測(cè)試方法之邊界值測(cè)試

軟件測(cè)試方法一般分為兩種：白盒測(cè)試(WhiteBoxTesting)黑盒測(cè)試（Black-boxTesting）軟件測(cè)試方法

1黑盒測(cè)試（Black-boxTesting）軟件輸入輸出又叫功能測(cè)試，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試或基于規(guī)格說(shuō)明的測(cè)試。它是在已知產(chǎn)品所應(yīng)具有的功能，通過(guò)測(cè)試來(lái)檢測(cè)每個(gè)功能是否都能正常使用。在測(cè)試時(shí)，把程序看作一個(gè)不能打開(kāi)的黑盆子，在完全不考慮程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性的情況下，測(cè)試者在程序接口進(jìn)行測(cè)試，它只檢查程序功能是否按照需求規(guī)格說(shuō)明書的規(guī)定正常使用，程序是否能適當(dāng)?shù)亟邮蛰斎霐?shù)鋸而產(chǎn)生正確的輸出信息，并且保持外部信息（如數(shù)據(jù)庫(kù)或文件）的完整性，如圖所示。黑盒測(cè)試不深入代碼細(xì)節(jié)2黑盒測(cè)試過(guò)程需求說(shuō)明產(chǎn)生被測(cè)程序測(cè)試結(jié)果輸出3黑盒測(cè)試的目標(biāo)黒盒測(cè)試試圖發(fā)現(xiàn)以下類型的錯(cuò)誤：

功能錯(cuò)誤或遺漏；界面錯(cuò)誤，不美觀；外部信息訪問(wèn)錯(cuò)誤；性能錯(cuò)誤；初始化和終止錯(cuò)誤；在接口上，能否正確地接受輸入數(shù)據(jù)，能否產(chǎn)生正確地輸出信息；4黑盒測(cè)試有兩種基本類型，即通過(guò)測(cè)試和失敗測(cè)試。在進(jìn)行通過(guò)測(cè)試時(shí)，實(shí)際上是確認(rèn)軟件能做什么，而不會(huì)去考驗(yàn)其能力如何。軟件測(cè)試員只運(yùn)用最簡(jiǎn)單，最直觀的測(cè)試案例。在設(shè)計(jì)和執(zhí)行測(cè)試案例時(shí)，總是先要進(jìn)行通過(guò)測(cè)試。在進(jìn)行破壞性試驗(yàn)之前，看一看軟件基本功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。這一點(diǎn)很重要，否則在正常使用軟件時(shí)就會(huì)奇怪地發(fā)現(xiàn)，為什么會(huì)有那么多的軟件缺陷出現(xiàn)？在確信了軟件正確運(yùn)行之后，就可以采取各種手段通過(guò)搞“垮”軟件來(lái)找出缺陷。純粹為了破壞軟件而設(shè)計(jì)和執(zhí)行的測(cè)試案例，被稱為失敗測(cè)試或迫使出錯(cuò)測(cè)試。黑盒測(cè)試的類型5黑盒測(cè)試的難點(diǎn)黒盒測(cè)試的難點(diǎn)在于如何構(gòu)造有效的輸入。

由于輸入空間通常是無(wú)限的，窮舉測(cè)試顯然行不通。尋找最小最重要的用例集合以精簡(jiǎn)測(cè)試復(fù)雜性。黑盒測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)有：1）比較簡(jiǎn)單，不需要了解程序內(nèi)部的代碼及實(shí)現(xiàn)；2）與軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)；3）從用戶角度出發(fā)，能很容易的知道用戶會(huì)用到哪些功能，會(huì)遇到哪些問(wèn)題；4）基于軟件開(kāi)發(fā)文檔，所以也能知道軟件實(shí)現(xiàn)了文檔中的哪些功能；5）在做軟件自動(dòng)化測(cè)試時(shí)較為方便。黑盒測(cè)試的缺點(diǎn)有：1）不可能覆蓋所有的代碼，覆蓋率較低，大概只能達(dá)到總代碼量的30%；2）自動(dòng)化測(cè)試的復(fù)用性較低。6黑盒測(cè)試方法黑盒測(cè)試的測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法.邊界值分析.等價(jià)類劃分.因果圖.錯(cuò)誤推測(cè).基于決策表的測(cè)試.功能圖分析方法7邊界值測(cè)試（內(nèi)容）邊界值分析健壯性測(cè)試最壞情況測(cè)試特殊值測(cè)試隨機(jī)測(cè)試

81.邊界值分析邊界值分析的原理邊界值分析的思想邊界值分析測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法9(1)邊界值分析的基本原理邊界值分析(BoundaryValueAnalysis)基本原理錯(cuò)誤更可能出現(xiàn)在輸入變量的極值附近。邊界值分析關(guān)注輸入空間的邊界，并從中標(biāo)識(shí)測(cè)試用例。10常見(jiàn)的邊界值舉例).對(duì)16-bit的整數(shù)而言32767和-32768是邊界).屏幕上光標(biāo)在最左上、最右下位置).報(bào)表的第一行和最后一行).數(shù)組元素的第一個(gè)和最后一個(gè)

C++語(yǔ)言中，intA[10]:A[0]…A[9]

).循環(huán)的第0次、第1次和倒數(shù)第2次、最后一次

11邊界值分析的基本思想在最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值和最大值處取輸入變量值表示方法min、min+、nom、max-、和max例如：涉及兩個(gè)變量的函數(shù)x1,x2X1的取值x1min,x1min+,x1nom,x1max-,x1maxX2的取值x2min,x2min+,x2nom,x2max-,x2max12邊界值分析的取值13“單缺陷”假設(shè)“單缺陷”假設(shè)

失效極少是由兩個(gè)或多個(gè)缺陷的同時(shí)發(fā)生引起的

“單缺陷”假設(shè)是邊界值分析的關(guān)鍵假設(shè)14(3)邊界值分析測(cè)試用例邊界值分析獲得測(cè)試用例的方法：使所有變量取正常值，只使一個(gè)變量取極值；對(duì)于一個(gè)n變量函數(shù)，邊界值分析會(huì)產(chǎn)生4n+1個(gè)測(cè)試用例。

15X1取值：x1min,x1min+

,x1nom,x1max-,x1maxX2取值：x2min,x2min+,x2nom,x2max-,x2max兩個(gè)變量函數(shù)的邊界值分析測(cè)試用例{<x1nom,x2min>,<x1nom,x2min+>,<x1nom,x2nom>,<x1nom,x2max->,<x1nom,x2max>,<x1min,x2nom>,<x1min+,x2nom>,<x1max-,x2nom>,<x1max,x2nom>}

兩個(gè)變量函數(shù)邊界值分析測(cè)試用例16X2兩個(gè)變量函數(shù)邊界值分析測(cè)試用例17舉例：三角形問(wèn)題三角形問(wèn)題描述三條邊a,b,c取整數(shù)值，且各邊的取值范圍是：[1，200]邊界值分析設(shè)計(jì)測(cè)試用例每條邊的取值：

1,2,100,199,200測(cè)試用例數(shù)目：4n+1三角形問(wèn)題(n=3)：用例數(shù)為131819練習(xí)：NextDate函數(shù)輸入條件1≤月份≤121≤日期≤311812≤年≤2012請(qǐng)用邊界值分析設(shè)計(jì)測(cè)試用例20(4)邊界值分析優(yōu)缺點(diǎn)邊界值測(cè)試分析采用了可靠性理論的單缺陷假設(shè)。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便易行；生成測(cè)試數(shù)據(jù)的成本很低；

局限性：測(cè)試用例不充分；不能發(fā)現(xiàn)測(cè)試變量之間的依賴關(guān)系；不考慮含義和性質(zhì);結(jié)論：只能作為初步測(cè)試用例使用212.健壯性測(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。健壯性有兩層含義：

容錯(cuò)能力

恢復(fù)能力

22容錯(cuò)性測(cè)試通常構(gòu)造一些不合理的輸入來(lái)引誘軟件出錯(cuò)，例如：

（1）輸入錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)類型。如“猴”年“馬”月。

（2）輸入定義域之外的數(shù)值。粗暴一些方式俗稱“大猩猩”測(cè)試法。除了不能拳打腳踢嘴咬外，什么招術(shù)都可以使出來(lái)。例如在測(cè)試客戶機(jī)－服務(wù)器模式的軟件時(shí)，把網(wǎng)絡(luò)線拔掉，造成通信異常中斷?；謴?fù)測(cè)試重點(diǎn)考察一下幾項(xiàng)：

（1）系統(tǒng)能否重新運(yùn)行；

（2）有無(wú)重要的數(shù)據(jù)丟失；

（3）是否毀壞了其它相關(guān)的軟件硬件。23健壯性測(cè)試的基本思想健壯性測(cè)試是邊界值分析的一種簡(jiǎn)單擴(kuò)展，除了使用五個(gè)邊界值分析取值，還要過(guò)采用:一個(gè)略超過(guò)最大值(max+)的取值一個(gè)略小于最小值(min-)的取值

24X2兩個(gè)變量函數(shù)的健壯性測(cè)試用例25健壯性測(cè)試的討論健壯性測(cè)試最有意思的部分不是輸入而是預(yù)期的輸出健壯性測(cè)試的主要價(jià)值是觀察異常情況的處理軟件質(zhì)量要素的衡量標(biāo)準(zhǔn)：軟件的容錯(cuò)性軟件容錯(cuò)性的度量:從非法輸入中恢復(fù)

26健壯性測(cè)試的測(cè)試用例個(gè)數(shù)

一個(gè)變量個(gè)數(shù)為n的函數(shù)的健壯性測(cè)試會(huì)產(chǎn)生多少個(gè)測(cè)試用例？

6n+1?思考：273.最壞情況測(cè)試最壞情況測(cè)試的基本思想邊界值測(cè)試分析采用了可靠性理論的單缺陷假設(shè)最壞情況測(cè)試拒絕這種假設(shè)，關(guān)心當(dāng)多個(gè)變量取極值時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么情況？28最壞情況測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法對(duì)每一個(gè)變量首先進(jìn)行包含最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值、最大值五個(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。一個(gè)變量個(gè)數(shù)為n的函數(shù)的最壞情況測(cè)試會(huì)產(chǎn)生5n個(gè)測(cè)試用例。

29兩變量函數(shù)的最壞情況測(cè)試用例X230最壞情況與邊界值分析的比較基本邊界值分析測(cè)試用例是最壞情況測(cè)試用例的真子集。最壞情況測(cè)試顯然更徹底最壞情況測(cè)試工作量大得多n變量函數(shù)的最壞情況測(cè)試會(huì)產(chǎn)生5的n次方個(gè)測(cè)試用例，邊界值分析只產(chǎn)生4n+1個(gè)測(cè)試用例。31最壞情況測(cè)試舉例(1)三角形問(wèn)題三條邊a,b,c取整數(shù)值，且各邊的取值范圍是：[1，200]最壞情況測(cè)試用例每條邊的取值：1,2,100,199,200測(cè)試用例數(shù)目：5n三角形問(wèn)題(n=3)：用例數(shù)為125測(cè)試用例：見(jiàn)教材76頁(yè)。32NextDate的測(cè)試用例輸入條件1≤月份≤121≤日期≤311812≤年≤2012最壞情況測(cè)試用例設(shè)計(jì)月份取值：1,2,6,11,12日期取值：1,2,15,30,31年取值：1812,1813,1912,2011,2012最壞情況測(cè)試舉例(2)33NextDate的測(cè)試用例測(cè)試用例數(shù)目

n=3，5n=125測(cè)試用例見(jiàn)教材79-82頁(yè)錯(cuò)誤的測(cè)試用例第41行：1812年2月30日遺漏重要的測(cè)試用例日期取28或29閏年：2000年最壞情況測(cè)試舉例(2)34健壯最壞情況測(cè)試對(duì)于確實(shí)極端的測(cè)試，會(huì)采用健壯最壞情況測(cè)試，這種測(cè)試使用健壯性測(cè)試的7個(gè)元素集合。對(duì)每一個(gè)變量，首先進(jìn)行包含最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值、最大值五個(gè)元素集合的測(cè)試，還要采用一個(gè)略超過(guò)最大值的取值，以及一個(gè)略小于最小值的取值。然后對(duì)這些集合進(jìn)行笛卡爾積計(jì)算以生成7的n次方個(gè)測(cè)試用例。35兩變量函數(shù)的健壯最壞情況測(cè)試用例364.特殊值測(cè)試邊界值分析假定n個(gè)變量是相互獨(dú)立的，沒(méi)有考慮這些變量之間的相互依賴關(guān)系；特殊值測(cè)試使用領(lǐng)域知識(shí)、使用類似程序的經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)測(cè)試用例的特殊值。37特殊值測(cè)試特點(diǎn)：最直觀、最不一致、具有高度主觀性。特殊值測(cè)試特別依賴測(cè)試人員的能力雖然特殊值測(cè)試是高度主觀性的，但是能更有效地發(fā)現(xiàn)缺陷例如：2月28日、2月29日385.隨機(jī)測(cè)試隨機(jī)測(cè)試的基本思想不是永遠(yuǎn)選取有界變量的最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值和最大值，而是使用隨機(jī)數(shù)生成器選出測(cè)試用例值。39隨機(jī)測(cè)試的一種實(shí)現(xiàn)方法有界變量a≤x≤b值的一個(gè)VisualBasic應(yīng)用程序生成的x,滿足下式:

x=Int(b-a+1)*Rnd+a函數(shù)Int返回浮點(diǎn)數(shù)的整數(shù)部分函數(shù)Rnd生成區(qū)間[0,1]內(nèi)的隨機(jī)數(shù)

40選擇測(cè)試用例原則

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)。例如，如果程序的規(guī)格說(shuō)明中規(guī)定："重量在10公斤至50公斤范圍內(nèi)的郵件，其郵費(fèi)計(jì)算公式為……"。作為測(cè)試用例，我們應(yīng)取10及50，還應(yīng)取10.01,49.99,9.99及50.01等。41選擇測(cè)試用例原則

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)。比如，一個(gè)輸入文件應(yīng)包括1~255個(gè)記錄，則測(cè)試用例可取1和255，還應(yīng)取0及256等。42選擇測(cè)試用例原則3)將規(guī)則1）和2）應(yīng)用于輸出條件，即設(shè)計(jì)測(cè)試用例使輸出值達(dá)到邊界值及其左右的值。例如，某程序的規(guī)格說(shuō)明要求計(jì)算出"每月保險(xiǎn)金扣除額為0至1165.25元"，其測(cè)試用例可取0.00及1165.24、還可取一0.01及1165．26等。

再如一程序?qū)儆谇閳?bào)檢索系統(tǒng)，要求每次"最少顯示1條、最多顯示4條情報(bào)摘要"，這時(shí)我們應(yīng)考慮的測(cè)試用例包括1和4，還應(yīng)包括0和5等。43選擇測(cè)試用例原則

4)如果程序的規(guī)格說(shuō)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)試用例。

5)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)試用例。

6)分析規(guī)格說(shuō)明,找出其它可能的邊界條件。44在用到邊界值得方法得時(shí)候，會(huì)看到這樣得描述或者聽(tīng)到這樣得描述，那么究竟什么是上點(diǎn)，內(nèi)點(diǎn)和離點(diǎn)呢？上點(diǎn)：就是指得邊界上得點(diǎn)，無(wú)論此時(shí)得域是開(kāi)區(qū)間還是閉區(qū)間，開(kāi)區(qū)間得話，上點(diǎn)就是在域外，閉