chap 3 软件测试技术--黑盒测试及其用例的设计

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第3章 黑盒测试及其用例的设计3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 测试用例设计概述 黑盒测试法的概念 等价类划分法 边界值分析法 错误推测法 因果图法 测试方法的选择第三章 黑盒测试及其用例的设计

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3.1 测试用例设计概述 3.1

3.1.1 测试用例的定义和特征 3.1.2 测试用例的基本准则 3.1.3 设计测试用例的着眼点 3.1.4 测试用例设计书写标准

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第三章 黑盒测试及其用例的设计

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3.1.1 测试用例的定义和特征测试用例的定义： ( 1 ) 测试用例是为特定的目的而设计的一组测试输入 、 测试用例是为特定的目的而设计的一组测试输入、 执行条件和预期的结果。 执行条件和预期的结果。 (2)测试用例是执行的最小实体。 测试用例是执行的最小实体。 测试用例的特征： (1)最有可能抓住错误的； (2)不是重复的、多余的； (3)一组相似测试用例中最有效的； (4)既不是太简单，也不是太复杂。

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3.1.2 设计测试用例的基本准则测试用例的代表性 能够代表并覆盖各种合理的和不合理的、合法的和非法 的、边界的和越界的以及极限的输入数据、操作和环境 设置等。 测试结果的可判定性 即测试执行结果的正确性是可判定的，每一个测试用例 都应有相应的期望结果。 测试结果的可再现性 即对同样的测试用例，系统的执行结果应当是相同的。

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3.1.3 设计测试用例的着眼点根据产品规格， 根据产品规格，测试基本功能； 考虑设计一般用户(非专业人员) 考虑设计一般用户(非专业人员)的使用方案； 考虑设计稀有或特殊的使用方案； 与系统其他组成部分的配合( FAX和上网可能要用到 与系统其他组成部分的配合 ( 如 FAX 和上网可能要用到 MODEM,测试中考虑对设备的共享) MODEM,测试中考虑对设备的共享); 考虑特殊情况(如内存和硬件的冲突等) 考虑特殊情况(如内存和硬件的冲突等); 设计极端情况(如内存泄漏、破坏性测试等) 设计极端情况(如内存泄漏、破坏性测试等); 好的测试用例集能花费最小的代价(人力、物力、财力、 时间)做最好的测试。

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3.1.4 测试用例设计书写标准在ANSI/IEEE829-1983标准中列出了和测试设计相关的 ANSI/IEEE829-1983标准中列出了和测试设计

相关的 测试用例编写规范和模板。标准模板中主要元素如下： 标识符——惟一标识每一个测试用例 标识符——惟一标识每一个测试用例 测试项——准确的描述所需要测试的项及其特征 测试项——准确的描述所需要测试的项及其特征 测试环境要求——表征执行该测试用例需要的测试环境 测试环境要求——表征执行该测试用例需要的测试环境 输入标准——执行测试用例的输入需求(这些输入可能 输入标准——执行测试用例的输入需求(这些输入可能 包括数据、文件或者操作) 输出标准——按照指定的环境和输入标准得到的期望输 输出标准——按照指定的环境和输入标准得到的期望输 出结果 测试用例之间的关联——标识该测试用例与其它的测试 测试用例之间的关联——标识该测试用例与其它的测试 (或其它测试用例)之间的依赖关系范例1 范例 范例2 范例A Free sample background from

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3.2 黑盒测试法的概念 3.2黑盒测试被称为功能测试或数据驱动测试。在测试时，把被 测程序视为一个不能打开的黑盒子，在完全不考虑程序内部 结构和内部特性的情况下进行。 采用黑盒测试的目的主要是在已知软件产品所应具有的功能 的基础上，进行： (1)检查程序功能能否按需求规格说明书的规定正常使用， 测试各个功能是否有遗漏，检测性能等特性要求是否满足。 (2)检测人机交互是否错误，检测数据结构或外部数据库访 问是否错误，程序是否能适当地接收输入数据而产生正确的 输出结果，并保持外部信息(如数据库或文件)的完整性。 (3)检测程序初始化和终止方面的错误。

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3.3 等价类划分法

3.3.1 等价类的划分原则 3.3.2 等价类划分法的测试用例设计 3.3.3 常见等价类划分测试形式 3.3.4 使用等价类划分法测试的实例

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等价类划分法等价类划分法是一种重要的、常用的黑盒测试方法，它将 不能穷举的测试过程进行合理分类，从而保证设计出来的 测试用例具有完整性和代表性。 举例：设计这样的测试用例，来实现一个对所有实数进行 开平方运算( y = sqrt(x) )的程序的测试。 思考方向： 由于开平方运算只对非负实数有效，这时需要将所有 的实数(输入域x)进行划分，可以分成：正实数、0 和 负实数。假设我们选定+1.4444代表正实数，-2.345代表 负实数，则为该程序设计的测试用例的输入为+1.4444

、 0 和 -2.345。A Free sample background from

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等价类划分法(续)等价类划分法是把所有可能的输入数据， 等价类划分法是把所有可能的输入数据，即程序的输入域 划分为若干部分(子集), ),然后从每一个子集中选取少数 划分为若干部分(子集),然后从每一个子集中选取少数 具有代表性的数据作为测试用例。 具有代表性的数据作为测试用例。 所谓等价类是指某个输入域的子集合。在该子集合中，各 所谓等价类是指某个输入域的子集合。 个输入数据对于揭露程序中的错误都是等效的，它们具有 等价特性，即每一类的代表性数据在测试中的作用都等价 于这一类中的其它数据。这样，对于表征该类的数据输入 将能代表整个子集合的输入。因此，可以合理的假定： ——测试某等价类的代表值就是等效于对于这一类其它值 的测试。

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3.3.1 等价类的划分原则等价类是输入域的某个子集合，而所有等价类的并集就是 整个输入域。因此，等价类对于测试有两个重要的意义： 完备性——整个输入域提供一种形式的完备性 完备性 无冗余性——若互不相交则可保证一种形式的无冗余性 无冗余性 如何划分？ 如何划分？——先从程序的规格说明书中找出各个输入条 件，再为每个输入条件划分两个或多个等价类，形成若干 的互不相交的子集。 采用等价类划分法设计测试用例通常分两步进行： (1)确定等价类，列出等价类表。 )确定等价类，列出等价类表。 (2)确定测试用例。 )确定测试用例。

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等价类的划分原则(续)划分等价类可分为两种情况： (1)有效等价类 ——是指对软件规格说明而言，是有意义的、合理的输入 数据所组成的集合。利用有效等价类，能够检验程序是否 实现了规格说明中预先规定的功能和性能。 (2)无效等价类 ——是指对软件规格说明而言，是无意义的、不合理的输 入数据所构成的集合。利用无效等价类，可以鉴别程序异 常处理的情况，检查被测对象的功能和性能的实现是否有 不符合规格说明要求的地方。

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等价类的划分原则(续)进行等价类划分的依据： (1)按照区间划分 在输入条件规定了取值范围或值的个数 的情况下，可以确定一个有效等价类和两个无效等价类。 例：程序

输入条件为小于100大于10的整数x 例：程序输入条件为小于100大于10的整数x,则有效等价类 (2)按照数值划分 在规定了一组输入数据(假设包括 n个 为10<x<100,两个无效等价类为x≤10和x≥100。 10< 100,两个无效等价类为x≤10和x≥100。 输入值),并且程序要对每一个输入值分别进行处理的情况 下，可确定 n 个有效等价类(每个值确定一个有效等价类) 和一个无效等价类(所有不允许的输入值的集合)。 例：程序输入x取值于一个固定的枚举类型{1,3,7,15},且程序 例：程序输入x取值于一个固定的枚举类型{1,3,7,15},且程序 中对这4个数值分别进行了处理，则有效等价类为x=1、x=3、 中对这4个数值分别进行了处理，则有效等价类为x=1、x=3、 x=7、x=15,无效等价类为x≠1,3,7,15的值的集合。 x=7、x=15,无效等价类为x≠1,3,7,15的值的集合。A Free sample background from

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等价类的划分原则(续)(3)按照数值集合划分 在输入条件规定了输入值的集合或 规定了“必须如何”的条件下，可以确定一个有效等价类和 一个无效等价类(该集合有效值之外)。 例：程序输入条件为取值为奇数的整数x,则有效等价类为x 例：程序输入条件为取值为奇数的整数x,则有效等价类为x (4)按照限制条件或规则划分 在规定了输入数据必须遵守 的值为奇数的整数，无效等价类为x 的值为奇数的整数，无效等价类为x的值不为奇数的整数。 的规则或限制条件的情况下，可确定一个有效等价类(符合 规则)和若干个无效等价类(从不同角度违反规则)。 例：程序输入条件为以字符‘a’开头、长度为8 例：程序输入条件为以字符‘a’开头、长度为8的字符串，并 (5)细分等价类 在确知已划分的等价类中各元素在程序中 且字符串不包含‘a’~ z’之外的其它字符，则有效等价类为 且字符串不包含‘a’~ ‘z’之外的其它字符，则有效等价类为 的处理方式不同的情况下，则应再将该等价类进一步划分为 满足了上述所有条件的字符串，无效等价类为不以‘a’开头的 满足了上述所有条件的字符串，无效等价类为不以‘a’开头的 更小的等价类，并建立等价类表。 字符串、长度不为8的字符串和包含了‘a’~ z’之外其它字符 字符串、长度不为8的字符串和包含了‘a’~ ‘z’之外其它字符 的字符串。A Free sample background from

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3.3.2 等价类划分法的测试用例设计在设计测试用例时，应同时考虑有效等价类和无效等价类 测试用例的设计。 根据已列出的等价类表

可确定测试用例，具体过程如下： (1)首先为等价类表中的每一个等价类分别规定一个唯一 的编号。 (2)设计一个新的测试用例，使它能够尽量覆盖尚未覆盖 的有效等价类。重复这个步骤，直到所有的有效等价类均 被测试用例所覆盖。 (3)设计一个新的测试用例，使它仅覆盖一个尚未覆盖的 无效等价类。重复这一步骤，直到所有的无效等价类均被 测试用例所覆盖。

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3.3.3 常见等价类划分测试形式针对是否对无效数据进行测试，可以将等价类测试分为 标准等价类测试和健壮等价类测试。 标准等价类测试——不考虑无效数据值，测试用例使用 标准等价类测试——不考虑无效数据值，测试用例使用 每个等价类中的一个值。 健壮等价类测试——主要的出发点是考虑了无效等价类。 健壮等价类测试——主要的出发点是考虑了无效等价类。 对有效输入，测试用例从每个有效等价类中取一个值； 对无效输入，一个测试用例有一个无效值，其他值均取 有效值。 健壮等价类测试存在两个问题： (1)需要花费精力定义无效测试用例的期望输出 (2)对强类型的语言没有必要考虑无效的输入 )对强类型的语言没有必要考虑无效的输入A Free sample background from

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3.3.4 使用等价类划分法测试的实例实例1 实例1 三角形问题 分析： 分析：在多数情况下，是从输入域划分等价类的，但并非不能 从被测程序的输出域反过来定义等价类，事实上，这对于三 角形问题却是最简单的划分方法。 在三角形问题中，有四种 可能的输出：等边三角形、等腰三角形、一般三角形和非三 角形。利用这些信息能够确定下列输出(值域)等价类。 R1 = { <a,b,c>: 边为a,b,c的等边三角形 } 边为a,b,c的等边三角形 R2 = { <a,b,c>: 边为a,b,c的等腰三角形 } 边为a,b,c的等腰三角形 R3 = { <a,b,c>: 边为a,b,c的一般三角形 } 边为a,b,c的一般三角形 R4 = { <a,b,c>: 边为a,b,c不能组成三角形 } 边为a,b,c不能组成三角形标准等价类测试用例 健壮等价类测试用例

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三角形问题测试用例 Test1 Test2 Test3 Test4 a 10 10 3 4 b 10 10 4 1 c 10 5 5 2 预期输出 等边三角形 等腰三角形 一般三角形 非三角形

三角形问题的4个标准等价类测试用例

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三角形问题测试用例 Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 a 5 -1 5 5 10

1 5 5 b 6 5 -1 5 5 101 5 c 7 5 5 -1 5 5 101 预期输出 一般三角形 a值超出输入值定义域 b值超出输入值定义域 c值超出输入值定义域 a值超出输入值定义域 b值超出输入值定义域 c值超出输入值定义域

三角形问题的7个健壮等价类测试用例A Free sample background from

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使用等价类划分法测试的实例(续)实例2 保险公司计算保费费率的程序( 实例2 保险公司计算保费费率的程序( 阅读材料 ) 某保险公司的人寿保险的保费计算方式为： 投保额× 投保额×保险费率 其中，保险费率依点数不同而有别，10点及10点以上保险 其中，保险费率依点数不同而有别，10点及10点以上保险 费率为0.6%,10点以下保险费率为0.1%;而点数又是由 费率为0.6%,10点以下保险费率为0.1%;而点数又是由 投保人的年龄、性别、婚姻状况和抚养人数来决定，具体 规则如下：年龄 20~39 40~59 6点 4点 其它 2点 性别 M 5点 F 3点 婚姻 已婚 3点 未婚 5点 抚养人数 1人扣0.5点 人扣0.5点 最多扣3 最多扣3点 (四舍五入取整)

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计算保费费率的程序(1)分析程序规格说明中给出和隐含的对输入条件的要求， 列出等价类表(包括有效等价类和无效等价类)。 年龄：一位或两位非零整数，值的有效范围为1~99 年龄：一位或两位非零整数，值的有效范围为1~99 性别：一位英文字符，只能取值‘M’或’F’ 性别：一位英文字符，只能取值‘M’或’F’ 婚姻：字符，只能取值‘已婚’或‘未婚’ 抚养人数：空白或一位非零整数(1~9) 抚养人数：空白或一位非零整数(1~9) 点数 ：一位或两位非零整数，值的范围为1~99 :一位或两位非零整数，值的范围为1~99 (2)根据(1)中的等价类表，设计能覆盖所有等价类的 )根据(1 测试用例。 等价类表 测试用例

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