststufen im Überblick#

          ▲ Systemtest         (ganzes System, Blackbox)
          │ Integrationstest   (Zusammenspiel mehrerer Module)
          │ Unittest           (einzelne Funktion, Whitebox)
          └──────────────────────────────────────────────
          Je höher, desto mehr Komponenten beteiligt
          Je niedriger, desto schneller und isolierter

Vergleich: Black- vs. Whitebox vs. Unittest#

Prüfungsbeispiele#

„Eine Funktion soll Zahlen von 1–100 akzeptieren. Welche Testfälle würde die Grenzwertanalyse vorschlagen?"

→ Testfälle: 0 (ungültig), 1 (Untergrenze), 2 (knapp über Untergrenze), 99 (knapp unter Obergrenze), 100 (Obergrenze), 101 (ungültig) – die Grenzen und ihre direkte Umgebung.

„Was ist der Unterschied zwischen einem Blackbox-Test und einem Unittest?"

→ Blackbox-Test: Tester kennt den Code nicht, testet aus Nutzersicht anhand der Spezifikation. Unittest: Entwickler kennt den Code, testet eine einzelne Funktion isoliert auf korrekte Logik.

„Warum sind automatisierte Unittests besonders wertvoll bei der Weiterentwicklung von Software?"

→ Bei jeder Änderung können alle Tests sofort erneut ausgeführt werden (Regressionstests) – so werden neu eingeführte Fehler sofort erkannt, ohne manuell alles neu testen zu müssen.

Siehe auch#

• softwaredokumentation — Unittests dokumentieren gleichzeitig das erwartete Verhalten (lebende Dokumentation)
• uml — Aktivitätsdiagramme helfen, Testfälle (Pfade) zu identifizieren
• [[../09_projektmanagement/agile_methoden]] — Testgetriebene Entwicklung (TDD) und CI/CD in agilen Projekten
• [[../06_it-sicherheit/schutzbedarfsanalyse_ISMSLF4]] — Sicherheitstests (Penetrationstests) als Greybox-Tests

Ressourcen#

• Wikipedia: Softwaretest
• Wikipedia: Black-Box-Test
• Wikipedia: White-Box-Test
• Studyflix: Softwaretest Blackbox Whitebox einfach erklärt
• SimpleClub: Testverfahren Softwareentwicklung auf YouTube suchen