第03課 黑盒測試邊界值分析

1、孫旭光防防 災(zāi)災(zāi) 科科 技技 學(xué)學(xué) 院院n黑盒測試是將被測軟件看作一個打不開的黑盒，主要黑盒測試是將被測軟件看作一個打不開的黑盒，主要根據(jù)功能需求設(shè)計測試用例，進行測試。根據(jù)功能需求設(shè)計測試用例，進行測試。n需求分析結(jié)束后就可以根據(jù)軟件規(guī)格說明來設(shè)計黑盒需求分析結(jié)束后就可以根據(jù)軟件規(guī)格說明來設(shè)計黑盒測試用例。測試用例。n黑盒測試與軟件具體實現(xiàn)無關(guān)，如果軟件實現(xiàn)發(fā)生了黑盒測試與軟件具體實現(xiàn)無關(guān)，如果軟件實現(xiàn)發(fā)生了變化，測試用例仍然可以使用。變化，測試用例仍然可以使用。n常用的黑盒測試方法有等價類劃分、邊界值分析、因常用的黑盒測試方法有等價類劃分、邊界值分析、因果圖、決策表測試等。果圖、決策表測試

2、等。n等價類劃分法是根據(jù)程序規(guī)格說明書對輸入域或者輸出域劃分等價類劃分法是根據(jù)程序規(guī)格說明書對輸入域或者輸出域劃分為若干個互不相交的子集，稱為為若干個互不相交的子集，稱為等價類等價類，然后從每個等價類中，然后從每個等價類中選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測試用例，進行測試。選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測試用例，進行測試。n常用的等價類劃分原則有：常用的等價類劃分原則有：按區(qū)間劃分、按數(shù)值劃分、按數(shù)值集按區(qū)間劃分、按數(shù)值劃分、按數(shù)值集合劃分、按限制條件或規(guī)則劃分、細(xì)分等價類等。合劃分、按限制條件或規(guī)則劃分、細(xì)分等價類等。n在設(shè)計測試用例時，要同時考慮有效等價類和無效等價類的設(shè)計。在設(shè)計測試用例時，要

3、同時考慮有效等價類和無效等價類的設(shè)計。n具體步驟：具體步驟：n為每個等價類規(guī)定一個唯一的編號。為每個等價類規(guī)定一個唯一的編號。n設(shè)計一個新的測試用例，盡可能多地覆蓋尚未被覆蓋的有效等價類，設(shè)計一個新的測試用例，盡可能多地覆蓋尚未被覆蓋的有效等價類，重復(fù)這一步，直到測試用例覆蓋了所有的有效等價類。重復(fù)這一步，直到測試用例覆蓋了所有的有效等價類。n設(shè)計一個新的測試用例，使其覆蓋并且只覆蓋一個還沒有被覆蓋的無設(shè)計一個新的測試用例，使其覆蓋并且只覆蓋一個還沒有被覆蓋的無效等價類。重復(fù)這一步，直至測試用例覆蓋了所有的無效等價類。效等價類。重復(fù)這一步，直至測試用例覆蓋了所有的無效等價類。n城市的電話號碼由

4、兩部分組成。這兩部分的名稱和內(nèi)容分城市的電話號碼由兩部分組成。這兩部分的名稱和內(nèi)容分別是：別是：n 地區(qū)碼：以地區(qū)碼：以0開頭的三位或者四位數(shù)字（包括開頭的三位或者四位數(shù)字（包括0）；）；n電話號碼：以非電話號碼：以非0、非、非1開頭的七位或者八位數(shù)字。開頭的七位或者八位數(shù)字。n假定被調(diào)試的程序能接受一切符合上述規(guī)定的電話號碼，假定被調(diào)試的程序能接受一切符合上述規(guī)定的電話號碼，拒絕所有不符合規(guī)定的號碼，就可用等價分類法來設(shè)計它拒絕所有不符合規(guī)定的號碼，就可用等價分類法來設(shè)計它的調(diào)試用例。的調(diào)試用例。n一條學(xué)生信息包括學(xué)生的學(xué)號、姓名。一條學(xué)生信息包括學(xué)生的學(xué)號、姓名。n學(xué)號是學(xué)生信息的關(guān)鍵字，

5、不能重復(fù)。每個班級的學(xué)學(xué)號是學(xué)生信息的關(guān)鍵字，不能重復(fù)。每個班級的學(xué)號范圍和學(xué)號的數(shù)據(jù)要求見數(shù)據(jù)字典。增加重復(fù)學(xué)號號范圍和學(xué)號的數(shù)據(jù)要求見數(shù)據(jù)字典。增加重復(fù)學(xué)號和非數(shù)據(jù)字典要求的學(xué)號時，系統(tǒng)應(yīng)給出提示。增加和非數(shù)據(jù)字典要求的學(xué)號時，系統(tǒng)應(yīng)給出提示。增加信息時，學(xué)號是必須輸入的，否則，系統(tǒng)應(yīng)給出提示。信息時，學(xué)號是必須輸入的，否則，系統(tǒng)應(yīng)給出提示。下表是數(shù)據(jù)字典中關(guān)于學(xué)號的要求。下表是數(shù)據(jù)字典中關(guān)于學(xué)號的要求。n首先，列出所有等價首先，列出所有等價類類，如下表所示如下表所示。n 選擇測試用例，覆蓋選擇測試用例，覆蓋有效有效等價類，如表所示。等價類，如表所示。選擇測試用例，覆蓋所有的選擇測試用例，

6、覆蓋所有的無效無效等價類，如表所示。等價類，如表所示。n在某一在某一C語言版本中規(guī)定：語言版本中規(guī)定： “在同一說明語句中，標(biāo)在同一說明語句中，標(biāo)識符至少必須有一個。識符至少必須有一個?！?“標(biāo)識符是由字母開頭，標(biāo)識符是由字母開頭，后跟字母或數(shù)字的任意組合構(gòu)成。有效字符數(shù)為后跟字母或數(shù)字的任意組合構(gòu)成。有效字符數(shù)為8個，個，最大字符數(shù)為最大字符數(shù)為80個。個?！辈⑶乙?guī)定：并且規(guī)定：“標(biāo)識符必須先說標(biāo)識符必須先說明，再使用。明，再使用?！?“標(biāo)識符不能為系統(tǒng)保留字。標(biāo)識符不能為系統(tǒng)保留字。”請請為為C編譯器設(shè)計測試用例。編譯器設(shè)計測試用例。n 按照等價類的劃分原則，建立輸入等價類表如按照等價類的

7、劃分原則，建立輸入等價類表如下下所示所示:下面選取 9 個測試用例，覆蓋所有的等價類。 int x, T1234567 ； x = 3 ； T1234567 = 2 ； . (1),(2),(4),(8),(9),(12),(14) int ; (3) int x, ; (5) int T12345678; (6)n int T12345.80 ； (7)n 多于 80 個字符n char T$ ； (10)n int GOTO ； (11)n int 2T ； (13)n int PAR ； (15) n PAP = 2.5 + (3.14*0.8)/6 ；n登錄系統(tǒng)需求規(guī)格說明如下，請按等

8、價類劃分方法設(shè)登錄系統(tǒng)需求規(guī)格說明如下，請按等價類劃分方法設(shè)計測試用例：計測試用例： n在登錄系統(tǒng)界面中，用戶輸入用戶名和密碼登錄在登錄系統(tǒng)界面中，用戶輸入用戶名和密碼登錄系統(tǒng)。正確的用戶名是不低于系統(tǒng)。正確的用戶名是不低于4位的字符，密碼是位的字符，密碼是mercury（大小寫均可）。如果用戶名為空，系統(tǒng)給（大小寫均可）。如果用戶名為空，系統(tǒng)給出提示：出提示：“用戶名不能為空用戶名不能為空”。如果用戶名小于。如果用戶名小于4位位字符，系統(tǒng)給出提示：字符，系統(tǒng)給出提示：“用戶名不能小于用戶名不能小于4位位”。如。如果密碼為空，系統(tǒng)給出提示：果密碼為空，系統(tǒng)給出提示：“密碼不能為空密碼不能為空”

9、。如。如果密碼小于果密碼小于4位字符，系統(tǒng)給出提示：位字符，系統(tǒng)給出提示：“密碼不能小密碼不能小于于4位位”。如果密碼大于。如果密碼大于4位字符但不正確時，系統(tǒng)位字符但不正確時，系統(tǒng)給出提示：給出提示：“密碼錯誤密碼錯誤”。n等價類劃分列表如表等價類劃分列表如表1所示：所示：n 表表1 登錄系統(tǒng)的等價類劃分列表登錄系統(tǒng)的等價類劃分列表n根據(jù)表根據(jù)表1設(shè)計測試用例如下：設(shè)計測試用例如下：n2.1 黑盒測試的基本概念黑盒測試的基本概念n2.2 等價類劃分等價類劃分n2.3 邊界值分析法邊界值分析法n2.4 因果圖法因果圖法n2.5 決策表法決策表法n2.6 黑盒測試方法的比較與選擇黑盒測試方法的比

10、較與選擇n2.7 黑盒測試工具介紹黑盒測試工具介紹n邊界值分析邊界值分析由于故障往往出現(xiàn)在由于故障往往出現(xiàn)在定義域或值域的定義域或值域的邊界邊界上，所以為檢測邊界附近的處理專門設(shè)計測試用上，所以為檢測邊界附近的處理專門設(shè)計測試用例，通常都會取得很好的測試效果。例，通常都會取得很好的測試效果。n邊界值分析法具有很強的發(fā)現(xiàn)故障的能力。邊界值分析法具有很強的發(fā)現(xiàn)故障的能力。n邊界是一些特殊情況。程序在處理大量中間數(shù)值時都邊界是一些特殊情況。程序在處理大量中間數(shù)值時都是正確，但是在邊界處可能出現(xiàn)錯誤。是正確，但是在邊界處可能出現(xiàn)錯誤。n一些可能與邊界有關(guān)的數(shù)據(jù)類型有：數(shù)值，速度，字符，地址，一些可能與

11、邊界有關(guān)的數(shù)據(jù)類型有：數(shù)值，速度，字符，地址，位置，尺寸，數(shù)量等。要考慮這些數(shù)據(jù)類型的下述特征：位置，尺寸，數(shù)量等。要考慮這些數(shù)據(jù)類型的下述特征：n第一個第一個/ /最后一個，最小值最大值，開始完成，超過最后一個，最小值最大值，開始完成，超過/ /在內(nèi)，在內(nèi)，空滿，最短最長，最慢空滿，最短最長，最慢/ /最快，最早最快，最早/ /最遲，最高最低，相最遲，最高最低，相鄰最遠(yuǎn)等。鄰最遠(yuǎn)等。n1) 對對16-bit 的整數(shù)而言的整數(shù)而言 32767 和和 -32768 是邊界是邊界n2) 屏幕上光標(biāo)在最左上、最右下位置屏幕上光標(biāo)在最左上、最右下位置n3) 報表的第一行和最后一行報表的第一行和最后一行

12、n4) 數(shù)組元素的第一個和最后一個數(shù)組元素的第一個和最后一個n5) 循環(huán)的第循環(huán)的第 0 次、第次、第 1 次和倒數(shù)第次和倒數(shù)第 2 次、最后一次次、最后一次n邊界值和等價類密切相關(guān)，邊界值和等價類密切相關(guān)，輸入等價類和輸出等價類輸入等價類和輸出等價類的邊界是要著重測試的邊界情況的邊界是要著重測試的邊界情況。n邊界值分析是對等價類劃分方法的補充。邊界值分析是對等價類劃分方法的補充。n邊界是最容易出錯的地方，所以，從等價類中選取測試數(shù)據(jù)時邊界是最容易出錯的地方，所以，從等價類中選取測試數(shù)據(jù)時應(yīng)該關(guān)注邊界值。應(yīng)該關(guān)注邊界值。n具體設(shè)計方法具體設(shè)計方法：n確定邊界情況（輸入或輸出等價類的邊界）確定邊

13、界情況（輸入或輸出等價類的邊界）n選取正好等于、剛剛大于或剛剛小于邊界值作為測試數(shù)據(jù)選取正好等于、剛剛大于或剛剛小于邊界值作為測試數(shù)據(jù)n邊界值分析測試邊界值分析測試n在一個有兩個變量在一個有兩個變量x1和和x2的程序的程序P中，假設(shè)輸入變量中，假設(shè)輸入變量x1和和x2在下列范圍內(nèi)取值：在下列范圍內(nèi)取值： ax1b, cx2dn邊界值分析設(shè)計測試用例時，若通過使所有變量取正常值，則：邊界值分析設(shè)計測試用例時，若通過使所有變量取正常值，則：n輸入變量的最小值輸入變量的最小值(min)n稍大于最小值稍大于最小值(min+)n域內(nèi)任意值域內(nèi)任意值(nom)n稍小于最大值稍小于最大值(max-)n最大值

14、最大值(max)思考：如果n個變量的程序，邊界值分析測試會有多少個測試用例？n健壯性邊界值測試健壯性邊界值測試邊界值分析的一種擴展邊界值分析的一種擴展n變量除了取變量除了取min，min，nom，max，max五個五個邊界值外，還要考慮采用一個略超過最大值邊界值外，還要考慮采用一個略超過最大值(max+)以及一個略小于最小值以及一個略小于最小值(min-)的取值，看看超過極限的取值，看看超過極限值時系統(tǒng)會出現(xiàn)什么情況。值時系統(tǒng)會出現(xiàn)什么情況。n健壯性測試意義（書健壯性測試意義（書P27）思考：如果n個變量的程序，健壯性邊界值測試分析會有多少個測試用例？n邊界值分析法的測試運用邊界值分析法的測試

15、運用n三角形問題的邊界值分析測試用例設(shè)計三角形問題的邊界值分析測試用例設(shè)計n三角形問題中假定了輸入在三角形問題中假定了輸入在1100之間取值，則邊長下界為之間取值，則邊長下界為1，上界為上界為100。設(shè)計的邊界值分析測試用例如下：。設(shè)計的邊界值分析測試用例如下：n加法器邊界值測試用例設(shè)計加法器邊界值測試用例設(shè)計n加法器程序計算兩個加法器程序計算兩個1100之間整數(shù)的和。之間整數(shù)的和。n綜合考慮輸入數(shù)據(jù)的取值范圍和類型來進行等價類的劃分：綜合考慮輸入數(shù)據(jù)的取值范圍和類型來進行等價類的劃分：n進行邊界值測試時，每次使一個變量取邊界值，其他變量取正常進行邊界值測試時，每次使一個變量取邊界值，其他變量

16、取正常值。值。n應(yīng)用邊界值分析法進行測試用例設(shè)計時，應(yīng)遵循以下應(yīng)用邊界值分析法進行測試用例設(shè)計時，應(yīng)遵循以下一些原則：一些原則：n如果輸入條件對取值范圍進行了限定，則應(yīng)以邊界內(nèi)部以及剛?cè)绻斎霔l件對取值范圍進行了限定，則應(yīng)以邊界內(nèi)部以及剛超出范圍邊界外的值作為測試用例。超出范圍邊界外的值作為測試用例。n如果對取值的個數(shù)進行了界定，則應(yīng)分別以最大、稍小于最大、如果對取值的個數(shù)進行了界定，則應(yīng)分別以最大、稍小于最大、稍大于最大、最小、稍小于最小、稍大于最小個數(shù)作為測試用稍大于最大、最小、稍小于最小、稍大于最小個數(shù)作為測試用例。例。n對于輸出條件，同樣可以應(yīng)用上面提到的兩條原則來進行測試對于輸出條件

17、，同樣可以應(yīng)用上面提到的兩條原則來進行測試用例設(shè)計。用例設(shè)計。n如果程序規(guī)格說明書中指明輸入或者輸出域是一個有序的集合，如果程序規(guī)格說明書中指明輸入或者輸出域是一個有序的集合，如順序文件、表格等，則應(yīng)注意選取有序集合中的第一個和最如順序文件、表格等，則應(yīng)注意選取有序集合中的第一個和最后一個元素作為測試用例。后一個元素作為測試用例。n黑盒測試用例設(shè)計主要有以下幾種方法：黑盒測試用例設(shè)計主要有以下幾種方法：n等價類劃分法等價類劃分法n邊界值分析法邊界值分析法n因果圖法因果圖法n決策表法決策表法n等價類劃分法和邊界值分析法經(jīng)常結(jié)合使用，先劃分等價類，等價類劃分法和邊界值分析法經(jīng)常結(jié)合使用，先劃分等價類，等價類存在邊界時則采用