Le test logiciel

Le test logiciel, qui consiste à évaluer un programme pour s'assurer qu'il répond aux exigences, est un processus souvent mal compris. Est-ce une distraction qui empêcherait de créer de nouvelles fonctionnalités ? Un frein à la productivité ? Ou peut-être s'agit-il d'une étape inutile puisque tout semble fonctionner correctement sur votre machine locale ? Imaginez le scénario suivant : vous êtes un ingénieur et vous avez passé des années à concevoir et à développer le software de contrôle d'une fusée de dernière génération. Le jour du lancement, tout se passe comme prévu jusqu'à ce que, quelques secondes après le début du vol, la fusée dévie de sa trajectoire et explose en raison d'un simple dépassement d'entier. C'est ce qui est arrivé pour le premier vol de la fusée Ariane 5, et ce n'est qu'un exemple du caractère potentiellement dévastateur des bugs logiciels.

L'importance du test logiciel

Les erreurs logicielles ne sont pas sans conséquences. En effet, des bugs ont déjà provoqué des erreurs de dosage par des appareils de radiothérapie, causé des pertes de millions de dollars par des algorithmes de trading et même la perte d'un satellite martien en raison de conversions d'unités erronées. Ces événements concrets soulignent le rôle essentiel du test logiciel dans la détection des bugs potentiels, dans le but de prévenir les dommages. Dans leur travail quotidien, les ingénieurs veulent écrire un code qui fonctionne et qui continue à fonctionner de manière fiable au fil du temps. Le test logiciel permet de s'assurer de la pertinence des décisions importantes prises sur la base de votre logiciel.

Réalisé à un stade précoce du processus de développement, le test peut réduire les coûts de manière significative : le coût de la correction d'un bug augmente au fur et à mesure qu’il progresse dans le cycle de développement. La détection précoce des problèmes permet non seulement d'économiser du temps et de l'argent, mais aussi de minimiser le risque de retard d'un projet et de garantir un processus de développement plus fluide. En intégrant le test logiciel dès les premières étapes du développement, les équipes peuvent détecter et traiter les problèmes potentiels avant qu'ils ne s'aggravent, ce qui permet d'obtenir des logiciels plus robustes et plus fiables.

Le test logiciel manuel et automatisé

Si vous avez déjà écrit du code, vous l'avez forcément testé, même si vous ne vous en êtes pas rendu compte. Le test logiciel correspond au processus d'évaluation d'une application logicielle visant à identifier les bugs, les erreurs ou les exigences manquantes. Exécuter un script pour voir s'il produit le résultat escompté est une forme de test manuel. Toutefois, le test manuel contraint le testeur à se souvenir des procédures et à évaluer si le résultat est correct, ce qui dépend de sa propre connaissance de l'application. Si cette personne quitte l'entreprise, les connaissances qu'elle possédait (et la possibilité de tester le code) disparaissent avec elle.

Le test logiciel moderne a évolué en passant d’une approche manuelle à une approche automatisée, offrant ainsi un moyen systématique d'évaluer le software. La documentation du comportement attendu et des étapes de test permet de transférer les connaissances critiques des individus vers le code de test, ce qui élargit la base de testeurs et conduit à un code plus cohérent et plus fiable. Le test logiciel automatisé vous permet de comparer le comportement réel du système avec les résultats attendus, en mettant en évidence les divergences qui peuvent demander une attention particulière (ou les tests qui doivent être mis à jour).

Objectifs du test logiciel

• Détecter rapidement les bugs : il est essentiel d'identifier les bugs dès le début du processus de développement, car le coût de leur correction augmente de manière exponentielle au fur et à mesure que le projet progresse. Les bugs qui parviennent jusqu'au stade du déploiement peuvent entraîner des pertes financières et nuire à la réputation de l'entreprise.
• Découvrir les problèmes de fiabilité et de performance : il est essentiel de tester le code dans toutes les conditions, y compris les cas limites. Les problèmes de performance, tels que des temps de réponse lents, peuvent s'avérer aussi problématiques que des résultats incorrects.

Types de tests logiciels

Il existe de nombreux types de tests logiciels, et il peut être difficile de savoir par où commencer. Voici plusieurs types de tests logiciels essentiels que tout ingénieur se doit de connaître :

• Test unitaire : ce type de test se concentre sur la vérification de la fonctionnalité de composants individuels ou d'unités de code isolées. Les tests unitaires permettent d'isoler et d'identifier les bugs à un stade précoce et peuvent être relativement rapides et faciles à écrire et à exécuter.
• Test d'intégration : il vérifie les interfaces entre les unités de code pour s'assurer qu'elles interagissent comme prévu. Il détecte des problèmes tels que les incohérences de format de données ou les incompatibilités d'interface de code.
• Test système : ce test implique de tester l'ensemble du système intégré pour s'assurer qu'il répond aux exigences spécifiées. Il simule des scénarios réels pour vérifier que le software se comporte correctement dans les conditions prévues.
• Smoke test : ce type de test vérifie que les fonctionnalités les plus critiques fonctionnent et que le software est prêt pour des tests supplémentaires. C'est un moyen rapide de vérifier les fonctionnalités de base d'un software. 
• Test de régression : il vérifie si les modifications apportées au code entraînent des changements de comportement inattendus. Il garantit que le software continue à fonctionner comme prévu après des modifications.
• Test de performance : ce type de test évalue les performances du software dans différentes conditions. Il mesure des critères tels que les temps de réponse ou l'utilisation des ressources dans le but d'identifier les goulots d'étranglement et d'optimiser les performances.

Le mocking, bien qu'il ne s'agisse pas d'un type de test en soi, est un mécanisme qui permet de tester des composants de manière isolée en simulant des dépendances. Il permet d'isoler et de tester des parties spécifiques du système sans s'appuyer sur des composants réels.

Ces différents types de tests peuvent être combinés pour répondre aux besoins spécifiques d'un projet. Par exemple, vous pouvez avoir un test unitaire qui utilise le mocking, ou un test d'intégration qui est un test de régression.

Exemple : Le test unitaire avec MATLAB

Le test le plus élémentaire que nous puissions réaliser est un test manuel, exécutable à partir de la ligne de commande et permettant de vérifier si la sortie fonctionne comme prévu. Le test logiciel manuel présente toutefois certaines limites et est sujet aux erreurs.

Au lieu de réaliser un test manuel, vous pouvez utiliser le framework de test unitaire MATLAB pour écrire des tests reproductibles.

Examinons un exemple de test unitaire simple utilisant la fonction fibonacci.

Il est facile de créer un test unitaire en utilisant le Test Browser de MATLAB, qui évalue la fonction créée et compare la sortie réelle à la sortie attendue pour vérifier s'il y a des erreurs.

Cet exemple de test logiciel simple permet de s'assurer que votre fonction renvoie les résultats attendus et vérifie automatiquement la sortie. 

Bonnes pratiques en matière de test logiciel

Automatiser lorsque c'est possible

L'automatisation peut rendre votre processus de test plus rapide et couvrir davantage de domaines en exécutant les tests automatiquement. En automatisant les tests répétitifs et chronophages, vous pouvez libérer des ressources pour vous concentrer sur des scénarios plus complexes. Les tests automatisés peuvent être exécutés de manière fréquente et cohérente, ce qui permet de s'assurer que les modifications apportées au code n'introduisent pas de nouveaux bugs. Envisagez d'utiliser des frameworks et des outils qui s'intègrent parfaitement à votre environnement de développement pour rationaliser le processus de test logiciel.

Écrire des tests parallèlement au développement du code

Écrire des tests au fur et à mesure du développement du code, plutôt que d'attendre la fin du projet, permet d'identifier rapidement les problèmes et de s'assurer que chaque partie du code est couverte par des tests au fur et à mesure de son développement. Cette pratique encourage les développeurs à réfléchir aux exigences et au design avant d'implémenter des fonctionnalités, ce qui permet d'obtenir un code plus robuste et plus facile à maintenir.

Donner la priorité à la couverture de test

Les codes ne sont pas tous équivalents et il en va de même pour les tests. Privilégiez les tests sur les éléments dont dépendent d'autres composants, qui sont caractérisés par une logique complexe ou qui ont toujours été propices aux bugs. Favorisez une approche équilibrée permettant d'obtenir une couverture suffisante sans surcharger le processus de test. Utilisez des outils de couverture de code pour identifier les parties non testées de votre base de code et concentrez vos efforts sur ces domaines.

En intégrant ces bonnes pratiques du test logiciel, les équipes peuvent améliorer la qualité et la fiabilité de leur software, ce qui se traduit au final par des projets plus aboutis et des utilisateurs satisfaits.