1、第10章黑盒測試 1第10章黑盒測試 1內(nèi)容提要10.1黑盒測試的基本概念10.2等價類劃分10.2.1劃分等價類10.2.2劃分等價類的方法10.2.3設(shè)計測試用例:10.3邊界值分析法10.3.1 邊界條件10.3.2次邊界條件10.3.3其他一些邊界條件10.3.4邊界值的選擇方法2內(nèi)容提要10.1黑盒測試的基本概念2內(nèi)容提要10.4因果圖法10.4.1因果圖設(shè)計方法10.4.2因果圖測試用例10.5功能圖法10.5.1功能圖設(shè)計方法10.5.2功能圖法生成測試用例10.6黑盒測試方法的比較與選擇10.7黑盒測試工具介紹10.7.1WinRunner介紹10.7.2 LoadRunner

2、的使用10.7.3.QuickTest Pro的使用10.9小結(jié)3內(nèi)容提要310.1黑盒測試的基本概念 黑盒測試試圖發(fā)現(xiàn)以下類型的錯誤：功能錯誤或遺漏；界面錯誤；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯誤；性能錯誤；初始化和終止錯誤。410.1黑盒測試的基本概念 黑盒測試試圖發(fā)現(xiàn)以下類型的錯誤10.2等價類劃分等價類劃分法是一種黒盒測試的技術(shù)，不考慮程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是把所有可能的輸入數(shù)據(jù)，即程序的輸入域劃分成若干部分（子集），然后從每一個子集中選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測試用例。該方法是一種重要的，常用的黑盒測試用例設(shè)計方法。用例編號乘數(shù)1乘數(shù)2乘積1111212231334145510.2等價類劃分等價

3、類劃分法是一種黒盒測試的技術(shù)，不考慮10.2.1劃分等價類等價類劃分可有兩種不同的情況:有效等價類和無效等價類。有效等價類:是指對于程序的規(guī)格說明來說是合理的，有意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。利用有效等價類可檢驗(yàn)程序是否實(shí)現(xiàn)了規(guī)格說明中所規(guī)定的功能和性能。無效等價類:與有效等價類的定義恰巧相反，不符合需求規(guī)格說明書。610.2.1劃分等價類等價類劃分可有兩種不同的情況:有效等價10.2.2劃分等價類的方法下面給出六條確定等價類的原則。在輸入條件規(guī)定了取值范圍或值的個數(shù)的情況下，則可以確立一個有效等價類和兩個無效等價類。在輸入條件規(guī)定了輸入值的集合或者規(guī)定了“必須如何”的條件的情況下，可確立一個有效

4、等價類和一個無效等價類。在輸入條件是一個布爾量的情況下，可確定一個有效等價類和一個無效等價類。在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值（假定n個），并且程序要對每一個輸入值分別處理的情況下，可確立n個有效等價類和一個無效等價類。在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵守的規(guī)則的情況下，可確立一個有效等價類（符合規(guī)則）和若干個無效等價類（從不同角度違反規(guī)則）。在確知已劃分的等價類中各元素在程序處理中的方式不同的情況下，則應(yīng)再將該等價類進(jìn)一步的劃分為更小的等價類。710.2.2劃分等價類的方法下面給出六條確定等價類的原則。7等價類表示例 輸入條件有效等價類無效等價類輸入條件有效等價類無效等價類1001.無效等效類2.有效等效類3.

5、無效等效類8等價類表示例 輸入條件有效等價類無效等價類輸入條件有效等價類10.2.3設(shè)計測試用例 先根據(jù)輸入條件確定有效等價類和無效等價類，然后從劃分出的等價類中按以下三個原則設(shè)計測試用例。每一個等價類規(guī)定一個唯一的編號。設(shè)計一個新的測試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未被覆蓋地有效等價類，重復(fù)這一步。直到所有的有效等價類都被覆蓋為止。設(shè)計一個新的測試用例，使其僅覆蓋一個尚未被覆蓋的無效等價類，重復(fù)這一步，直到所有的無效等價類都被覆蓋為止。用例編號所屬等價類乘數(shù)1乘數(shù)2乘積123206021-102提示“請輸入1100之間的整數(shù)”332003提示“請輸入1100之間的整數(shù)”910.2.3設(shè)計測試用例

6、 先根據(jù)輸入條件確定有效等價類和無效三角形（等價類劃分） 輸入條件有效等價類無效等價類是否三角形的3條邊（A0）， （1）（B0）， （2）（C0）， （3）（A+BC）， （4）（B+CA）， （5）（A+CB） （6）（A0）， （7）（B0）， （8）（C0）， （9）（A+BC）， （10）（B+CA）， （11）（A+CB） （12）是否等腰三角形（A=B）， （13）（B=C）， （14）（C=A）， （15）（AB）and（BC）and（CA），（16）是否等邊三角形（A=B）and（B=C）and（C=A），（17）（AB）， （18）（BC）， （19）（CA）， （20）1

7、0三角形（等價類劃分） 輸入條件有效等價類無效等價類是否三角形三角形測試用例（等價類劃分） 用例編號【A，B，C】覆蓋等價類輸出1【3，4，5】（1），（2），（3），（4），（5），（6）一般三角形2【0，1，2】（7）不能構(gòu)成三角形3【1，0，2】（8）4【1，2，0】（9）5【1，2，3】（10）6【1，3，2】（11）7【3，1，2】（12）8【3，3，4】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（13）等腰三角形9【3，4，4】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（14）10【3，4，3】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（15）11【3，4，5】（

8、1），（2），（3），（4），（5），（6），（16）非等腰三角形12【3，3，3】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（17）是等邊三角形13【3，4，4】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（14），（18）非等邊三角形14【3，4，3】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（15），（19）15【3，3，4】（1），（2），（3），（4），（5），（6），（13），（20）11三角形測試用例（等價類劃分） 用例編號【A，B，C】覆蓋10.3邊界值分析法10.3.1 邊界條件我們可以想象一下，如果在懸崖峭壁邊可以自信地安全行走，平地就不在話下了。如果軟件在

9、能力達(dá)到極限時能夠運(yùn)行，那么在正常情況下一般也就不會有什么問題。邊界條件是特殊情況，因?yàn)榫幊虖母旧险f不懷疑邊界有問題。奇怪的是，程序在處理大量中間數(shù)值時都是對的，但是可能在邊界處出現(xiàn)錯誤。1210.3邊界值分析法10.3.1 邊界條件1210.3.2次邊界條件字符ASCII值字符ASCII值字符ASCII值字符ASCII值Null0B66250a97Space32Y89957b98/47Z90:58y1210489164z12214996A651231310.3.2次邊界條件字符ASCII值字符ASCII值字符10.3.3其他一些邊界條件另一種看起來很明顯的軟件缺陷來源是當(dāng)軟件要求輸入時（比

10、如在文本框中），不是沒有輸入正確的信息，而是根本沒有輸入任何內(nèi)容，只按了Enter鍵。這種情況在產(chǎn)品說明書中常常被忽視，程序員也可能經(jīng)常遺忘，但是在實(shí)際使用中卻時有發(fā)生。程序員總會習(xí)慣性地認(rèn)為用戶要么輸入信息，不管是看起來合法的或非法的信息，要么就會選擇Cancel鍵放棄輸入，如果沒有對空值進(jìn)行好的處理的話，恐怕程序員自己都不知道程序會引向何方。正確的軟件通常應(yīng)該將輸入內(nèi)容默認(rèn)為合法邊界內(nèi)的最小值，或者合法區(qū)間內(nèi)的某個合理值，否則，返回錯誤提示信息。因?yàn)檫@些值通常在軟件中進(jìn)行特殊處理，所以不要把它們與合法情況和非法情況混在一起，而要建立單獨(dú)的等價區(qū)間。1410.3.3其他一些邊界條件另一種看起

11、來很明顯的軟件缺陷來10.3.4邊界值的選擇方法對邊界值設(shè)計測試用例，應(yīng)遵循以下幾條原則：如果輸入條件規(guī)定了值的范圍，則應(yīng)取剛達(dá)到這個范圍的邊界的值，以及剛剛超越這個范圍邊界的值作為測試輸入數(shù)據(jù)。如果輸入條件規(guī)定了值的個數(shù)，則用最大個數(shù)、最小個數(shù)、比最小個數(shù)少1、比最大個數(shù)多1的數(shù)作為測試數(shù)據(jù)。根據(jù)規(guī)格說明的每個輸出條件，使用前面的原則。根據(jù)規(guī)格說明的每個輸出條件，應(yīng)用前面的原則。如果程序的規(guī)格說明給出的輸入域或輸出域是有序集合，則應(yīng)選取集合的第一個元素和最后一個元素作為測試用例。如果程序中使用了一個內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則應(yīng)當(dāng)選擇這個內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邊界上的值作為測試用例。分析規(guī)格說明，找出其他可能的邊

12、界條件。1510.3.4邊界值的選擇方法對邊界值設(shè)計測試用例，應(yīng)遵循以10.4因果圖法10.4.1因果圖設(shè)計方法利用因果圖導(dǎo)出測試用例需要經(jīng)過以下幾個步驟：分析程序規(guī)格說明的描述中，哪些是原因，哪些是結(jié)果。原因常常是輸入條件或是輸入條件的等價類，而結(jié)果是輸出條件。分析程序規(guī)格說明的描述中語義的內(nèi)容，并將其表示成連接各個原因與各個結(jié)果的“因果圖”。標(biāo)明約束條件。由于語法或環(huán)境的限制，有些原因和結(jié)果的組合情況是不可能出現(xiàn)的。為表明這些特定的情況，在因果圖上使用若干個標(biāo)準(zhǔn)的符號標(biāo)明約束條件。把因果圖轉(zhuǎn)換成判定表。為判定表中每一列表示的情況設(shè)計測試用例。1610.4因果圖法10.4.1因果圖設(shè)計方法1

13、6因果圖的基本圖形符號 恒等：若原因出現(xiàn)，則結(jié)果出現(xiàn)；若原因不出現(xiàn)，則結(jié)果也不出現(xiàn)。 非（）：若原因出現(xiàn)，則結(jié)果不出現(xiàn)；若原因不出現(xiàn)，則結(jié)果出現(xiàn)。 或（）：若幾個原因中有1個出現(xiàn)，則結(jié)果出現(xiàn)；若幾個原因都不出現(xiàn)，則結(jié)果不出現(xiàn)。 與（）：若幾個原因都出現(xiàn)，結(jié)果才出現(xiàn)。若其中有1個原因不出現(xiàn)，則結(jié)果不出現(xiàn)。17因果圖的基本圖形符號 恒等：若原因出現(xiàn)，則結(jié)果出現(xiàn)；若原因果圖的約束符號 E（互斥）：表示a、b兩個原因不會同時成立，兩個中最多有一個可能成立。I（包含）：表示a、b、c這3個原因中至少有一個必須成立。O（惟一）：表示a和b當(dāng)中必須有一個，且僅有一個成立。R（要求）：表示當(dāng)a出現(xiàn)時，b必須也

14、出現(xiàn)。a出現(xiàn)時不可能b不出現(xiàn)。M（屏蔽）：表示當(dāng)a是1時，b必須是0。而當(dāng)a為0時，b的值不定。18因果圖的約束符號 E（互斥）：表示a、b兩個原因不會同時成立10.4.2因果圖測試用例原因c1:投入1元5角硬幣；c2:投入2元硬幣；c3:按“可樂”按鈕；c4:按“雪碧”按鈕；c5:按“紅茶”按鈕中間狀態(tài)11：已投幣12：已按鈕結(jié)果a1:退還5角硬幣；a2:送出“可樂”飲料；a3:送出“雪碧”飲料；a4:送出“紅茶”飲料1910.4.2因果圖測試用例原因c1:投入1元5角硬幣；中間因果圖 20因果圖 20決策表 1234567891011輸入投入1元5角硬幣11110000000投入2元硬幣0

15、0001111000按“可樂”按鈕10001000100按“雪碧”按鈕01000100010按“紅茶”按鈕00100010001中間結(jié)點(diǎn)已投幣11111111000已按鈕11101110111輸出退還5角硬幣00001110000送出“可樂”飲料10001000000送出“雪碧”飲料01000100000送出“紅茶”飲料0010001000021決策表 1234567891011輸投入1元5角硬幣1111乘法器測試用例（等價類劃分） 用例編號測試用例 預(yù)期輸出 1投入1元5角，按“可樂” 送出“可樂”飲料 2投入1元5角，按“雪碧” 送出“雪碧”飲料 3投入1元5角，按“紅茶” 送出“紅茶”飲

16、料 4投入2元，按“可樂”找5角，送出“可樂” 5投入2元，按“雪碧”找5角，送出“雪碧” 6投入2元，按“紅茶”找5角，送出“紅茶” 22乘法器測試用例（等價類劃分） 用例編號測試用例 預(yù)期輸出 110.5功能圖法一個程序的功能說明通常由動態(tài)說明和靜態(tài)說明組成。動態(tài)說明描述了輸入數(shù)據(jù)的次序或轉(zhuǎn)移的次序。靜態(tài)說明描述了輸入條件與輸出條件之間的對應(yīng)關(guān)系。對于較復(fù)雜的程序，由于存在大量的組合情況，因此，僅用靜態(tài)說明組成的規(guī)格說明對于測試來說往往是不夠的，必須用動態(tài)說明來補(bǔ)充功能說明。2310.5功能圖法一個程序的功能說明通常由動態(tài)說明和靜態(tài)說明組10.5.1功能圖設(shè)計方法功能圖方法是用功能圖形象地

17、表示程序的功能說明，并機(jī)械地生成功能圖的測試用例。功能圖模型由狀態(tài)遷移圖和邏輯功能模型構(gòu)成。狀態(tài)遷移圖用于表示輸入數(shù)據(jù)序列以及相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)。在狀態(tài)遷移圖中，由輸入數(shù)據(jù)和當(dāng)前狀態(tài)決定輸出數(shù)據(jù)和后續(xù)狀態(tài)。邏輯功能模型用于表示在狀態(tài)中輸入條件和輸出條件之間的對應(yīng)關(guān)系。邏輯功能模型只適合于描述靜態(tài)說明，輸出數(shù)據(jù)僅由輸入數(shù)據(jù)決定。測試用例則是由測試中經(jīng)過的一系列狀態(tài)和在每個狀態(tài)中必須依靠輸入/輸出數(shù)據(jù)滿足的一對條件組成。功能圖方法實(shí)際上是一種黑盒、白盒混合用例設(shè)計方法。2410.5.1功能圖設(shè)計方法功能圖方法是用功能圖形象地表示程功能圖 25功能圖 25判定表 輸 入口令記錄YNN錯輸入3次NYN輸

18、出M2M3M4消去卡狀 態(tài)S1S2S326判定表 輸 入口令記錄YNN錯輸入3次NYN輸 出M10.5.2功能圖法生成測試用例從功能圖生成測試用例的過程如下。生成局部測試用例：在每個狀態(tài)中，從因果圖生成局部測試用例。局部測試庫由原因值（輸入數(shù)據(jù)）組合與對應(yīng)的結(jié)果值（輸出數(shù)據(jù)或狀態(tài)）構(gòu)成。測試路徑生成：利用上面的規(guī)則生成從初始狀態(tài)到最后狀態(tài)的測試路徑。測試用例合成：合成測試路徑與功能圖中每個狀態(tài)的局部測試用例。結(jié)果是視狀態(tài)到最后狀態(tài)的一個狀態(tài)序列，以及每個狀態(tài)中輸入數(shù)據(jù)與對應(yīng)輸出數(shù)據(jù)組合。測試用例的合成算法：采用條件構(gòu)造樹。2710.5.2功能圖法生成測試用例從功能圖生成測試用例的過程10.6黑盒測試方法的比較與選擇以下是各種測試方法選擇的綜合策略，可供讀者在實(shí)際應(yīng)用過程中參考。首先進(jìn)行等價類劃分，包括輸入條件和輸出條件的等價劃分，將無限測試變成有限測試，這是減少工作量和提高測試效率最有效的方法。在任何情況下都必須使用邊界值分析方法。經(jīng)驗(yàn)表明，用這種方法設(shè)計出的測試用例發(fā)現(xiàn)程序錯誤的能力最強(qiáng)?？梢杂缅e誤推測法追加一些測試用例，這需要依靠測試工程師的智慧和經(jīng)驗(yàn)。對照程序邏輯，檢查已設(shè)計出的測試用例的邏輯覆蓋程度。如果沒有