1.引言

等價類劃分方法和邊界值分析方法，都是著重考慮輸入條件，但未考慮輸入條件之間的聯(lián)系、相互組合等。考慮輸入條件之間的相互組合，可能會產(chǎn)生一些新的情況。但要檢查輸入條件的組合不是一件容易的事情，即使把所有輸入條件劃分成等價類，他們之間的組合情況也相當多。因此必須考慮采用一種適合于描述對于多種條件的組合，相應(yīng)產(chǎn)生多個動作的形式來考慮設(shè)計測試用例。這就需要利用因果圖〔邏輯模型〕。

因果圖〔Cause-EffectGraphing〕提供了一個把規(guī)格轉(zhuǎn)化為判定表的系統(tǒng)化方法，從該圖中可以產(chǎn)生測試數(shù)據(jù)。其中原因是表示輸入條件，結(jié)果是對輸入執(zhí)行的一系列計算后得到的輸出。

因果圖方法最終生成的就是判定表，它適合于檢查程序輸入條件的各種組合情況。

2.因果圖介紹2.1圖例說明1、4種符號分別表示了規(guī)格說明中向4種因果關(guān)系。如圖2-1所示。

圖2-1因果圖關(guān)系2、因果圖中使用了簡單的邏輯符號，以直線聯(lián)接左右結(jié)點。左結(jié)點表示輸入狀態(tài)〔或稱原因〕，右結(jié)點表示輸出狀態(tài)〔或稱結(jié)果〕。3、ci表示原因，通常置于圖的左部；ei表示結(jié)果，通常在圖的右部。ci和ei均可取值0或1，0表示某狀態(tài)不出現(xiàn)，1表示某狀態(tài)出現(xiàn)。2.2因果圖概念1、關(guān)系〔圖2-1因果圖關(guān)系〕

①恒等：假設(shè)ci是1，那么ei也是1；否那么ei為0。

②非：假設(shè)ci是1，那么ei是0；否那么ei是1。

③或：假設(shè)c1或c2或c3是1，那么ei是1；否那么ei為0?！盎颞暱捎腥我鈧€輸入。

④與：假設(shè)c1和c2都是1，那么ei為1；否那么ei為0?！芭c〞也可有任意個輸入。

2、約束

輸入狀態(tài)相互之間還可能存在某些依賴關(guān)系，稱為約束。例如，某些輸入條件本身不可能同時出現(xiàn)。輸出狀態(tài)之間也往往存在約束。在因果圖中，用特定的符號標明這些約束。如圖2-2所示。

圖2-2因果圖約束

A.輸入條件的約束有以下4類：

①E約束〔異〕：a和b中至多有一個可能為1，即a和b不能同時為1。

②I約束〔或〕：a、b和c中至少有一個必須是1，即a、b和c不能同時為0。

③O約束〔唯一〕；a和b必須有一個，且僅有1個為1。

④R約束〔要求〕：a是1時，b必須是1，即不可能a是1時b是0。

B.輸出條件約束類型

輸出條件的約束只有M約束〔強制〕：假設(shè)結(jié)果a是1，那么結(jié)果b強制為0。2.3因果圖法設(shè)計測試用例步驟1、分析待測得系統(tǒng)規(guī)格，找出原因與結(jié)果

分析軟件規(guī)格說明描述中，那些是原因(即輸入條件或輸入條件的等價類)，那些是結(jié)果(即輸出條件),并給每個原因和結(jié)果賦予一個標識符。

2、畫出因果圖

分析軟件規(guī)格說明描述中的語義。找出原因與結(jié)果之間，原因與原因之間對應(yīng)的關(guān)系。根據(jù)這些關(guān)系，畫出因果圖。

3、標記約束或限制條件

由于語法或環(huán)境限制，有些原因與原因之間,原因與結(jié)果之間的組合情況下不可能出現(xiàn)。為說明這些特殊情況，在因果圖上用一些記號說明約束或限制條件。

4、把因果圖轉(zhuǎn)換為判定表。

5、用判定表中的每一項生成測試用例。

3.因果圖實例3.1實例一

某軟件規(guī)格說明書包含這樣的要求：第一列字符必須是A或B，第二列字符必須是一個數(shù)字，在此情況下進行文件的修改，但如果第一列字符不正確，那么給出信息L；如果第二列字符不是數(shù)字，那么給出信息M。1、對說明進行分析，得到原因和結(jié)果：原因：

1：第一列字符是A；

2：第一列字符是B；

3：第二列字符是一數(shù)字。結(jié)果：

21：修改文件；

22：給出信息L；

23：給出信息M。

2、其對應(yīng)的因果圖如下：11為中間節(jié)點；考慮到原因1和原因2不可能同時為1，因此在因果圖上施加E約束，如圖3-1所示。

圖3-1實例一的因果圖

3、根據(jù)因果圖建立判定表。

表中8種情況的左面兩列情況中，原因①和原因②同時為1，這是不可能出現(xiàn)的，故應(yīng)排除這兩種情況。

4、把判定表的每一列拿出來作為依據(jù)，設(shè)計測試用例

我們把表的最下一欄給出了6種情況的測試用例，這是我們所需要的數(shù)據(jù)。

3.2實例二

有一個處理單價為5角錢的飲料的自動售貨機軟件測試用例的設(shè)計。

其規(guī)格說明如下：

假設(shè)投入5角錢或1元錢的硬幣，押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按鈕，那么相應(yīng)的飲料就送出來。

假設(shè)售貨機沒有零錢找，那么一個顯示〖零錢找完〗的紅燈亮，這時在投入1元硬幣并押下按鈕后，飲料不送出來而且1元硬幣也退出來；

假設(shè)有零錢找，那么顯示〖零錢找完〗的紅燈滅，在送出飲料的同時退還5角硬幣。1、分析這一段說明，列出原因和結(jié)果：

這本身只是一個實例，只是用來學(xué)習(xí)，其實其設(shè)計說明還是存在好多漏洞的，例如：如果售貨機里沒有飲料了怎么辦？

原因：

1、售貨機有零錢找

2、投入1元硬幣

3、投入5角硬幣

4、押下橙汁按鈕

5、押下啤酒按鈕

結(jié)果：

21、售貨機〖零錢找完〗燈亮

22、退還1元硬幣

23、退還5角硬幣

24、送出橙汁飲料

25、送出啤酒飲料

2、畫出因果圖，如圖3-2所示。

所有原因結(jié)點列在左邊，所有結(jié)果結(jié)點列在右邊。建立中間結(jié)點，表示處理的中間狀態(tài)。中間結(jié)點：

11、投入1元硬幣且押下飲料按鈕

12、押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按鈕

13、應(yīng)當找5角零錢并且售貨機有零錢找

14、錢已付清

圖3-2售貨機因果圖3、轉(zhuǎn)換成判定表：

4、在判定表中，陰影局部表示因違反約束條件的不可能出現(xiàn)的情況，刪去。第16列與第32列因什么動作也沒做，也刪去。最后可根據(jù)剩下的16列作為確定測試用例的依據(jù)。

3.3實例三

NextData函數(shù)的精簡決策表

M1＝{月份：每月有30天}

M2＝{月份：每月有31天，12月除外}

M3＝{月份：2月}

M4＝{月份：12月}

D1＝{日期：1<=日期<=27}

D2＝{日期：28}

D3＝{日期：29}

D4＝{日期：30}

D5＝{日期：31}

Y1＝{年：年是閏年}

Y2＝{年：年不是閏年}

輸入變量間存在大量邏輯關(guān)系的NextData決策表。

分析這一段說明，列出原因〔條件〕和結(jié)果：原因〔條件〕：

M1＝{月份：每月有30天}

M2＝{月份：每月有31天，12月除外}

M3＝{月份：2月}

M4＝{月份：12月}

D1＝{日期：1<=日期<=27}

D2＝{日期：28}

D3＝{日期：29}

D4＝{日期：30}

D5＝{日期：31}

Y1＝{年：年是閏年}

Y2＝{年：年不是閏年}結(jié)果：

輸入的日期無效，例如：2023-4-30；2007-2-29；2023-2-30；2023-2-31；

日前為1；

月份為1；

日期+1；

月份+1；

年份+1；

該圖沒有考慮無效日期的情況。

輸入條件過于龐大，個人覺得將其分成4局部利于編寫判定表，每個Mi對應(yīng)一張表。這里就不過多描述了。

這里大家可以嘗試用正交試驗法解決。3.4實例四

以中國象棋中馬的走法為例子，具體說明：

1、如果落點在棋盤外，那么不移動棋子；

2、如果落點與起點不構(gòu)成日字型，那么不移動棋子；

3、如果落點處有自己方棋子，那么不移動棋子；

4、如果在落點方向的鄰近交叉點有棋子〔絆馬腿〕，那么不移動棋子；

5、如果不屬于1-4條，且落點處無棋子，那么移動棋子；

6、如果不屬于1-4條，且落點處為對方棋子(非老將)，那么移動棋子并除去對方棋子；

7、如果不屬于1-4條，且落點處為對方老將，那么移動棋子，并提示戰(zhàn)勝對方，游戲結(jié)束。1、對說明進行分析，得到原因和結(jié)果：

原因：

1、落點在棋盤外；

2、不構(gòu)成日字；

3、落點有自方棋子；

4、絆馬腿；

5、落點無棋子；

6、落點為對方棋子；

7、落點為對方老將。結(jié)果：

21、不移動；

22、移動；

23、移動己方棋子消除對方棋子；

24、移動并戰(zhàn)勝對方。

2、根據(jù)分析出來的原因和結(jié)果，我們可以畫出因果圖，如下：

11這個結(jié)點稱做中間結(jié)點，是為了讓因果圖的結(jié)構(gòu)更加明了，簡化因果圖導(dǎo)出的判定表。

組合過于龐大〔2的7次方〕通過中間結(jié)點11，將判定表分成兩局部，簡化判定表如下：

將無用的組合去掉。將上面兩張表根據(jù)潛在的約束條件，再次修