軟件制造工程黑盒測試

1、第四章 測試工程14.3.2 黑盒測試黑箱測試（又稱為功能測試）是把程序或系統(tǒng)看成一個黑盒子，完全不考慮其內部結構和處理過程。 24.3.2 黑盒測試主要是測試各個程序或功能模塊之間的接口，檢查系統(tǒng)功能是否能按照設計書的規(guī)定正常執(zhí)行，是否能接收正確的輸入數據產生正確的輸出結果。主要適用于系統(tǒng)測試等后期的測試階段34.3.2 黑盒測試-系統(tǒng)模型輸入的測試數據I1導致反常的輸入系統(tǒng)輸出的測試結果O1暴露缺陷的輸出44.3.2 黑盒測試-主要方法 同值分割（等價劃分）界限分割（邊界分析）因果圖錯誤推測法54.3.2 黑盒測試-主要方法 同值分割同值分割又稱為等價劃分，它的含義是針對輸入條件，將所有可

2、能的輸入數據（有效的和無效的）分為若干等價類，對每一個等價類只取一組數據作為測試數據，使得選取的測試數據具有代表性。6使用這一方法設計測試用例要經歷劃分等價類（列出等價類表）和選取測試用例兩步。劃分等價類等價類是指某個輸入域的子集合。在該子集合中，各個輸入數據對于揭露程序中的錯誤都是等效的。測試某等價類的代表值就等價于對這一類其它值的測試。74.3.2 黑盒測試-主要方法如何劃分等價類？有效等價類(合理等價類)無效等價類(不合理等價類)8等價類的劃分有兩種不同的情況： 有效等價類：是指對于程序的規(guī)格說明來說，是合理的，有意義的輸入數據構成的集合。 無效等價類：是指對于程序的規(guī)格說明來說，是不合

3、理的，無意義的輸入數據構成的集合。在設計測試用例時，要同時考慮有效等價類和無效等價類的設計。94.3.2 黑盒測試-主要方法啟發(fā)式規(guī)則:如果規(guī)定了輸入數據的范圍則可劃分一個有效的等價類（輸入數據在次范圍），兩個無效的等價類（輸入數據小于最小值或大于最大值）；104.3.2 黑盒測試-主要方法例 輸入值是學生成績，范圍是01000 100 有效等價類0成績100無效等價類 成績100 無效等價類 成績0114.3.2 黑盒測試-主要方法如果規(guī)定了輸入數據的個數，也可以按以上方法劃分出一個有效的等價類，兩個無效的等價類；124.3.2 黑盒測試-主要方法如果規(guī)定了輸入數據的一組值，且程序對不同輸入

4、值做不同處理，則每個輸入值有一個有效的等價類（允許的輸入值）和一個無效的等價類（任一個不允許的輸入值）；134.3.2 黑盒測試-主要方法例：輸入條件說明學歷可為:?？啤⒈究?、碩士、博士四種之一，則分別取這四種這四個值作為四個有效等價類，另外把四種學歷之外的任何學歷作為無效等價類。144.3.2 黑盒測試-主要方法如果規(guī)定了輸入數據必須遵循的規(guī)則，則可以劃分出一個有效的等價類（符合規(guī)則）和若干個無效等價類（從各種不同角度違反規(guī)則）；154.3.2 黑盒測試-主要方法如果規(guī)定了輸入數據為整形，則可以劃分出三個有效類（正整數、零和負整數）和一個無效類（非整數）164.3.2 黑盒測試-主要方法如果

5、程序的處理對象是表格，則應該使用空表，以及含一項或多項的表。174.3.2 黑盒測試-主要方法注：（1）以上列出的啟發(fā)式規(guī)則只是測試時可能遇到的情況中的很小一部分。為了正確劃分等價類，一是要注意積累經驗，二是要正確分析被測程序的功能。184.3.2 黑盒測試-主要方法注：（2）在劃分無效的等價類時還必須考慮到編譯程序的檢錯功能，一般說來，不需要設計測試數據用來暴露編譯程序肯定能發(fā)現的錯誤。194.3.2 黑盒測試-主要方法注：（3）上面列出的啟發(fā)式規(guī)則雖然都是針對輸入數據說的，但是其中絕大部分也同樣適用于輸出數據。204.3.2 黑盒測試-主要方法用等價類劃分法設計測試用例步驟(1)形成等價類

6、表，每一等價類規(guī)定一個唯一的編號；(2)設計一測試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未覆蓋的有效等價類，重復這一步驟，直到所有有效等價類均被測試用例所覆蓋；(3)設計一新測試用例，使其只覆蓋一個無效等價類，重復這一步驟直到所有無效等價類均被覆蓋；注：應該使每個測試方案只覆蓋一個無效的等價類。214.3.2 黑盒測試-主要方法例:某報表處理系統(tǒng)要求用戶輸入處理 報表的日期，日期限制在2001年1月至2005年12月，即系統(tǒng)只能對該段期間內的報表進行處理，如日期不在此范圍內，則顯示輸入錯誤信息。系統(tǒng)日期規(guī)定由年、月的6位數字字符組成前四位代表年，后兩位代表月。 如何用等價類劃分法設計測試用例, 來測試程序

7、的日期檢查功能？224.3.2 黑盒測試-主要方法第一步：等價類劃分輸入等價類 有效等價類 無效等價類 報表日期的類型及長度6位數字字符(1)有非數字字符 (4)少于6個數字字符 (5)多于6個數字字符 (6)年份范圍在20012005之間 (2)小于2001 (7)大于2005 (8)月份范圍在112之間(3)“報表日期”輸入條件的等價類表小于1 (9)大于12 (10)234.3.2 黑盒測試-主要方法第二步 為有效等價類設計測試用例 對表中編號為1,2,3的3個有效等價類 用一個測試用例覆蓋： 測試數據 期望結果 覆蓋范圍200105等價類(1)(2)(3)輸入有效244.3.2 黑盒測

8、試-主要方法第三步：為每一個無效等價類設至少設計一個測試用例 測試數據 期望結果 覆蓋范圍001MAY等價類(4)輸入無效20015等價類(5)輸入無效等價類(6)輸入無效200005等價類(7)輸入無效200805等價類(8)輸入無效200100等價類(9)輸入無效200113等價類(10)輸入無效測試數據不能有重復254.3.2 黑盒測試-主要方法例:對招干考試系統(tǒng)“輸入學生成績” 子模塊設計測試用例 招干考試分三個專業(yè),準考證號第一位 為專業(yè)代號,如: 1-行政專業(yè), 2-法律專業(yè), 3-財經專業(yè). 行政專業(yè)準考證號碼為:110001111215法律專業(yè)準考證號碼為:2100012120

9、06財經專業(yè)準考證號碼為:310001314015264.3.2 黑盒測試-主要方法例:準考證號碼的等價類劃分 有效等價類: (1) 110001 111215 (2) 210001 212006 (3) 310001 314015 無效等價類: (4) - 110000 (5) 111216 210000 (6) 212007 31000 (7) 314016 + 274.3.2 黑盒測試-主要方法界限分割（邊界分析）選取剛好等于、稍小于和稍大于等價類邊界值的數據作為測試數據，而不是選取每個等價類內的典型值或任意值作為測試數據。注： 通常設計測試方案時總是聯合使用等價劃分和邊界分析兩種技術2

10、8輸入條件報表日期的類型及長度1個數字字符5個數字字符7個數字字符有1個非數字字符全部是非數字字符6個數字字符顯示出錯顯示出錯顯示出錯顯示出錯顯示出錯輸入有效日期范圍月份范圍“報表日期”邊界值分析法測試用例測試用例說明測試數據期望結果選取理由5200152001.5MAY-200105月份為1月月份為12月月份12200101200112200100200113200101200512200100200513輸入有效輸入有效顯示出錯顯示出錯輸入有效輸入有效顯示出錯顯示出錯在有效范圍邊界上選取數據僅有1個合法字符比有效長度少1比有效長度多1只有1個非法字符6個非法字符類型及長度均有效最小日期最大

11、日期剛好小于最小日期剛好大于最大日期最小月份最大月份剛好小于最小月份剛好大于最大月份294.3.2 黑盒測試-主要方法因果圖法（原因結果標識） 主要標識出輸入數據（原因）和輸出數據（結果）之間的關系，調查其有效組合的測試分支。304.3.2 黑盒測試-主要方法因果圖法借助圖形來設計測試用例，適合于被測程序具有多種輸入條件，程序的輸出又依賴于輸入條件的各種組合的情況。31在因果圖中出現的基本符號通常在因果圖中用Ci表示原因，用Ei表示結果，各結點表示狀態(tài)，可取值“0”或“1”。“0”表示某狀態(tài)不出現，“1”表示某狀態(tài)出現。主要的原因和結果之間的關系有:32表示約束條件的符號為了表示原因與原因之間

12、，結果與結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。33 E（互斥）：表示a，b兩個原因不會同時成立，兩個中最多有一個可能成立。 I（包含）：表示a，b，c三個原因中至少有一個必須成立。 O（唯一）：表示a和b當中必須有一個，且僅有一個成立。 R（要求）：表示當a出現時，b必須也出現。不可能a出現，b不出現。 M（屏蔽）：表示當a是1時，b必須是0。而當a為0時，b的值不定。34因果圖法利用因果圖生成測試用例的基本步驟: (1) 分析軟件規(guī)格說明描述中, 哪些是原因(即輸入條件或輸入條件的等價類),哪些是結果(即輸出條件), 并給每個原因和結果賦予一個標識符. (2)

13、 分析軟件規(guī)格說明描述中的語義.找出原因與結果之間, 原因與原因之間對應的關系. 根據這些關系,畫出因果圖.35因果圖法利用因果圖生成測試用例的基本步驟: (3) 由于語法或環(huán)境限制, 有些原因與原因之間,原因與結果之間的組合情況不可能出現. 為表明這些特殊情況, 在因果圖上用一些記號表明約束或限制條件.(4) 把因果圖轉換為判定表.(5) 把判定表的每一列拿出來作為依據,設計測試用例.364.3.2 測試方法黑箱測試因果圖法實例某電力公司有A、B、C、D四類收費標準,并規(guī)定：居民用電 100度/月 按A類收費 100度/月 按B類收費動力用電 10000度/月,非高峰,B類收費 10000度

14、/月,非高峰,C類收費 10000度/月, 高峰,C類收費 10000度/月, 高峰,D類收費37因果圖法實例列出原因和結果 原因：1居民用電 2動力用電 3100度/月 3100度/月 4非高峰 4高峰 510000度/月 510000度/月 結果：A按A類收費 B按B類收費 C按C類收費 D按D類收費38 用因果圖表明輸入和輸出間的邏輯關系因果圖法實例1I12B4AC35DI4I3I2并列關系選擇關系否定關系中間結點39因果圖法實例把因果圖轉換為判定表組合條件條件(原因) 動作(結果)ABC123123456101100011000110000100001104101050011D0001

15、10010000測試用例1表示條件成立 或動作出現0表示條件不成立或動作不出現40因果圖法實例把判定表的每一列寫成一個測試用例1列 居民電,90度/月 A2列 居民電,110度/月 B3列 動力電,非高峰,8000度/月 B4列 動力電,非高峰,1.2萬度/月 C5列 動力電, 高峰,0.9萬度/月 C6列 動力電, 高峰,1.1萬度/月 D 條件 測試用例 預期結果組合 (輸入數據) (輸出動作)41因果圖法表示約束條件的符號:為了表示原因與原因之間，結果與結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。 42因果圖法實例有一個處理單價為5角錢的飲料的自動售貨機軟件測試

16、用例的設計。其規(guī)格說明如下： 若投入5角錢或1元錢的硬幣，押下橙汁或啤酒的按鈕，則相應的飲料就送出來。若售貨機沒有零錢找，則一個顯示零錢找完的紅燈亮，這時再投入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；若有零錢找，則顯示零錢找完的紅燈滅，在送出飲料的同時退還5角硬幣?！?3因果圖法實例(1) 分析這一段說明，列出原因和結果原因: 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. 押下啤酒按鈕建立中間結點，表示處理中間狀態(tài) 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. 應當找5角零錢并且售貨機有零錢找 14. 錢已付

17、清44因果圖法實例結果：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 45因果圖法實例(2) 畫出因果圖。所有原因結點列在左邊，所有結果結點列在右邊。(3) 由于2 與3 ，4 與5 不能同時發(fā)發(fā)生，分別加上約束條件E。(4) 因果圖 (5) 轉換成判定表4647484.3.2 黑盒測試-主要方法錯誤推測 基本思想是列舉出程序中可能的錯誤和容易發(fā)生錯誤的特殊情況，并且根據它們選擇測試方案。錯誤推測方法是根據經驗來設計測試用例的方法。例如，數據測試中的 缺省值、空白、空值、零值、無494.3.2 黑盒測試方法黑盒測試策略首先用邊界值分

18、析法設計測試用例必要時用等價分類法補充測試用例必要時再用錯誤推測法補充測試用例如果在程序的說明中含有輸入條件的組合，宜在一開始就采用因果法，然后再按上述步驟進行50黑盒測試與白盒測試的比較測試方法 說明 特點 適用測試時期 白箱測試 參照程序內部結構設計各個測試分支 可以參照程序的功能、邏輯設計測試測試覆蓋率高組合各個測試分支設計程序整體的測試分支 單元測試組合測試（組件內的組合測試） 黑箱測試 不參照程序內部結構，從設計書、接口著手設計測試的輸入 適合接口測試可以從用戶的觀點設計測試流程可以發(fā)現設計的不一致性問題 組合測試（子系統(tǒng)內的組合測試）系統(tǒng)測試運行測試 514.3 自頂向下測試和自底向上測試在組合測試中采用漸增式測試策略，即從一個模塊開始,測一次添加一個模塊，邊組裝邊測試，以發(fā)現與接口相聯系的問題。漸增式測試深度優(yōu)先廣度優(yōu)先自頂向下結合自底向上結合524.3 自頂向下測試和自底向上測試整體模塊 模塊ACEFHBDG534.3 自頂向下測試和自底向上測試自頂向下測試的推進方法模塊A（B）（C）模塊ABC（D）（E）（F）模塊ABCDEF（H）（G）模塊ABCDEFHG主模塊 虛擬模塊 544.3 自頂向下測試和自底向上測試自頂向下測試的推進方法模塊測試結合順序深度優(yōu)先:A、B、E、C、D、F廣度優(yōu)先:A、B、C、D、E、FADBECF554.3 自頂向下