第4章黑盒測(cè)試第4章黑盒測(cè)試4.1邊界值測(cè)試4.2等價(jià)類測(cè)試4.3基于判定表的測(cè)試4.4因果圖4.5其他黑盒測(cè)試方法4.6綜合案例4.7本章小結(jié) 4.1邊?界?值?測(cè)?試

任何一個(gè)程序都可以看做是一個(gè)函數(shù)，程序的輸入構(gòu)成函數(shù)的定義域，程序的輸出構(gòu)成函數(shù)的值域。人們從長期的測(cè)試工作經(jīng)驗(yàn)得知，大量的錯(cuò)誤是發(fā)生在定義域或值域(輸出)的邊界上，而不是在其內(nèi)部。對(duì)于軟件缺陷，有句諺語形容得很恰當(dāng)，即“缺陷遺漏在角落里，聚集在邊界上”。比如，在做三角形計(jì)算時(shí)，要輸入三角形的三個(gè)邊長A、B和C。這三個(gè)數(shù)值應(yīng)當(dāng)滿足A＞0、B＞0、C＞0、A+B＞C、A+C＞B、B+C＞A，才能構(gòu)成三角形。但如果把六個(gè)不等式中的任何一個(gè)大于號(hào)“＞”錯(cuò)寫成大于等于號(hào)“≥”，那就不能構(gòu)成三角形。問題常常出現(xiàn)在容易被疏忽的邊界附近。類似的例子還有很多，如計(jì)數(shù)器常?！吧儆浺淮巍保谎h(huán)條件應(yīng)該是“≤”時(shí)錯(cuò)誤地寫成了“＜”；數(shù)組下標(biāo)越界(在C語言中數(shù)組下標(biāo)是從零開始，可能錯(cuò)誤地認(rèn)為是從1開始，從而使最后一個(gè)元素的下標(biāo)越界)等。

邊界值分析關(guān)注的是輸入空間的邊界，從中標(biāo)識(shí)測(cè)試用例。邊界值測(cè)試背后的基本原理是錯(cuò)誤更可能出現(xiàn)在輸入變量的極值附近。因此針對(duì)各種邊界情況設(shè)計(jì)測(cè)試用例，可以查出更多的錯(cuò)誤。4.1.1邊界條件

邊界條件就是一些特殊情況。一般的，在條件C下，軟件執(zhí)行一種操作，對(duì)任意小的值σ，條件C+σ或C-σ會(huì)執(zhí)行另外的操作，則C就是一個(gè)邊界。

在多數(shù)情況下，邊界條件是基于應(yīng)用程序的功能設(shè)計(jì)而需要考慮的因素，可以從軟件的規(guī)格說明或常識(shí)中得到。比如程序要對(duì)學(xué)生成績進(jìn)行處理，要求輸入數(shù)據(jù)的范圍是[0，100]，則很明顯輸入條件的邊界是0和100。

然而，在測(cè)試用例設(shè)計(jì)過程中，某些邊界條件是不需要呈現(xiàn)給用戶的，或者說用戶是很難注意到的，但同時(shí)確實(shí)屬于檢驗(yàn)范疇內(nèi)的邊界條件，稱為內(nèi)部邊界條件或次邊界條件。

內(nèi)部邊界條件主要有下面幾種。

1．?dāng)?shù)值的邊界值

計(jì)算機(jī)是基于二進(jìn)制進(jìn)行工作的，因此，軟件的任何數(shù)值運(yùn)算都有一定的范圍限制。比如一個(gè)字節(jié)由8位組成，一個(gè)字節(jié)所能表達(dá)的數(shù)值范圍是[0，255]。表4-1-1列出了計(jì)算機(jī)中常用數(shù)值的范圍。

2．字符的邊界值

在計(jì)算機(jī)軟件中，字符也是很重要的表示元素。其中ASCII和Unicode是常見的編碼方式。表4-1-2中列出了一些常用字符對(duì)應(yīng)的ASCII碼值。如果要測(cè)試文本輸入或文本轉(zhuǎn)換的軟件，在定義數(shù)據(jù)區(qū)間包含哪些值時(shí)，就可以參考ASCII碼表，找出隱含的邊界條件。

3．其他邊界條件

有一些邊界條件容易被人忽略，比如在文本框中不是沒有輸入正確的信息，而是根本就沒有輸入任何內(nèi)容，然后就按“確認(rèn)”按鈕。這種情況常常被遺忘或忽視了，但在實(shí)際使用中卻時(shí)常發(fā)生。因此在測(cè)試時(shí)還需要考慮程序?qū)δJ(rèn)值、空白、空值、零值、無輸入等情況的反應(yīng)。

在進(jìn)行邊界值測(cè)試時(shí)，如何確定邊界條件的取值呢？一般情況下，確定邊界值應(yīng)遵循以下幾條原則：

(1)如果輸入條件規(guī)定了值的范圍，則應(yīng)取剛達(dá)到這個(gè)范圍的邊界的值，以及剛剛超越這個(gè)范圍邊界的值作為測(cè)試輸入數(shù)據(jù)。

(2)如果輸入條件規(guī)定了值的個(gè)數(shù)，則用最大個(gè)數(shù)、最小個(gè)數(shù)、比最小個(gè)數(shù)少一、比最大個(gè)數(shù)多一的數(shù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)。

(3)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(gè)元素和最后一個(gè)元素作為測(cè)試數(shù)據(jù)。

(4)如果程序中使用了一個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則應(yīng)當(dāng)選擇這個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邊界上的值作為測(cè)試數(shù)據(jù)。

(5)分析規(guī)格說明，找出其他可能的邊界條件。4.1.2邊界值分析

為便于理解，以下討論涉及兩個(gè)輸入變量x1和x2的函數(shù)F。假設(shè)x1和x2分別在下列范圍內(nèi)取值：a≤x1≤b；c≤x2≤d。

函數(shù)F的輸入空間如圖4-1-1所示。矩形陰影中的任何一點(diǎn)都是函數(shù)F的有效輸入。圖4-1-1兩個(gè)變量函數(shù)的輸入域邊界值分析的基本思想是使用輸入變量的最小值、略大于最小值、正常值、略小于最大值和最大值設(shè)計(jì)測(cè)試用例。通常我們用min、min+、nom、max-和max來表示。

當(dāng)一個(gè)函數(shù)或程序有兩個(gè)及兩個(gè)以上的輸入變量時(shí)，就需要考慮如何組合各變量的取值。我們可根據(jù)可靠性理論中的單缺陷假設(shè)和多缺陷假設(shè)來考慮。單缺陷假設(shè)是指“失效極少是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的缺陷同時(shí)發(fā)生引起的”。依據(jù)單缺陷假設(shè)來設(shè)計(jì)測(cè)試用例，只讓一個(gè)變量取邊界值，其余變量取正常值。多缺陷假設(shè)是指“失效是由兩個(gè)或兩個(gè)以上缺陷同時(shí)作用引起的”。因此依據(jù)多缺陷假設(shè)來設(shè)計(jì)測(cè)試用例，要求在選取測(cè)試用例時(shí)同時(shí)讓多個(gè)變量取邊界值。在邊界值分析中，用到了單缺陷假設(shè)，即選取測(cè)試用例時(shí)僅僅使得一個(gè)變量取極值，其他變量均取正常值。對(duì)于有兩個(gè)輸入變量的程序P，其邊界值分析的測(cè)試用例如下：

{<x1nom，x2min>，<x1nom，x2min+>，<x1nom，x2nom>，<x1nom，x2max->，<x1nom，x2max>，<x1min，x2nom>，<x1min+，x2nom>，<x1max-，x2nom>，<x1max，x2nom>}

對(duì)于有兩個(gè)輸入變量的程序P，其邊界值分析的測(cè)試用例在圖中的位置如圖4-1-2所示。圖4-1-2兩個(gè)變量函數(shù)的邊界值分析例如，有一個(gè)二元函數(shù)f(x，y)，要求輸入變量x，y分別滿足：x∈[1，12]，y∈[1，31]。采用邊界值分析法設(shè)計(jì)測(cè)試用例，可以選擇下面一組測(cè)試數(shù)據(jù)：{<1，15>，<2，15>，<11，15>，<12，15>，<6，15>，<6，1>，<6，2>，<6，30>，<6，31>}。

對(duì)于一個(gè)含有n個(gè)輸入變量的程序，使除一個(gè)以外的所有變量取正常值，剩余的一個(gè)變量依次取最小值、略大于最小值、正常值、略小于最大值和最大值，并對(duì)每個(gè)變量重復(fù)進(jìn)行。因此，對(duì)于有n個(gè)輸入變量的程序，邊界值分析會(huì)產(chǎn)生4n+1個(gè)測(cè)試用例。例如，有一個(gè)三元函數(shù)f(x,y,z)，其中x∈[0，100]，y∈[1，12]，z∈[1，31]，對(duì)該函數(shù)采用邊界值分析法設(shè)計(jì)的測(cè)試用例將會(huì)得到13個(gè)測(cè)試用例，根據(jù)邊界分析的原理，可得到下列測(cè)試數(shù)據(jù)：{<50，6，1>，<50，6，2>，<50，6，30>，<50，6，31>，<50，1，15>，<50，2，15>，<50，11，15>，<50，12，15>，<0，6，15>，<1，6，15>，<99，6，15>，<100，6，15>，<50，6，15>}。4.1.3健壯性邊界測(cè)試

健壯性是指在異常情況下，軟件還能正常運(yùn)行的能力。健壯性可衡量軟件對(duì)于規(guī)范要求以外的輸入情況的處理能力。所謂健壯的系統(tǒng)，是指對(duì)于規(guī)范要求以外的輸入能夠判斷出這個(gè)輸入不符合規(guī)范要求，并能有合理的處理方式的系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)的健壯與否直接反映了分析設(shè)計(jì)和編碼人員的水平。

健壯性邊界測(cè)試是邊界值分析的一種簡單擴(kuò)展。在使用該方法設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，既要考慮有效輸入，又要考慮無效的輸入。除了按照邊界值分析方法選取的五個(gè)取值(min、min+、nom、max-、max)外，還要選取略小于最小值(min-)和略大于最大值(max+)的取值，以觀察輸入變量超過邊界時(shí)程序會(huì)有什么表現(xiàn)。對(duì)于有兩個(gè)變量的程序P，其健壯性測(cè)試的測(cè)試用例如圖4-1-3所示。對(duì)于一個(gè)含有n個(gè)輸入變量的程序，進(jìn)行健壯性邊界測(cè)試時(shí)，使除一個(gè)以外的所有變量取正常值，使剩余的那個(gè)變量依次取略小于最小值、最小值、略大于最小值、正常值、略小于最大值、最大值和略大于最大值，并對(duì)每個(gè)變量重復(fù)進(jìn)行。因此其健壯性測(cè)試會(huì)產(chǎn)生6n+1個(gè)測(cè)試用例。圖4-1-3兩個(gè)變量函數(shù)的健壯性測(cè)試用例例如，有一個(gè)二元函數(shù)f(x，y)，要求輸入變量x，y分別滿足：x∈[0，100]，y∈[1000，3000]，對(duì)其進(jìn)行健壯性測(cè)試，則需要設(shè)計(jì)13個(gè)測(cè)試用例。根據(jù)健壯性測(cè)試的原理，可以得到下面一組測(cè)試數(shù)據(jù)：{<-1，1500>，<0，1500>，<1，1500>，<50，1500>，<99，1500>，<100，1500>，<101，1500>，<50，999>，<50，1000>，<50，1001>，<50，2999>，<50，3000>，<50，3001>}。

健壯性測(cè)試最關(guān)心的是預(yù)期的輸出，而不是輸入。健壯性測(cè)試的最大價(jià)值在于觀察處理異常情況，它是檢測(cè)軟件系統(tǒng)容錯(cuò)性的重要手段。4.1.4最壞情況測(cè)試

最壞情況測(cè)試拒絕單缺陷假設(shè)，它關(guān)心的是當(dāng)多個(gè)變量取極值時(shí)出現(xiàn)的情況。最壞情況測(cè)試中，對(duì)每一個(gè)輸入變量首先獲得包含最小值、略大于最小值、正常值、略小于最大值、最大值的五個(gè)元素集合的測(cè)試，然后對(duì)這些集合進(jìn)行笛卡爾積計(jì)算，以生成測(cè)試用例。

對(duì)于有兩個(gè)變量的程序P，其最壞情況測(cè)試的測(cè)試用例如圖4-1-4所示。圖4-1-4兩個(gè)變量函數(shù)的最壞情況測(cè)試用例顯然，最壞情況測(cè)試更加徹底，因?yàn)檫吔缰捣治鰷y(cè)試是最壞情況測(cè)試用例的真子集。進(jìn)行最壞情況測(cè)試意味著更多的測(cè)試工作量。n個(gè)變量的函數(shù)，其最壞情況測(cè)試將會(huì)產(chǎn)生5n個(gè)測(cè)試用例，而邊界值分析只產(chǎn)生4n+1個(gè)測(cè)試用例。

健壯性最壞情況測(cè)試是最壞情況測(cè)試的擴(kuò)展，這種測(cè)試使用健壯性測(cè)試的七個(gè)元素集合的笛卡兒積，將會(huì)產(chǎn)生7n個(gè)測(cè)試用例。圖4-1-5給出了兩個(gè)變量函數(shù)的最壞情況測(cè)試用例。圖4-1-5兩個(gè)變量函數(shù)的健壯性最壞情況測(cè)試用例4.1.5案例

1．三角形問題

輸入三個(gè)整數(shù)a、b、c，分別作為三角形的三條邊，通過程序判斷這三條邊是否能構(gòu)成三角形。如果能構(gòu)成三角形，則判斷三角形的類型(等邊三角形、等腰三角形、一般三角形)。要求輸入三個(gè)整數(shù)a、b、c，必須滿足以下條件：1≤a≤100；1≤b≤100；1≤c≤100。請(qǐng)用邊界值分析法設(shè)計(jì)測(cè)試用例。用邊界值分析法設(shè)計(jì)測(cè)試用例，按照下列步驟進(jìn)行：

1)分析各變量取值

邊界值分析的基本思想是使用輸入變量的最小值、略大于最小值、正常值、略小于最大值和最大值設(shè)計(jì)測(cè)試用例。因此a、b、c的邊界取值是：1、2、50、99、100。

2)測(cè)試用例數(shù)

有n個(gè)變量的程序，其邊界值分析會(huì)產(chǎn)生4n+1個(gè)測(cè)試用例。這里有3個(gè)變量，因此會(huì)產(chǎn)生13個(gè)測(cè)試用例。

3)設(shè)計(jì)測(cè)試用例

用邊界值分析法設(shè)計(jì)測(cè)試用例就是使一個(gè)變量取邊界值(分別取最小值、略大于最小值、正常值、略小于最大值和最大值)，其余變量取正常值，然后對(duì)每個(gè)變量重復(fù)進(jìn)行。本例用邊界值分析法設(shè)計(jì)的測(cè)試用例見表4-1-3。

2．NextDate函數(shù)

程序有三個(gè)輸入變量month、day、year(month、day和year均為整數(shù)值，并且滿足條件：1≤month≤12、1≤day≤31，1900≤year≤2050)，分別作為輸入日期的月份、日、年份，通過程序可以輸出該輸入日期在日歷上下一天的日期。例如，輸入為2005年11月29日，則該程序的輸出為2005年11月30日。請(qǐng)用健壯性測(cè)試法設(shè)計(jì)測(cè)試用例。用健壯性測(cè)試法設(shè)計(jì)測(cè)試用例，按照下列步驟進(jìn)行：

1)分析各變量的取值

健壯性測(cè)試時(shí)，各變量分別?。郝孕∮谧钚≈?、最小值、略大于最小值、正常值、略小于最大值、最大值和略大于最大值。

month取-1，1，2，6，11，12，13。

day取-1，1，2，15，30，31，32。

year取1899，1900，1901，1975，2049，2050，2051。

2)測(cè)試用例數(shù)

有n個(gè)變量的程序，其邊界值分析會(huì)產(chǎn)生6n+1個(gè)測(cè)試用例。這里有3個(gè)變量，因此會(huì)產(chǎn)生19個(gè)測(cè)試用例。

3)設(shè)計(jì)測(cè)試用例

設(shè)計(jì)測(cè)試用例見表4-1-4。NextDate函數(shù)的復(fù)雜性來源于兩個(gè)方面：一是輸入域的復(fù)雜性(即輸入變量之間邏輯關(guān)系的復(fù)雜性)；二是確定閏年的規(guī)則。但是在進(jìn)行健壯性測(cè)試時(shí)，沒有考慮輸入變量之間的邏輯關(guān)系，也沒有考慮和閏年相關(guān)的問題，因此在設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)存在遺漏問題，比如判斷閏年相關(guān)的日期：2008.2.29、1999.2.28等。 4.2等?價(jià)?類?測(cè)?試

4.2.1等價(jià)類

1．等價(jià)類的劃分

等價(jià)類的重要問題是它們構(gòu)成集合的劃分。劃分是指互不相交的一組子集，這些子集的并是整個(gè)集合。劃分可定義為：給定集合B，以及B的一組子集A1、A2、…、An，這些子集是B的一個(gè)劃分，當(dāng)且僅當(dāng)A1∪A2∪…∪An=B，且i≠j時(shí)，Ai∩Aj=。

劃分對(duì)于測(cè)試有非常重要的意義：

(1)各個(gè)子集的并是整個(gè)集合，這提供了一種形式的完備性；

(2)各個(gè)子集的交是空，這種互不相交保證了一種形式的無冗余性。因此采用劃分可保證某種程度的完備性，并減少冗余。

等價(jià)類劃分是將輸入定義域進(jìn)行一個(gè)劃分，并且劃分的各個(gè)子集是由等價(jià)關(guān)系決定的。這里的等價(jià)關(guān)系是指：在子集合中，各個(gè)輸入數(shù)據(jù)對(duì)于揭露程序中的錯(cuò)誤都是等效的。并合理地假定：測(cè)試某等價(jià)類的代表值就等于對(duì)這個(gè)類中其他值的測(cè)試。也就是說，如果等價(jià)類中某個(gè)輸入條件不能導(dǎo)致問題發(fā)生，那么用該等價(jià)類中其他輸入條件進(jìn)行測(cè)試也不可能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。

等價(jià)類劃分有兩種不同的情況：有效等價(jià)類和無效等價(jià)類。

有效等價(jià)類是指對(duì)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(jià)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(jià)類與有效等價(jià)類的定義恰巧相反。無效等價(jià)類是指對(duì)程序的規(guī)格說明來說是不合理的或無意義的輸入數(shù)據(jù)所構(gòu)成的集合。對(duì)于具體的問題，無效等價(jià)類至少應(yīng)有一個(gè)，也可能有多個(gè)。

在設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，要同時(shí)考慮這兩種等價(jià)類。因?yàn)橛脩粼谑褂密浖r(shí)，有意或無意輸入一些非法的數(shù)據(jù)是常有的事情。軟件不僅要能接收合理的數(shù)據(jù)，也要能經(jīng)受意外的考驗(yàn)，這樣的測(cè)試才能確保軟件具有更高的可靠性。

2．劃分等價(jià)類的方法

等價(jià)類測(cè)試的思想就是把全部輸入數(shù)據(jù)合理劃分為若干等價(jià)類，在每一個(gè)等價(jià)類中取一個(gè)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測(cè)試的輸入條件，這樣可以用少量的測(cè)試數(shù)據(jù)取得較好的測(cè)試效果。

在等價(jià)類測(cè)試中，劃分等價(jià)類是非常關(guān)鍵的。如果等價(jià)類劃分合理，可以大大減少測(cè)試用例，并能保證達(dá)到要求的測(cè)試覆蓋率。那么如何劃分等價(jià)類呢？一般來講，首先要分析程序所有可能的輸入情況，然后按照下列規(guī)則對(duì)其進(jìn)行劃分。

(1)按照區(qū)間劃分。在輸入條件規(guī)定了取值范圍或值的個(gè)數(shù)的情況下，則可以確立一個(gè)有效等價(jià)類和兩個(gè)無效等價(jià)類。例如：程序的輸入是學(xué)生成績，其范圍是0～100，則輸入條件的等價(jià)類如圖4-2-1所示。

其有效等價(jià)類為：0≤成績≤100；無效等價(jià)類為：成績＜0，成績＞100。圖4-2-1學(xué)生成績的等價(jià)類

(2)按照數(shù)值劃分。在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值(假定n個(gè))，并且程序要對(duì)每一個(gè)輸入值分別處理的情況下，可確立n個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類。

例如：程序輸入x取值于一個(gè)固定的枚舉類型{1，2，4，12}，并且程序中對(duì)這4個(gè)數(shù)值分別進(jìn)行了處理，則有效等價(jià)類為x=1、x=2、x=4、x=12，無效等價(jià)類為1、2、4、12以外的值構(gòu)成的集合。

又如：在教師上崗方案中規(guī)定對(duì)教授、副教授、講師和助教分別處理。那么可以確定4個(gè)有效等價(jià)類：教授、副教授、講師和助教；1個(gè)無效等價(jià)類，它是所有不符合以上職稱的人員構(gòu)成的集合。

(3)按照數(shù)值集合劃分。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”的情況下，可確立一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類。例如，某程序中有標(biāo)識(shí)符，其輸入條件規(guī)定“標(biāo)識(shí)符應(yīng)以字母開頭……”，則可以這樣劃分等價(jià)類：“以字母開頭者”作為有效等價(jià)類，“以非字母開頭”作為無效等價(jià)類。

(4)在輸入條件是一個(gè)布爾量的情況下，可確定一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類。例如：驗(yàn)證碼在登錄各種網(wǎng)站時(shí)經(jīng)常使用。驗(yàn)證碼是一種布爾型取值，True或者False。在這里我們就可劃分出一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類。

(5)進(jìn)一步細(xì)分等價(jià)類。在確知已劃分的等價(jià)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(jià)類進(jìn)一步地劃分為更小的等價(jià)類。例如：程序用于判斷幾何圖形的形狀，則我們可以首先根據(jù)邊數(shù)劃分出三角形、四邊形、五邊形、六邊形等。然后對(duì)于每一種類型，我們可以做進(jìn)一步的劃分，比如三角形可以進(jìn)一步分為等邊三角形、等腰三角形和一般三角形。

(6)等價(jià)類劃分還應(yīng)特別注意默認(rèn)值、空值、Null、零值等的情形。

3．等價(jià)類的特點(diǎn)

按劃分等價(jià)類的規(guī)則劃分出的等價(jià)類具有下列特點(diǎn)：

(1)完備性：劃分出的各個(gè)等價(jià)類(子集)的并是輸入/輸出的全集，即程序的定義域/值域。

(2)無冗余性：各個(gè)等價(jià)類是互不相交的一組子集。

(3)等價(jià)性：劃分的各個(gè)子集是由等價(jià)關(guān)系決定的，即各個(gè)輸入數(shù)據(jù)對(duì)于揭露程序中的錯(cuò)誤都是等效的。因此我們可以從等價(jià)類中選擇一個(gè)具有代表性的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試就可以達(dá)到測(cè)試目的。4.2.2等價(jià)類測(cè)試類型

等價(jià)類劃分既實(shí)現(xiàn)了完備性測(cè)試，又避免了冗余。在實(shí)際使用等價(jià)類方法測(cè)試時(shí)，我們需要考慮等價(jià)類測(cè)試的程度，不同程度的測(cè)試將得到不同的測(cè)試效果?；趩稳毕菁僭O(shè)還是基于多缺陷假設(shè)，產(chǎn)生弱等價(jià)類與強(qiáng)等價(jià)類測(cè)試之分；是否考慮無效等價(jià)類(即是否進(jìn)行無效數(shù)據(jù)的處理)，產(chǎn)生健壯與一般等價(jià)類測(cè)試之分。等價(jià)類測(cè)試分為四種形式：弱一般等價(jià)類、強(qiáng)一般等價(jià)類、弱健壯等價(jià)類和強(qiáng)健壯等價(jià)類。為便于討論，下面以一個(gè)具有兩個(gè)變量x1和x2的函數(shù)F為例。如圖4-2-2所示，輸入變量x1和x2的邊界以及邊界內(nèi)的區(qū)間為

a≤x1≤d，區(qū)間為[a,b)，[b,c)，[c,d]；

e≤x2≤g，區(qū)間為[e,f)，[f,g]。圖4-2-2兩個(gè)變量的邊界及邊界內(nèi)區(qū)間劃分

1．弱一般等價(jià)類測(cè)試

弱一般等價(jià)類測(cè)試遵循單缺陷假設(shè)，要求選取的測(cè)試用例覆蓋所有的有效等價(jià)類。兩個(gè)變量函數(shù)的弱一般等價(jià)類測(cè)試用例如圖4-2-3所示。圖4-2-3弱一般等價(jià)類測(cè)試用例

2．強(qiáng)一般等價(jià)類測(cè)試

強(qiáng)一般等價(jià)類測(cè)試基于多缺陷假設(shè)，要求將每個(gè)變量的有效等價(jià)類做笛卡爾積，設(shè)計(jì)測(cè)試用例覆蓋笛卡爾積的每個(gè)元素。兩個(gè)變量的強(qiáng)一般等價(jià)類測(cè)試用例如圖4-2-4所示。圖4-2-4強(qiáng)一般等價(jià)類測(cè)試用例

3．弱健壯等價(jià)類測(cè)試

這里的“弱”是指等價(jià)類測(cè)試基于單缺陷假設(shè)，而“健壯”是考慮了無效值。采用弱健壯等價(jià)類測(cè)試時(shí)，對(duì)有效輸入，使用每個(gè)有效等價(jià)類的一個(gè)值；對(duì)無效輸入，測(cè)試用例將擁有一個(gè)無效值，并保持其余的值都是有效的。

進(jìn)行弱健壯等價(jià)類測(cè)試也就是將弱一般等價(jià)類中的五要素增添為七要素，補(bǔ)充輸入域邊界以外的值(略小于最小值min-1，略大于最大值max+1)，涵蓋了有效測(cè)試和無效測(cè)試。兩個(gè)變量的弱健壯等價(jià)類測(cè)試用例如圖4-2-5所示。圖4-2-5弱健壯等價(jià)類測(cè)試用例

4．強(qiáng)健壯等價(jià)類測(cè)試

強(qiáng)健壯等價(jià)類測(cè)試是基于多缺陷假設(shè)，并考慮無效的輸入。設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)需要從所有等價(jià)類的笛卡爾積的每一個(gè)元素中獲得測(cè)試用例。兩個(gè)變量的強(qiáng)健壯等價(jià)類測(cè)試用例如圖4-2-6所示。

健壯等價(jià)類測(cè)試存在以下兩個(gè)問題：

(1)需要花費(fèi)精力定義無效測(cè)試用例的期望輸出。

(2)對(duì)強(qiáng)類型的語言沒有必要考慮無效的輸入。圖4-2-6強(qiáng)健壯等價(jià)類測(cè)試用例4.2.3用等價(jià)類設(shè)計(jì)測(cè)試用例

1．劃分等價(jià)類

首先根據(jù)輸入條件或輸出條件劃分等價(jià)類。

2．建立等價(jià)類表

根據(jù)劃分的等價(jià)類建立等價(jià)類表，如表4-2-1所示。

3．選擇測(cè)試用例

從等價(jià)類中選取具有代表性的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)測(cè)試用例。從等價(jià)類中選擇測(cè)試用例時(shí)，一般遵循下列原則：

(1)為每一個(gè)等價(jià)類規(guī)定一個(gè)唯一的編號(hào)。

(2)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未覆蓋的有效等價(jià)類。重復(fù)這一步，直到所有的有效等價(jià)類都被覆蓋為止。

(3)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試用例，使其僅覆蓋一個(gè)尚未被覆蓋的無效等價(jià)類，重復(fù)這一步，直到所有的無效等價(jià)類都被覆蓋為止。4.2.4等價(jià)類測(cè)試指導(dǎo)方針

以下是等價(jià)類測(cè)試的一些觀察和等價(jià)類測(cè)試的指導(dǎo)方針：

(1)等價(jià)類測(cè)試的弱形式不如對(duì)應(yīng)的強(qiáng)形式的測(cè)試全面。

(2)如果實(shí)現(xiàn)語言是強(qiáng)類型，則沒有必要使用健壯形式的測(cè)試。

(3)如果錯(cuò)誤條件非常重要，則進(jìn)行健壯形式的測(cè)試是合適的。

(4)如果輸入數(shù)據(jù)以離散值區(qū)間和集合定義，則等價(jià)類測(cè)試是合適的。當(dāng)然也適用于如果變量值越界系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)故障的系統(tǒng)。

(5)通過結(jié)合邊界值測(cè)試，等價(jià)類測(cè)試可得到加強(qiáng)。

(6)如果程序函數(shù)很復(fù)雜，則等價(jià)類測(cè)試是被指示的。在這種情況下，函數(shù)的復(fù)雜性可以幫助標(biāo)識(shí)有用的等價(jià)類。

(7)強(qiáng)等價(jià)類測(cè)試假設(shè)變量是獨(dú)立的，相應(yīng)的測(cè)試用例相乘會(huì)引起冗余問題。如果存在依賴關(guān)系，則常常會(huì)生成錯(cuò)誤測(cè)試用例。

(8)在發(fā)現(xiàn)合適的等價(jià)關(guān)系之前，可能需要進(jìn)行多次嘗試。4.2.5案例

1．電話號(hào)碼

某城市電話號(hào)碼由三部分組成，分別是：

地區(qū)碼——空白或4位數(shù)字。

前綴——為三位數(shù)字，但不能以“0”或“1”開頭。

后綴——4位數(shù)字。

假定被測(cè)程序能接受一切符合上述規(guī)定的電話號(hào)碼，拒絕所有不符合規(guī)定的電話號(hào)碼。請(qǐng)用等價(jià)類方法進(jìn)行測(cè)試，設(shè)計(jì)測(cè)試用例。

(1)根據(jù)輸入條件，劃分出有效等價(jià)類和無效等價(jià)類，如表4-2-2所示。

2．三角形問題

程序規(guī)定：“輸入三個(gè)正整數(shù)a、b、c，分別作為三角形的三條邊長。通過程序判定是否能構(gòu)成三角形。如果能構(gòu)成三角形，進(jìn)一步判斷三角形的類型。當(dāng)此三角形為一般三角形、等腰三角形及等邊三角形時(shí)，分別作不同的操作。”用等價(jià)類劃分方法為該程序進(jìn)行測(cè)試用例設(shè)計(jì)。

(1)分析題目中給出的條件和隱含的輸入要求，輸入條件如下：

①正整數(shù)。

②三個(gè)數(shù)。

③構(gòu)成一般三角形。

④構(gòu)成等腰三角形。

⑤構(gòu)成等邊三角形。

⑥不能構(gòu)成三角形。

(2)根據(jù)輸入條件的要求劃分等價(jià)類，列出等價(jià)類表并編號(hào)，如表4-2-4所示。

(3)設(shè)計(jì)測(cè)試用例，覆蓋上表中的等價(jià)類，如表4-2-5所示。

4.3基于判定表的測(cè)試

4.3.1判定表的組成

判定表通常由四個(gè)部分組成，如表4-3-1所示。

(1)條件樁(ConditionStub)：列出了問題的所有條件。通常認(rèn)為列出的條件的次序無關(guān)緊要。

(2)動(dòng)作樁(ActionStub)：列出了問題規(guī)定可能采取的操作。這些操作的排列順序沒有約束。

(3)條件項(xiàng)(ConditionEntry)：列出針對(duì)它左列條件的取值。

(4)動(dòng)作項(xiàng)(ActionEntry)：列出在條件項(xiàng)的各種取值情況下應(yīng)該采取的動(dòng)作。動(dòng)作項(xiàng)和條件項(xiàng)緊密相關(guān)，它指出了在條件項(xiàng)的各組取值情況下應(yīng)采取的動(dòng)作。任何一個(gè)條件組合的特定取值及其相應(yīng)要執(zhí)行的操作稱為規(guī)則。在判定表中貫穿條件項(xiàng)和動(dòng)作項(xiàng)的一列就是一條規(guī)則。規(guī)則指示了在規(guī)則的各條件項(xiàng)指示的條件下要采取動(dòng)作項(xiàng)中的行為。顯然，判定表中列出多少組條件取值，也就有多少條規(guī)則，即條件項(xiàng)和動(dòng)作項(xiàng)有多少列。

下面通過表4-3-2所列的實(shí)例來說明判定表各部分的含義。在表4-3-2給出的判定表中，規(guī)則1表示：如果條件1、條件2、條件3分別為真，則采取動(dòng)作1和動(dòng)作2。規(guī)則2表示：如果條件1和條件2為真，條件3為假，則采取動(dòng)作3。我們注意到，在表4-3-2的規(guī)則5中，條件3用“—”表示，意思是條件3為不關(guān)心條目。不關(guān)心條目有兩種主要解釋：條件無關(guān)或條件不適用。規(guī)則5表示：如果條件1為假、條件2為真時(shí)，則采取動(dòng)作2，而不管條件3為真還是為假(或條件3不適用)。在實(shí)際使用判定表時(shí)，通常要將其化簡?；喒ぷ魇且院喜⑾嗨埔?guī)則為目標(biāo)。若表中有兩條或多條規(guī)則具有相同的動(dòng)作，并且其條件項(xiàng)之間存在著極為相似的關(guān)系，我們便可設(shè)法將其合并。例如，在圖4-3-1(a)中左端的兩規(guī)則其動(dòng)作項(xiàng)一致，條件項(xiàng)中前兩個(gè)條件取值一致，只是第3個(gè)條件取值不同。這一情況表明，在第1、2條件分別取真值和假值時(shí)，無論第3個(gè)條件取何值，都要執(zhí)行同一操作。也即要執(zhí)行的動(dòng)作與第3個(gè)條件項(xiàng)的取值無關(guān)。于是，我們便將這兩個(gè)規(guī)則合并。合并后的第3個(gè)條件項(xiàng)用特定的符號(hào)“—”表示與取值無關(guān)。與此類似，無關(guān)條件項(xiàng)“—”在邏輯上又可包含其他的條件項(xiàng)取值，具有相同動(dòng)作的規(guī)則還可進(jìn)一步合并，如圖4-3-1(b)所示。圖4-3-1規(guī)則合并4.3.2基于判定表的測(cè)試

為了使用判定表標(biāo)識(shí)測(cè)試用例，在這里我們把條件解釋為程序的輸入，把動(dòng)作解釋為輸出。在測(cè)試時(shí)，有時(shí)條件最終引用輸入的等價(jià)類，動(dòng)作引用被測(cè)程序的主要功能處理，這時(shí)規(guī)則就解釋為測(cè)試用例。由于判定表的特點(diǎn)可以保證我們能夠取到輸入條件的所有可能的條件組合值，因此可以做到測(cè)試用例的完整集合。

使用判定表進(jìn)行測(cè)試時(shí)，首先需要根據(jù)軟件規(guī)格說明建立判定表。判定表設(shè)計(jì)的步驟如下：

(1)確定規(guī)則的個(gè)數(shù)。假如有n個(gè)條件，每個(gè)條件有兩個(gè)取值(“真”和“假”)，則會(huì)產(chǎn)生2n條規(guī)則。如果每個(gè)條件的取值有多個(gè)值，則規(guī)則數(shù)等于各條件取值個(gè)數(shù)的積。

(2)列出所有的條件樁和動(dòng)作樁。在測(cè)試中，條件樁一般對(duì)應(yīng)著程序輸入的各個(gè)條件項(xiàng)，而動(dòng)作樁一般對(duì)應(yīng)著程序的輸出結(jié)果或要采取的操作。

(3)填入條件項(xiàng)。條件項(xiàng)就是每條規(guī)則中各個(gè)條件的取值。為了保證條件項(xiàng)取值的完備性和正確性，可以利用集合的笛卡爾積來計(jì)算。首先找出各條件項(xiàng)取值的集合，然后將各集合作笛卡爾積，最后將得到的集合的每一個(gè)元素填入規(guī)則的條件項(xiàng)中。

(4)填入動(dòng)作項(xiàng)，得到初始判定表。在填入動(dòng)作項(xiàng)時(shí)，必須根據(jù)程序的功能說明來填寫。首先根據(jù)每條規(guī)則中各條件項(xiàng)的取值來獲得程序的輸出結(jié)果或應(yīng)該采取的行動(dòng)，然后在對(duì)應(yīng)的動(dòng)作項(xiàng)中作標(biāo)記。

(5)簡化判定表，合并相似規(guī)則(相同動(dòng)作)。若表中有兩條以上規(guī)則具有相同的動(dòng)作，并且在條件項(xiàng)之間存在極為相似的關(guān)系，便可以合并。合并后的條件項(xiàng)用符號(hào)“—”表示，說明執(zhí)行的動(dòng)作與該條件的取值無關(guān)，稱為無關(guān)條件。4.3.3基于判定表測(cè)試的指導(dǎo)方針

基于判定表的測(cè)試能把復(fù)雜的問題按各種可能的情況一一列舉出來，簡明而易于理解，也可避免遺漏。但是，判定表不能表達(dá)重復(fù)執(zhí)行的動(dòng)作，例如循環(huán)結(jié)構(gòu)。

與其他測(cè)試技術(shù)一樣，基于判定表的測(cè)試對(duì)于某些應(yīng)用程序很有效，對(duì)于另一些應(yīng)用程序卻不適用。B.Beizer指出了適合使用判定表設(shè)計(jì)測(cè)試用例的條件：

(1)規(guī)格說明以判定表形式給出，或很容易轉(zhuǎn)換成判定表。

(2)條件的排列順序不會(huì)也不影響執(zhí)行哪些操作。

(3)規(guī)則的排列順序不會(huì)也不影響執(zhí)行哪些操作。

(4)每當(dāng)某一規(guī)則的條件已經(jīng)滿足，并確定要執(zhí)行的操作后，不必檢驗(yàn)別的規(guī)則。

(5)如果某一規(guī)則得到滿足要執(zhí)行多個(gè)操作，這些操作的執(zhí)行順序無關(guān)緊要。

B.Beizer提出這五個(gè)必要條件的目的是使操作的執(zhí)行完全依賴于條件的組合。其實(shí)對(duì)于某些不滿足這幾條的判定表，同樣可以借助這種方法設(shè)計(jì)測(cè)試用例，只不過尚需增加其他的測(cè)試用例罷了。

判定表對(duì)于有ifelse或者switchcase的程序，設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)非常有幫助。它更多的是一種理清思路的工具，比流程圖更為直觀，可以寫出符合需求說明的測(cè)試用例。4.3.4案例

1．考生錄取

某程序規(guī)定：“對(duì)總成績大于450分，且各科成績均高于85分或者是優(yōu)秀畢業(yè)生，應(yīng)優(yōu)先錄取，其余情況作其他處理?！闭?qǐng)建立判定表。

下面根據(jù)建立判定表的步驟來介紹如何為本例建立判定表。

1)列出所有的條件樁和動(dòng)作樁

根據(jù)問題描述的輸入條件和輸出結(jié)果，列出所有的條件樁和動(dòng)作樁。其中條件樁有三項(xiàng)：

(1)總成績大于450分嗎？

(2)各科成績均高于85分嗎？

(3)是優(yōu)秀畢業(yè)生嗎？

而動(dòng)作樁有兩項(xiàng)：

(1)優(yōu)先錄取。

(2)作其他處理。

2)確定規(guī)則的個(gè)數(shù)

本例中輸入有三個(gè)條件，每個(gè)條件的取值為“是”或“否”，因此有2×2×2=8種規(guī)則。

3)填入條件項(xiàng)

在填寫條件項(xiàng)時(shí)，可以將各個(gè)條件取值的集合進(jìn)行笛卡爾積，得到每一列條件項(xiàng)的取值。本例就是計(jì)算{Y，N}×{Y，N}×{Y，N}={<Y，Y，Y>，<Y，Y，N>，<Y，N，Y>，<Y，N，N>，<N，Y，Y>，<N，Y，N>，<N，N，Y>，<N，N，N>}，然后將所得集合中的每一個(gè)元素的值填入每一列各條件項(xiàng)中，如表4-3-3所示。

4)填入動(dòng)作樁和動(dòng)作頂

根據(jù)每一列中各條件的取值得到所要采取的行動(dòng)，填入動(dòng)作樁和動(dòng)作項(xiàng)，便得到初始判定表，如表4-3-3所示。

5)化簡

從表4-3-3中可以很直觀地看出規(guī)則1和規(guī)則2的動(dòng)作項(xiàng)相同，第1個(gè)條件項(xiàng)和第2個(gè)條件項(xiàng)的取值相同，只有第3個(gè)條件項(xiàng)的取值不同，滿足合并的原則。合并時(shí)，第3個(gè)條件項(xiàng)成為無關(guān)條目，用“—”表示。同理，規(guī)則5和規(guī)則6可以合并，規(guī)則7和規(guī)則8可以合并。通過合并相似規(guī)則后得到簡化的判定表，如表4-3-4所示。

2．隔一日問題

程序有三個(gè)輸入變量month、day、year(month、day和year均為整數(shù)值，并且滿足條件：1≤month≤12和1≤day≤31)，分別作為輸入日期的月份、日、年份，通過程序可以輸出該輸入日期在日歷上隔一天的日期。例如，輸入為2005年11月29日，則該程序的輸出為2005年12月1日。請(qǐng)用判定表測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試。問題分析：年、月、日三個(gè)變量之間在輸入定義域中存在一定的邏輯依賴關(guān)系，由于等價(jià)類劃分和邊界值分析測(cè)試都假設(shè)了變量是獨(dú)立的，如果采用上述兩種方法設(shè)計(jì)測(cè)試用例，那么這些依賴關(guān)系在機(jī)械地選取輸入值時(shí)可能會(huì)丟失。而采用判定表法則可以通過使用“不可能”的概念表示條件的不可能組合來強(qiáng)調(diào)這種依賴關(guān)系。根據(jù)題目的要求，下面用基于判定表的方法進(jìn)行測(cè)試。

(1)分析各種輸入情況，列出為輸入變量month、day、year劃分的有效等價(jià)類。

month變量的有效等價(jià)類：

M1={month=4，6，9，11}

M2={month=1，3，5，7，8，10}

M3={month=12}

M4={month=2}

day變量的有效等價(jià)類：

D1={1≤day≤26}

D2={day=27}

D3={day=28}

D4={day=29}

D5={day=30}

D6={day=31}

year變量的有效等價(jià)類：

Y1={year是閏年}

Y2={year不是閏年}

(2)分析程序規(guī)格說明，結(jié)合以上等價(jià)類劃分的情況給出問題規(guī)定的可能采取的操作(即列出所有的動(dòng)作樁)?？紤]各種有效的輸入情況，程序中可能采取的操作有以下六種：

a1：day+2

a2：day=1

a3：day=2

a4：month+1

a5：month=1

a6：year+1

a7：不可能

(3)根據(jù)步驟(1)和(2)，畫出判定表，然后對(duì)判定表進(jìn)行化簡。簡化后的判定表如表4-3-6所示。

(4)設(shè)計(jì)測(cè)試用例。為判定表中的每一列設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試用例，見表4-3-7。 4.4因果圖

4.4.1因果圖的概念

20世紀(jì)70年代，IBM進(jìn)行了一項(xiàng)工作，把自然語言書寫的需求轉(zhuǎn)換成一個(gè)形式說明，形式說明可以用來產(chǎn)生功能測(cè)試的測(cè)試實(shí)例。這個(gè)轉(zhuǎn)換過程檢查需求的語義，用輸入和輸出之間或輸入和轉(zhuǎn)換之間的邏輯關(guān)系來重新表述它們。輸入稱為原因，輸出和轉(zhuǎn)換稱為結(jié)果。通過分析得到一張反映這些關(guān)系的圖，稱為因果圖(Cause-and-EffectGraph)。

因果圖中使用了簡單的邏輯符號(hào)，以直線連接左右節(jié)點(diǎn)。左節(jié)點(diǎn)表示輸入狀態(tài)(或稱原因)，右結(jié)點(diǎn)表示輸出狀態(tài)(或稱結(jié)果)。通常用ci表示原因，一般置于圖的左部；ei表示結(jié)果，通常在圖的右部。ci和ei均可取值“0”或“1”，其中“0”表示某狀態(tài)不出現(xiàn)，“1”表示某狀態(tài)出現(xiàn)。

因果圖中包含四種關(guān)系：

(1)恒等：若c1為1，則e1也為1；若c1為0，則e1也為0。

(2)非：若c1為1，則e1為0；若c1為0，則e1為1。

(3)或：若c1或c2或c3為1，則e1為1；若c1、c2和c3都為0，則e1為0?！盎颉笨捎腥我舛鄠€(gè)輸入。

(4)與：若c1和c2都為1，則ei為1；否則ei為0。“與”也可有任意多個(gè)輸入。

因果圖的四種關(guān)系如圖4-4-1所示。在實(shí)際問題中輸入狀態(tài)相互之間、輸出狀態(tài)相互之間可能存在某些依賴關(guān)系，稱為“約束”。為了表示原因與原因之間，結(jié)果與結(jié)果之間可能存在的約束條件，在因果圖中可以附加一些表示約束條件的符號(hào)。對(duì)于輸入條件的約束有E、I、O、R四種約束，對(duì)于輸出條件的約束只有M約束。輸入輸出約束圖形符號(hào)如圖4-4-2所示。

為便于理解，這里設(shè)c1、c2和c3表示不同的輸入條件。

E(異)：表示c1、c2中至多有一個(gè)可能為1，即c1和c2不能同時(shí)為1。

I(或)：表示c1、c2、c3中至少有一個(gè)是1，即c1、c2、c3不能同時(shí)為0。

O(唯一)：表示c1、c2中必須有一個(gè)且僅有一個(gè)為1。

R(要求)：表示c1為1時(shí)，c2必須為1，即不可能c1為1時(shí)c2為0。

M(強(qiáng)制)：表示如果結(jié)果e1為1，則結(jié)果e2強(qiáng)制為0。圖4-4-1因果圖的四種關(guān)系圖4-4-2輸入輸出約束圖形符號(hào)4.4.2因果圖測(cè)試法

因果圖可以很清晰地描述各輸入條件和輸出結(jié)果的邏輯關(guān)系。如果在測(cè)試時(shí)必須考慮輸入條件的各種組合，就可以利用因果圖。因果圖最終生成的是判定表。采用因果圖設(shè)計(jì)測(cè)試用例的步驟如下：

(1)分析軟件規(guī)格說明描述中哪些是原因，哪些是結(jié)果。其中，原因常常是輸入條件或是輸入條件的等價(jià)類；結(jié)果常常是輸出條件。然后給每個(gè)原因和結(jié)果賦予一個(gè)標(biāo)識(shí)符。并且把原因和結(jié)果分別畫出來，原因放在左邊一列，結(jié)果放在右邊一列。

(2)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(duì)應(yīng)的關(guān)系，根據(jù)這些關(guān)系，將其表示成連接各個(gè)原因與各個(gè)結(jié)果的“因果圖”。

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

(4)把因果圖轉(zhuǎn)換成判定表。首先將因果圖中的各原因作為判定表的條件項(xiàng)，因果圖的各結(jié)果作為判定表的動(dòng)作項(xiàng)。然后給每個(gè)原因分別取“真”和“假”兩種狀態(tài)，一般用“1”和“0”表示。最后根據(jù)各條件項(xiàng)的取值和因果圖中表示的原因和結(jié)果之間的邏輯關(guān)系，確定相應(yīng)的動(dòng)作項(xiàng)的值，完成判定表的填寫。

(5)把判定表的每一列拿出來作為依據(jù)，設(shè)計(jì)測(cè)試用例。4.4.3案例

1．軟件規(guī)格說明書

第1列字符必須是A或B，第2列字符必須是一個(gè)數(shù)字，在此情況下進(jìn)行文件的修改，但如果第1列字符不正確，則給出信息L，如果第2列字符不是數(shù)字，則給出信息M。

1)根據(jù)說明書分析出原因和結(jié)果

(1)原因：

1——第1列字符是A；

2——第1列字符是B；

3——第2列字符是一數(shù)字。

(2)結(jié)果：

21——修改文件；

22——給出信息L；

23——給出信息M。

2)繪制因果圖

(1)根據(jù)原因和結(jié)果繪制因果圖。把原因和結(jié)果用邏輯符號(hào)連接起來，畫出因果圖，如圖4-4-3所示。圖4-4-3軟件規(guī)格說明書因果圖

(2)考慮到原因1和原因2不可能同時(shí)為1，因此在因果圖上施加E約束。具有約束的因果圖如圖4-4-4所示。圖4-4-4有約束的因果圖

(3)根據(jù)因果圖所建立的判定表如表4-4-1所示。

2．電力收費(fèi)

某電力公司有A、B、C、D四類收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定：

居民用電＜100度/月，按A類收費(fèi)；

≥100度/月，按B類收費(fèi)。

動(dòng)力用電＜10000度/月，非高峰，按B類收費(fèi)；

≥10000度/月，非高峰，按C類收費(fèi)；

＜10000度/月，高峰，按C類收費(fèi)；

≥10000度/月，高峰，按D類收費(fèi)。

請(qǐng)用因果圖法設(shè)計(jì)測(cè)試用例。使用因果圖法設(shè)計(jì)測(cè)試用例的步驟和過程如下：

(1)列出原因和結(jié)果。

原因：1——居民用電；

2——?jiǎng)恿τ秒姡?/p>

3——＜100度/月；

3'——≥100度/月；

4——非高峰；

4'——高峰；

5——＜10000度/月；

5'——≥10000度/月。

結(jié)果：A——按A類收費(fèi)。

B——按B類收費(fèi)。

C——按C類收費(fèi)。

D——按D類收費(fèi)。

(2)用因果圖表明輸入和輸出間的邏輯關(guān)系，如圖4-4-5所示。圖4-4-5因果圖

(3)把因果圖轉(zhuǎn)換為判定表，得到表4-4-3。

4.5其他黑盒測(cè)試方法

1．正交試驗(yàn)

在實(shí)際的軟件項(xiàng)目中，作為輸入條件的原因可能會(huì)非常多，如果用因果圖進(jìn)行分析，其因果圖可能很龐大，由因果圖得到的測(cè)試用例數(shù)量將達(dá)到驚人的程度，這將給軟件測(cè)試工作帶來沉重負(fù)擔(dān)。為了有效、合理地減少測(cè)試的費(fèi)用，可以利用實(shí)際生活中行之有效的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法來進(jìn)行測(cè)試用例的設(shè)計(jì)。正交試驗(yàn)測(cè)試策略提供了一種能對(duì)所有變量對(duì)的組合進(jìn)行典型覆蓋(均勻分布)的方法。這種技術(shù)對(duì)軟件組件的集成測(cè)試尤其有用，特別是面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法(OrthogonalExperimentalDesign)是研究與處理多因素多水平實(shí)驗(yàn)的一種科學(xué)方法。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法是根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出適量的、有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些點(diǎn)具備了“均勻分散，整齊可比”的特點(diǎn)。利用該方法可以使所有因子和水平在實(shí)驗(yàn)中均勻地分布與搭配，均勻規(guī)律地變化。在正交試驗(yàn)中，生成正交表是非常重要的。

1)正交表概念

正交表是運(yùn)用組合數(shù)學(xué)理論在正交拉丁名的基礎(chǔ)上構(gòu)造的一種規(guī)格化的表格，其符號(hào)為Ln(ji)，其中：

L——正交表的符號(hào)；

n——正交表的次數(shù)(Runs)，即正交表行數(shù)；

j——正交表的水平數(shù)(Levels)，任何單個(gè)因素能夠取得的值的最大個(gè)數(shù)；

i——正交表的因素?cái)?shù)(Factors)，正交表中列的個(gè)數(shù)，它直接對(duì)應(yīng)到用這種技術(shù)設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)的變量的最大個(gè)數(shù)。各列水平數(shù)均相同的正交表稱單一水平正交表。各列水平數(shù)均為2的常用正交表有：L4(23)、L8(27)、L12(211)、L16(215)、L20(219)、L32(231)。各列水平數(shù)均為3的常用正交表有：L9(34)、L27(313)。各列水平數(shù)均為4的常用正交表有：L16(45)。

各列水平數(shù)不相同的正交表稱混合水平正交表。例如：L8(41×24)，此混合水平正交表含有1個(gè)4水平列和4個(gè)2水平列，共有1+4=5列。L8(41×24)常簡寫為L8(4×24)。正交表具有兩個(gè)重要的特性：

(1)整齊可比性：在同一張正交表中，每個(gè)因素的每個(gè)水平出現(xiàn)的次數(shù)是完全相同的。由于在試驗(yàn)中每個(gè)因素的每個(gè)水平與其他因素的每個(gè)水平參與試驗(yàn)的機(jī)率是完全相同的，這就保證在各個(gè)水平中最大程度地排除了其他因素水平的干擾。

(2)均衡分散性：在同一張正交表中，任意兩列(兩個(gè)因素)的水平搭配(橫向形成的數(shù)字對(duì))是完全相同的。這樣就保證了試驗(yàn)條件均衡地分散在因素水平的完全組合之中，因而具有很強(qiáng)的代表性。

2)選擇正交表的基本原則

選擇正交表時(shí)，一般都是先確定試驗(yàn)的因素、水平和交互作用，后選擇適用的L表。在確定因素的水平數(shù)時(shí)，主要因素宜多安排幾個(gè)水平，次要因素可少安排幾個(gè)水平。選擇正交表的基本原則如下：

(1)先看水平數(shù)。若各因素全是2水平，就選用L(2＊)表；若各因素全是3水平，就選用L(3＊)表。若各因素的水平數(shù)不相同，就選擇適用的混合水平表。

(2)每一個(gè)交互作用在正交表中應(yīng)占一列或兩列。要看所選的正交表是否足夠大，能否容納得下所考慮的因素和交互作用。

(3)看試驗(yàn)精度的要求。若要求高，則宜選取實(shí)驗(yàn)次數(shù)多的L表。若試驗(yàn)費(fèi)用很昂貴，或試驗(yàn)的經(jīng)費(fèi)很有限，或人力和時(shí)間都比較緊張，則不宜選取實(shí)驗(yàn)次數(shù)太多的L表。

(4)按原來考慮的因素、水平和交互作用去選擇正交表，若無正好適用的正交表可選，簡便且可行的辦法是適當(dāng)修改原定的水平數(shù)。

3)用正交表設(shè)計(jì)測(cè)試用例

對(duì)軟件專業(yè)人員來說，測(cè)試案例的選擇是既有趣又困難的選擇。正交表提供了一個(gè)選擇測(cè)試集的方法，可保證對(duì)所有被選變量的成對(duì)組合生成一個(gè)有效且精簡的測(cè)試集。這個(gè)測(cè)試集包括最少的測(cè)試用例，但可測(cè)試所有變量的所有組合，而且生成所有的成對(duì)組合是均勻分布的測(cè)試集。用正交表設(shè)計(jì)測(cè)試用例，可按下列步驟進(jìn)行：

(1)確定測(cè)試中有多少個(gè)相互獨(dú)立的變量，映射到表中的因素?cái)?shù)。

(2)確定每個(gè)變量可以取值的最大個(gè)數(shù)，映射到表中的水平數(shù)。

(3)選擇一個(gè)次數(shù)最少的最適合的正交表。一個(gè)最合適的正交表是至少滿足第(1)步說明的因素?cái)?shù)且至少滿足第(2)步說明的水平數(shù)。

(4)把變量的值映射到正交表中。

(5)把每一行的各因素水平的組合作為一個(gè)測(cè)試用例。

(6)再增加一些沒有在表中出現(xiàn)，但你認(rèn)為可疑的測(cè)試用例。

2．場(chǎng)景測(cè)試

1)場(chǎng)景定義

場(chǎng)景技術(shù)在軟件開發(fā)中可以用來捕獲需求和系統(tǒng)的功能，是軟件體系結(jié)構(gòu)建模的主要依據(jù)，并可用來指導(dǎo)測(cè)試用例生成。本質(zhì)上，場(chǎng)景從用戶的角度描述系統(tǒng)的運(yùn)行行為，反映了系統(tǒng)的期望運(yùn)行方式。場(chǎng)景是由一系列相關(guān)的活動(dòng)組成的，而且場(chǎng)景中的活動(dòng)還可以由一系列的場(chǎng)景構(gòu)成?，F(xiàn)在的軟件幾乎都是用事件觸發(fā)來控制流程的，事件觸發(fā)時(shí)的情景便形成了場(chǎng)景，而同一事件不同的觸發(fā)順序和處理結(jié)果就形成了事件流。這一系列的過程我們利用場(chǎng)景法可以清晰地描述清楚。這種在軟件設(shè)計(jì)方面的思想也可以引入到軟件測(cè)試中，可以比較生動(dòng)地描繪出事件觸發(fā)時(shí)的情景，有利于測(cè)試設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)測(cè)試用例，同時(shí)使測(cè)試用例更容易理解和執(zhí)行。通過運(yùn)用場(chǎng)景來對(duì)系統(tǒng)的功能點(diǎn)或業(yè)務(wù)流程進(jìn)行描述，可提高測(cè)試效果。

場(chǎng)景法一般包含基本流和備用流，從一個(gè)流程開始，通過描述經(jīng)過的路徑來確定過程，經(jīng)過遍歷所有的基本流和備用流來完成整個(gè)場(chǎng)景。對(duì)于基本流和備選流的理解，可以參考圖4-5-1。圖中經(jīng)過用例的每條路徑都反映了基本流和備選流，都用箭頭來表示。中間的直線表示基本流，是經(jīng)過用例的最簡單的路徑。備選流用曲線表示，一個(gè)備選流可能從基本流開始，在某個(gè)特定條件下執(zhí)行，然后重新加入基本流中；也可能起源于另一個(gè)備選流，或者終止用例而不再重新加入到某個(gè)流。圖4-5-1基本流和備選流根據(jù)圖中每條經(jīng)過用例的可能路徑，可以確定不同的用例場(chǎng)景。從基本流開始，再將基本流和備選流結(jié)合起來，可以確定以下用例場(chǎng)景：

場(chǎng)景1：基本流。

場(chǎng)景2：基本流→備選流1。

場(chǎng)景3：基本流→備選流1→備選流2。

場(chǎng)景4：基本流→備選流3。

場(chǎng)景5：基本流→備選流3→備選流1。

場(chǎng)景6：基本流→備選流3→備選流1→備選流2。

場(chǎng)景7：基本流→備選流4。

場(chǎng)景8：基本流→備選流3→備選流4。

為方便起見，場(chǎng)景5、6和8只描述了備選流3指示的循環(huán)執(zhí)行一次的情況。

2)場(chǎng)景測(cè)試步驟

使用場(chǎng)景法設(shè)計(jì)測(cè)試用例的基本設(shè)計(jì)步驟如下：

(1)根據(jù)說明，描述出程序的基本流及各項(xiàng)備選流。

(2)根據(jù)基本流和各項(xiàng)備選流生成不同的場(chǎng)景。

(3)對(duì)每一個(gè)場(chǎng)景生成相應(yīng)的測(cè)試用例。

(4)對(duì)生成的所有測(cè)試用例重新復(fù)審，去掉多余的測(cè)試用例，測(cè)試用例確定后，對(duì)每一個(gè)測(cè)試用例確定測(cè)試數(shù)據(jù)值。

3)舉例

一個(gè)在線購物實(shí)例：用戶進(jìn)入一個(gè)在線購物網(wǎng)站進(jìn)行購物，選購物品后，進(jìn)行在線購買，需要使用帳