第05課 黑盒測試4-因果圖錯誤推測場景法

1、孫旭光防防 災(zāi)災(zāi) 科科 技技 學(xué)學(xué) 院院n黑盒測試黑盒測試把程序看作一個不能打開的黑盒子，只把程序看作一個不能打開的黑盒子，只檢查程序功能是否按照需求規(guī)格說明書的規(guī)定正常使檢查程序功能是否按照需求規(guī)格說明書的規(guī)定正常使用用。也叫做功能測試或者也叫做功能測試或者基于規(guī)格說明的測試基于規(guī)格說明的測試。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決策表法決策表法經(jīng)常組合起來使用經(jīng)常組合起來使用n基于決策表的測試是最嚴(yán)格，最具有邏輯性的黑盒測基于決策表的測試是最嚴(yán)格，最具有邏輯性的黑盒測試方法。試方法

2、。n決策表決策表是把作為條件的所有輸入的各種組合值以及對是把作為條件的所有輸入的各種組合值以及對應(yīng)輸出值都羅列出來而形成的表格。應(yīng)輸出值都羅列出來而形成的表格。n它能夠?qū)?fù)雜的問題按照各種可能的情況全部列舉出來，簡明它能夠?qū)?fù)雜的問題按照各種可能的情況全部列舉出來，簡明并避免遺漏。并避免遺漏。n因此，利用決策表能夠設(shè)計出完整的測試用例集合。因此，利用決策表能夠設(shè)計出完整的測試用例集合。n決策表適合處理：針對不同邏輯條件的組合值，分別決策表適合處理：針對不同邏輯條件的組合值，分別執(zhí)行不同的操作這樣的問題。執(zhí)行不同的操作這樣的問題。n決策表的組成：決策表的組成：n構(gòu)造決策表可采用以下構(gòu)造決策表可采

3、用以下5個步驟：個步驟：n列出所有的條件樁和動作樁。列出所有的條件樁和動作樁。n確定規(guī)則的個數(shù)。確定規(guī)則的個數(shù)。n填入條件項。填入條件項。n填入動作項，得到初始決策表。填入動作項，得到初始決策表。n簡化決策表，合并相似規(guī)則。簡化決策表，合并相似規(guī)則。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較與選擇n2.7 黑盒測試工具介紹黑盒測試工具介紹n當(dāng)程序輸入之間有關(guān)系，例如：約束關(guān)系、組合關(guān)系時，用等當(dāng)程序輸入之間有關(guān)系，例如：約束

4、關(guān)系、組合關(guān)系時，用等價類劃分和邊界值分析是很難描述的，測試效果難以保障。價類劃分和邊界值分析是很難描述的，測試效果難以保障。n因此必須考慮使用一種適合于描述對于多種條件的組合，產(chǎn)生因此必須考慮使用一種適合于描述對于多種條件的組合，產(chǎn)生多個相應(yīng)動作的測試方法多個相應(yīng)動作的測試方法因果圖法。因果圖法。n因果圖法因果圖法就是一種利用圖解法分析輸入的各種組合情況，從就是一種利用圖解法分析輸入的各種組合情況，從而設(shè)計測試用例的方法，它適合于檢查程序輸入條件的各種情而設(shè)計測試用例的方法，它適合于檢查程序輸入條件的各種情況的組合。況的組合。n如果開發(fā)項目在設(shè)計階段就采用的決策表，就不必再畫因果圖，如果開發(fā)

5、項目在設(shè)計階段就采用的決策表，就不必再畫因果圖，可以直接利用決策表設(shè)計測試用例?？梢灾苯永脹Q策表設(shè)計測試用例。n因果圖法的原理因果圖法的原理n因果圖：以直線連接左右結(jié)點，左結(jié)點表示輸入狀態(tài)因果圖：以直線連接左右結(jié)點，左結(jié)點表示輸入狀態(tài)（因），右結(jié)點表示輸出狀態(tài)（果）。（因），右結(jié)點表示輸出狀態(tài)（果）。n在實際問題中，輸入狀態(tài)之間可能存在某些依賴關(guān)系，在實際問題中，輸入狀態(tài)之間可能存在某些依賴關(guān)系，稱為稱為約束約束。n輸入條件的約束：輸入條件的約束：nE（異或）：（異或）：a和和b中最多只能有一個為中最多只能有一個為1，即，即a和和b不能不能同時為同時為1。nI（或）：（或）：a、b和和c中至

6、少有一個為中至少有一個為1，即，即a、b和和c不能不能同時為同時為0。nO（唯一）：（唯一）：a和和b必須有一個，且僅有一個為必須有一個，且僅有一個為1.nR（要求）：（要求）：a是是1時，時，b必須是必須是1，n輸出條件的約束：輸出條件的約束：nM（強(qiáng)制）：如果結(jié)果（強(qiáng)制）：如果結(jié)果a是是1，則結(jié)果，則結(jié)果b強(qiáng)制為強(qiáng)制為0.n因果圖法測試用例的設(shè)計步驟：因果圖法測試用例的設(shè)計步驟：n確定軟件規(guī)格中的原因和結(jié)果。確定軟件規(guī)格中的原因和結(jié)果。n分析規(guī)格說明中哪些是原因（即輸入條件或輸入條件的等價分析規(guī)格說明中哪些是原因（即輸入條件或輸入條件的等價類），哪些是結(jié)果（即輸出條件），并給每個原因和結(jié)果

7、賦予類），哪些是結(jié)果（即輸出條件），并給每個原因和結(jié)果賦予一個標(biāo)識符。一個標(biāo)識符。n確定原因和結(jié)果之間的邏輯關(guān)系。確定原因和結(jié)果之間的邏輯關(guān)系。n分析軟件規(guī)格說明中的語義，找出原因與結(jié)果之間、原因與原分析軟件規(guī)格說明中的語義，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。因之間對應(yīng)的關(guān)系，根據(jù)這些關(guān)系畫出因果圖。n確定因果圖中的各個約束。確定因果圖中的各個約束。n在因果圖上用一些記號表明有些原因與原因之間、原因與結(jié)果在因果圖上用一些記號表明有些原因與原因之間、原因與結(jié)果之間不可能出現(xiàn)的組合情況，即約束或限制條件。之間不可能出現(xiàn)的組合情況，即約束或限制條件。n把因果圖轉(zhuǎn)換

8、為決策表。把因果圖轉(zhuǎn)換為決策表。n根據(jù)決策表設(shè)計測試用例。根據(jù)決策表設(shè)計測試用例。n因果圖法的測試運用因果圖法的測試運用n程序的規(guī)格說明要求：輸入的第一個字符必須是程序的規(guī)格說明要求：輸入的第一個字符必須是#或或*，第二個字符必須是一個數(shù)字，在此情況下進(jìn)行文件的第二個字符必須是一個數(shù)字，在此情況下進(jìn)行文件的修改；如果第一個字符不是修改；如果第一個字符不是#或或*，則給出信息，則給出信息N；如；如果第二個字符不是數(shù)字，則給出信息果第二個字符不是數(shù)字，則給出信息M。n1. 將原因和結(jié)果分開。將原因和結(jié)果分開。n原因：原因：nc1第一個字符是第一個字符是#nc2第一個字符是第一個字符是*nc3第二個

9、字符是一個數(shù)字第二個字符是一個數(shù)字n結(jié)果：結(jié)果：ne1給出信息給出信息Nne2修改文件修改文件ne3給出信息給出信息Mn2. 繪制因果圖。其中編號為繪制因果圖。其中編號為10的中間節(jié)點是導(dǎo)出結(jié)果的中間節(jié)點是導(dǎo)出結(jié)果的進(jìn)一步原因。的進(jìn)一步原因。n畫出約束條件。因為畫出約束條件。因為c1和和c2不可能同時為不可能同時為1，即第一個字符不，即第一個字符不可能既是可能既是#又是又是*，在因果圖上可對其施加，在因果圖上可對其施加E約束，得到具有約束，得到具有約束的因果圖。約束的因果圖。c1c2c310e3e2e1因果圖表示c1c2c310e3e2e1E具有E約束的因果圖表示或或非非與與n3. 將因果圖轉(zhuǎn)

10、換成決策表將因果圖轉(zhuǎn)換成決策表n4. 設(shè)計測試用例。根據(jù)上一步中的決策表，最左面的設(shè)計測試用例。根據(jù)上一步中的決策表，最左面的兩列兩列c1和和c2同時為同時為1是不可能的，需要排除。所以，是不可能的，需要排除。所以，可設(shè)計出可設(shè)計出6個測試用例：個測試用例：n1：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)#3 預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果修改文件修改文件n2：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)#A 預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果給出信息給出信息Mn3：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)*6 預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果修改文件修改文件n4：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)*B 預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果給出信息給出信息Mn5：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)A1 預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果給出信息給出信息Nn6：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)G

11、T 預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果給出信息給出信息M和和N例如，有一個處理單價為例如，有一個處理單價為 5 角錢的飲料自動售角錢的飲料自動售貨機(jī)，軟件測試用例的設(shè)計規(guī)格說明如下：貨機(jī)，軟件測試用例的設(shè)計規(guī)格說明如下：若投入若投入 5 角錢或角錢或 1 元錢的硬幣，押下元錢的硬幣，押下橙汁橙汁或或啤酒啤酒的按鈕，則相應(yīng)的飲料就送出來。的按鈕，則相應(yīng)的飲料就送出來。若售貨機(jī)沒有零錢找，則一個顯示若售貨機(jī)沒有零錢找，則一個顯示零錢找完零錢找完的紅燈亮，這時在投入的紅燈亮，這時在投入 1 元硬幣并押下按鈕后，元硬幣并押下按鈕后，飲料不送出來而且飲料不送出來而且 1 元硬幣也退出來；若有零元硬幣也退出來；若有零錢找，

12、則顯示錢找，則顯示零錢找完零錢找完的紅燈滅，在送出的紅燈滅，在送出飲料的同時退還飲料的同時退還 5 角硬幣。角硬幣。”1) 分析這一段說明，列出原因和結(jié)果分析這一段說明，列出原因和結(jié)果: 1. 售貨機(jī)有零錢找售貨機(jī)有零錢找 2. 投入投入 1 元硬幣元硬幣 3. 投入投入 5 角硬幣角硬幣 4. 押下橙汁按鈕押下橙汁按鈕 5. 押下啤酒按鈕押下啤酒按鈕 結(jié)果：結(jié)果： 21. 售貨機(jī)售貨機(jī)零錢找完零錢找完燈亮燈亮 22. 退還退還 1 元硬幣元硬幣 23. 退還退還 5 角硬幣角硬幣 24. 送出橙汁飲料送出橙汁飲料 25. 送出啤酒飲料送出啤酒飲料畫出因果圖所有原因結(jié)點列在左，所有結(jié)果結(jié)畫出因

13、果圖所有原因結(jié)點列在左，所有結(jié)果結(jié)點列在右。建立中間結(jié)點，表示中間狀態(tài)點列在右。建立中間結(jié)點，表示中間狀態(tài): 11. 投入投入 1 元硬幣且押下飲料按鈕元硬幣且押下飲料按鈕 12. 押下押下橙汁橙汁或或啤酒啤酒的按鈕的按鈕 13. 應(yīng)當(dāng)找應(yīng)當(dāng)找 5 角零錢并且售貨機(jī)有零錢角零錢并且售貨機(jī)有零錢找找 14. 錢已付清錢已付清由于由于 2 與與 3 ， 4 與與 5 不能同時發(fā)生，分別加上不能同時發(fā)生，分別加上約束條件約束條件 E 。因果圖轉(zhuǎn)換成判定表。因果圖轉(zhuǎn)換成判定表。在判定表中選擇測試用例。在判定表中選擇測試用例。 n某電力公司有某電力公司有A、B、C、D四類收費標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定四類收費標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定

14、如下圖。請用因果圖法設(shè)計測試用例。如下圖。請用因果圖法設(shè)計測試用例。n將原因和結(jié)果分開：將原因和結(jié)果分開：n原因：原因：n 1居民用電；居民用電；n 2動力用電；動力用電；n 3100度度/月；月；n 410000度度/月；月；n 5高峰用電；高峰用電；n 結(jié)果：結(jié)果：n AA類計費；類計費；n BB類計費；類計費；n CC類計費；類計費；n DD類計費。類計費。n加上幾個加上幾個中間節(jié)點中間節(jié)點：n n I 1民用且民用且100度度/月；月；n I 2動力、非高峰且動力、非高峰且10000度度/月；月；n I 3動力、非高峰且動力、非高峰且 10000度度/月；月；n I 4動力、高峰且動力

15、、高峰且10000度度/月。月。n設(shè)計測試用例：設(shè)計測試用例：n1：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)居民電，居民電，90度度/月；預(yù)期結(jié)果月；預(yù)期結(jié)果An2：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)居民電，居民電，110度度/月；預(yù)期結(jié)果月；預(yù)期結(jié)果Bn3：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)動力電，非高峰，動力電，非高峰，8000度度/月；預(yù)月；預(yù)期結(jié)果期結(jié)果Bn4：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)動力電，非高峰，動力電，非高峰，12000度度/月；預(yù)月；預(yù)期結(jié)果期結(jié)果Cn5：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)動力電，高峰，動力電，高峰，9000度度/月；預(yù)期月；預(yù)期結(jié)果結(jié)果Cn6：輸入數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)動力電，高峰，動力電，高峰，11000度度/月；預(yù)期月；預(yù)期結(jié)果結(jié)果D黑盒

16、測試法概述黑盒測試法概述1等價類劃分等價類劃分2邊界值分析邊界值分析3基于決策表的測試基于決策表的測試4主主要要內(nèi)內(nèi)容容因果圖法因果圖法5第二章第二章 黑盒測試技術(shù)黑盒測試技術(shù)其它方法其它方法6黑盒測試黑盒測試邊界值法邊界值法等價類劃分法等價類劃分法其它其它決策表法決策表法因果圖法因果圖法v定義定義 基于經(jīng)驗和直覺推測程序中可能存在的各種錯誤, 針對這些錯誤設(shè)計相應(yīng)的測試用例常作為一種補(bǔ)充測試用例的設(shè)計方法vSteps錯誤猜測設(shè)計法是一個在很大程度上憑直覺進(jìn)行的比較隨意的過程n 用列表舉出程序中可能有的錯誤和容易發(fā)生錯誤的特殊情況n 基于該列表構(gòu)造測試用例2.6 錯誤推測法v 現(xiàn)在的軟件幾乎都

17、是用事件觸發(fā)來控制流程的，事件觸發(fā)時的情景便形成了場景場景，而同一事件不同的觸發(fā)順序和處理結(jié)果就形成事件流。事件流。v 這種在軟件設(shè)計方面的思想也可以引入到軟件測試中，可以比較生動地描繪出事件觸發(fā)時的情景，有利于測試設(shè)計者設(shè)計測試用例，同時使測試用例更容易理解和執(zhí)行。v 場景法場景法就是通過用例場景描述用例執(zhí)行的路徑，從用例開始到結(jié)束遍歷這條路徑上所有基本流和備選流。2 2. .7 7 場景法場景法使用用例進(jìn)行需求建模使用用例進(jìn)行需求建模 v利用用例（利用用例（use case）進(jìn)行需求建模的輸出物，包括）進(jìn)行需求建模的輸出物，包括用例模型術(shù)語表補(bǔ)充規(guī)格說明用例模型（用例模型（Use Case

18、 Model） v用例模型用例模型使用用例（Use Case）描述系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能的模型，包含n 用例圖（Use Case Diagram）n 每個用例的規(guī)格說明(Use case Specification)用例規(guī)格說明用例規(guī)格說明 v用例規(guī)格說明用例規(guī)格說明是文本描述，利用結(jié)構(gòu)化自然語言事件流事件流 v事件流組成事件流組成基本流（Basic Flow）僅有一個基本流，如圖中的白色箭頭是經(jīng)過用例的最簡單的路徑,指每個步驟都“正?！边\作時所發(fā)生的事情備選流（Alternative Flow）可以有多個，描述基本流步驟p 可選的或備選的情況1. 異常事件流程事件流的結(jié)構(gòu) 場景場景 v定義定義場景

19、是事件流的一個實例,由基本流或基本流和備選流中的步驟組成，表明了用戶執(zhí)行系統(tǒng)的操作序列。從事件流到場景從事件流到場景 v從事件流到場景從事件流到場景場景可以遍歷所有從用例開始到結(jié)束的包含基本流和備選流的路徑 n場景1：基本流；n場景2：基本流、備選流1；n場景3：基本流、備選流1、備選流2；n場景4：基本流、備選流3；n場景5：基本流、備選流3、備選流1；n場景6：基本流、備選流3、備選流1、備選流2；n場景7：基本流、備選流4；n場景8：基本流、備選流3、備選流4。注：為簡單起見，場景5、6和8只考慮了備選流3循環(huán)執(zhí)行一次的情況 某用例的基本流和備選流 從事件流到場景從事件流到場景 v從事件

20、流到場景從事件流到場景場景可以遍歷所有從用例開始到結(jié)束的包含基本流和備選流的路徑 n場景1：基本流0；n場景2：基本流0、備選流1；n場景3：基本流0、備選流1、備選流2；n場景4：基本流0、備選流1、備選流4；n場景5：基本流0、備選流3；n場景6：基本流0、備選流3、備選流1；n場景7：基本流0、備選流3、備選流1、備選流2；n場景8：基本流0、備選流3、備選流4；n場景9：基本流0、備選流3、備選流5；n場景9：基本流0、備選流4；012354場景法場景法 v測試思想測試思想 根據(jù)需求規(guī)格說明書中的用例所包含的事件流信息構(gòu)造場景并設(shè)計相應(yīng)的測試用例使每個場景至少發(fā)生一次v步驟步驟n 構(gòu)造

21、場景列表。根據(jù)說明，描述出程序的基本流和備選流，針對每個用例，構(gòu)造該用例的所有場景n 構(gòu)造測試用例設(shè)計矩陣。針對每個場景，至少設(shè)計一個可以讓該場景發(fā)生的測試用例n 為每一個測試用例選擇相應(yīng)的測試輸入案例案例 v課程注冊用例的事件流課程注冊用例的事件流基本流的描述 如表1所示備選流的描述 如表2所示課程注冊系統(tǒng)案例案例 表1 “選課”用例的基本流案例案例 表2 “選課”用例的備選流1.構(gòu)造場景列表構(gòu)造場景列表 v步驟步驟1.根據(jù)事件流描述，構(gòu)造事件流圖和場景列表。備選流備選流 5備選流備選流 4備選流備選流 3備選流備選流 1 備選流備選流 2事件流圖構(gòu)造場景列表構(gòu)造場景列表 v場景列表（部分）

22、場景列表（部分）備選流備選流 5備選流備選流 4備選流備選流 3備選流備選流 1 備選流備選流 22.設(shè)計測試用例設(shè)計測試用例 v步驟：步驟： n確定執(zhí)行用例場景所需的數(shù)據(jù)元素n構(gòu)造矩陣確定列內(nèi)容：確定列內(nèi)容：除了需要包含執(zhí)行場景所需的數(shù)據(jù)元素，還需要包含測試用例標(biāo)識、被測場景標(biāo)識或名稱確定行內(nèi)容：確定行內(nèi)容：p 根據(jù)每一場景，確定與其相關(guān)的測試用例輸入項p 根據(jù)被測場景特征，補(bǔ)充相應(yīng)測試用例設(shè)計測試用例設(shè)計測試用例 v對于課程注冊用例，確定其列內(nèi)容為：v確定行內(nèi)容n V表示這個條件必須是有效的才可執(zhí)行基本流，I表示條件無效，N/A表示這個條件不適用于測試用例 設(shè)計測試用例設(shè)計測試用例 v“選課”的測試用例矩陣3.填入測試數(shù)據(jù)填入測試數(shù)據(jù) v步驟步驟根據(jù)設(shè)計的矩陣結(jié)果，選擇相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)實例2v分析ATM自動取款機(jī)的“提款”用例場景流程并設(shè)計測試用例和測試數(shù)據(jù)v 基本流：1.插入磁卡 2.ATM機(jī)驗證帳戶正確 3.輸入密碼正確，通過驗證 4.輸入取款金額 5.取出金額 6.取卡v 備選流一：帳戶不存在或受限制v 備選流二：密碼不正確，還有輸入機(jī)會v 備選流三：密碼不正確，沒有輸入機(jī)會v 備選流四：卡中余額不足v 備選流五：機(jī)中余額不足v 備選流六：超過每日最大提款