第3節(jié)軟件測(cè)試方法

軟件測(cè)試技術(shù)主講人：秦文上海微創(chuàng)軟件解決方案事業(yè)部

測(cè)試用例的定義：（1）測(cè)試用例是為特定的目的而設(shè)計(jì)的一組測(cè)試輸入、執(zhí)行條件和預(yù)期的結(jié)果。（2）測(cè)試用例是執(zhí)行的最小實(shí)體。測(cè)試用例的特征：（1）最有可能抓住錯(cuò)誤的；（2）不是重復(fù)的、多余的；（3）一組相似測(cè)試用例中最有效的；（4）既不是太簡(jiǎn)單，也不是太復(fù)雜。測(cè)試用例的定義和特征在開始實(shí)施測(cè)試之前設(shè)計(jì)好測(cè)試用例，可以避免盲目測(cè)試并提高測(cè)試效率。測(cè)試用例的使用令軟件測(cè)試的實(shí)施重點(diǎn)突出、目的明確。在軟件版本更新后只需修正少部分的測(cè)試用例便可展開測(cè)試工作，降低工作強(qiáng)度、縮短項(xiàng)目周期。功能模塊的通用化和復(fù)用化使軟件易于開發(fā)，而相對(duì)于功能模塊的測(cè)試用例的通用化和復(fù)用化則會(huì)使軟件測(cè)試易于開展，并隨著測(cè)試用例的不斷精化其效率也不斷攀升。使用測(cè)試用例的好處等價(jià)類劃分邊界值分析因果圖判定決策表錯(cuò)誤猜測(cè)法測(cè)試用例的設(shè)計(jì)方法等價(jià)類劃分的辦法是把程序的輸入域劃分成若干部分，然后從每個(gè)部分中選取少數(shù)代表性數(shù)據(jù)當(dāng)作測(cè)試用例。每一類的代表性數(shù)據(jù)在測(cè)試中的作用等價(jià)于這一類中的其他值，也就是說，如果某一類中的一個(gè)例子發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤，這一等價(jià)類中的其他例子也能發(fā)現(xiàn)同樣的錯(cuò)誤；反之，如果某一類中的一個(gè)例子沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則這一類中的其他例子也不會(huì)查出錯(cuò)誤。等價(jià)類劃分如果輸入條件規(guī)定了取值的范圍或值的個(gè)數(shù)，則可確定一個(gè)有效等價(jià)類和兩個(gè)無效等價(jià)類；如果一個(gè)輸入條件說明了一個(gè)“必須成立”的情況，則可劃分一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類；如果輸入條件規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組可能的值，而且程序是用不同的方式處理每一種值，則可為每一種值劃分一個(gè)有效等價(jià)類，并劃分一個(gè)無效等價(jià)類；如果我們確知，已劃分的某等價(jià)類中的各元素（例子）在程序中的處理方式是不同的，則應(yīng)據(jù)此將此等價(jià)類進(jìn)一步劃分成更小的等價(jià)類。在確立了等價(jià)類之后，建立等價(jià)類表，列出所有劃分出的等價(jià)類：怎樣劃分等價(jià)類（一）為每個(gè)等價(jià)類規(guī)定一個(gè)惟一的編號(hào)；設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未覆蓋的有效等價(jià)類。重復(fù)這一步，最后使得所有有效等價(jià)類均被測(cè)試用例所覆蓋；設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，使其只覆蓋一個(gè)無效等價(jià)類。重復(fù)這一步使所有無效等價(jià)類均被覆蓋。確定等價(jià)類測(cè)試用例的步驟第一步：在本案例中我們根據(jù)測(cè)試需求可以把兩位數(shù)加法分為如圖的三個(gè)等價(jià)類：一個(gè)有效數(shù)據(jù)的等價(jià)類，兩個(gè)無效數(shù)據(jù)等價(jià)類（有效數(shù)據(jù)等價(jià)類就是：由那些對(duì)程序的規(guī)格說明有意義的、合理的輸入數(shù)據(jù)所構(gòu)成的集合；無效數(shù)據(jù)等價(jià)類就是：那些對(duì)程序的規(guī)格說明不合理的或無意義的輸入數(shù)據(jù)所構(gòu)成的集合）。等價(jià)類劃分第二步：在實(shí)際工作中，我們通常在確立了等價(jià)類以后，把程序中所有的等價(jià)類建立等價(jià)類表，以便在編寫測(cè)試用例的時(shí)候有所依據(jù)。等價(jià)類劃分第三步：根據(jù)上面的等價(jià)類表，我們就可以確定測(cè)試用例了，步驟為：為等價(jià)類表中的每一個(gè)等價(jià)類分配一個(gè)唯一的編號(hào)。設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，使它能夠盡量覆蓋尚未覆蓋的有效等價(jià)類。重復(fù)這一步驟，從而使所有有效等價(jià)類均被測(cè)試用例所覆蓋。與上一步類似，設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，使它只覆蓋一個(gè)無效等價(jià)類。重復(fù)這一步驟，從而使所有無效等價(jià)類均被測(cè)試用例所覆蓋。等價(jià)類劃分第四步：細(xì)化等價(jià)類劃分在測(cè)試“-99<=數(shù)值<=99”的這個(gè)等價(jià)類區(qū)間的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)如10＋40，-20+30和-30+(-30)這類的正數(shù)相加，正數(shù)負(fù)數(shù)相加，負(fù)數(shù)相加也是不同的等價(jià)區(qū)間。因此我們可以使用更多的等價(jià)類劃分：等價(jià)類劃分根據(jù)以上等價(jià)類劃分的結(jié)果，得出下表的等價(jià)類表第五步：根據(jù)上面劃分的4個(gè)等價(jià)類，我們至少需要有5個(gè)測(cè)試用例等價(jià)類劃分邊界值分析法是一種補(bǔ)充等價(jià)劃分的測(cè)試用例設(shè)計(jì)技術(shù)，它不是選擇等價(jià)類的任意元素，而是選擇等價(jià)類邊界的測(cè)試用例。實(shí)踐證明，在設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，對(duì)邊界附近的處理必給予足夠的重視，為檢驗(yàn)邊界附近的處理專門設(shè)計(jì)測(cè)試用例，常常取得良好的測(cè)試效果。邊界值分析法不僅重視輸入條件邊界，而且也從輸出域?qū)С鰷y(cè)試用例。邊界值分析如果輸入條件規(guī)定了取值范圍，應(yīng)以該范圍的邊界內(nèi)及剛剛超范圍的邊界外的值作為測(cè)試用例。如以a和b為邊界，測(cè)試用例應(yīng)當(dāng)包含a和b及略大于a和略小于b的值；若規(guī)定了值的個(gè)數(shù)，分別以最大、最小個(gè)數(shù)及稍小于最小、稍大于最大個(gè)數(shù)作為測(cè)試用例；針對(duì)每個(gè)輸出條件使用前面的第1）和2）條原則；如果程序規(guī)格說明中提到的輸入或輸出域是個(gè)有序的集合（如順序文件、表格等），就應(yīng)注意選取有序集的第一個(gè)和最后一個(gè)元素作為測(cè)試用例；分析規(guī)格說明，找出其他的可能邊界條件。邊界值設(shè)計(jì)遵守的幾條原則由于允許輸入的數(shù)值在-99到99之間，所以我們可以把-99和99看作兩個(gè)邊界值。我們測(cè)試的時(shí)候可以取緊鄰邊界值的數(shù)值和邊界值本身作為輸入。邊界值等價(jià)類劃分法和邊界值分析方法都是著重考慮輸入條件，但沒有考慮輸入條件的各種組合、輸入條件之間的相互制約關(guān)系。這樣雖然各種輸入條件可能出錯(cuò)的情況已經(jīng)測(cè)試到了，但多個(gè)輸入條件組合起來可能出錯(cuò)的情況卻被忽視了。

如果在測(cè)試時(shí)必須考慮輸入條件的各種組合，則可能的組合數(shù)目將是天文數(shù)字，因此必須考慮采用一種適合于描述多種條件的組合、相應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)動(dòng)作的形式來進(jìn)行測(cè)試用例的設(shè)計(jì)，這就需要利用因果圖（邏輯模型）。因果圖法因果圖法定義是一種利用圖解法分析輸入的各種組合情況，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例的方法，它適合于檢查程序輸入條件的各種組合情況因果圖設(shè)計(jì)測(cè)試用例思想首先從程序規(guī)格說明書的描述中,找出因(輸入條件)和果(輸出結(jié)果或者程序狀態(tài)的改變)；然后通過因果圖轉(zhuǎn)換為判定表,最后為判定表中的每一列設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試用例.因果圖法（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(jià)類），哪些是結(jié)果（即輸出條件），并給每個(gè)原因和結(jié)果賦予一個(gè)標(biāo)識(shí)符；（2）分析軟件規(guī)格說明描述中的語義，找出原因與結(jié)果之間，原因與原因之間對(duì)應(yīng)的是什么關(guān)系?根據(jù)這些關(guān)系，畫出因果圖；（3）由于語法或環(huán)境限制，有些原因與原因之間，原因與結(jié)果之間的組合情況不可能出現(xiàn)。為表明這些特殊情況，在因果圖上用一些記號(hào)標(biāo)明約束或限制條件；（4）把因果圖轉(zhuǎn)換成判定表；（5）把判定表的每一列拿出來作為依據(jù)，設(shè)計(jì)測(cè)試用例。因果圖測(cè)試步驟因果圖畫法如圖1中所示，ci表示原因，一般置于圖左部；ei表示結(jié)果，一般置于圖右部。ci和ei都可以取值0或1，0表示某狀態(tài)不出現(xiàn)，1表示某狀態(tài)出現(xiàn)。（1）恒等：若c1為1，則e1也為1；否則，e1為0。（2）非：若c1為1，則e1為0；否則e1為1。（3）或：若c1或c2或c3為1，則e1為1；否則e1為0；“或”可有任意個(gè)輸入。（4）與：若c1和c2都為1，則e1為1；否則e1為0?！芭c”也可有任意個(gè)輸入因果圖中基本圖形介紹因果圖中使用了簡(jiǎn)單的邏輯符號(hào)，以直線連接左右結(jié)點(diǎn)，左結(jié)點(diǎn)表示輸入狀態(tài)（或稱原因），右結(jié)點(diǎn)表示輸出狀態(tài)（或稱結(jié)果），而在實(shí)際問題中，輸入條件相互之間還可能存在某些依賴關(guān)系，我們稱之為“約束”，比如某些輸入條件本身不可能同時(shí)出現(xiàn)，輸出狀態(tài)間也往往存在約束。在因果圖中用特定符號(hào)表明這些約束，見下圖:因果圖中基本圖形介紹因果圖中基本圖形介紹（1）E約束（異）：a、b中至多有一個(gè)可能為1，即a、b不可能同時(shí)為1。（2）I約束（或）：a、b、c中至少有一個(gè)必須為1，即a、

b、c不能同時(shí)為0。（3）O約束（唯一）：a、b中必須有一個(gè)，且僅有一個(gè)為1。（4）R約束（要求）：a是1時(shí)，b必須是1，即不可能出現(xiàn)a

是1時(shí)，b是0。（5）M約束（強(qiáng)制）：如果結(jié)果a為1，則結(jié)果b強(qiáng)制為0。a為零時(shí)，b值不定.注意：1—5中只有5是對(duì)結(jié)果的約束。因果圖中基本圖形介紹有一個(gè)處理單價(jià)為5角的盒裝飲料的自動(dòng)售貨機(jī)軟件。若投入5角硬幣，按下“可樂”，“雪碧”或“紅茶”按鈕，相應(yīng)的飲料就送出來。若投入的是1元硬幣，在送出飲料的同時(shí)退還5角硬幣。因果圖測(cè)試（例子）第一步分析原因及結(jié)果因果圖測(cè)試（例子）第二步畫出因果圖因果圖測(cè)試（例子）第三步判定表因果圖測(cè)試（例子）第四步設(shè)計(jì)測(cè)試用例因果圖測(cè)試（例子）優(yōu)點(diǎn)：（1）考慮到了輸入情況的各種組合以及各個(gè)輸入情況之間的相互制約關(guān)系。（2）能夠幫助測(cè)試人員按照一定的步驟，高效率的開發(fā)測(cè)試用例。（3）因果圖法是將自然語言規(guī)格說明轉(zhuǎn)化成形式語言規(guī)格說明的一種嚴(yán)格的方法，可以指出規(guī)格說明存在的不完整性和二義性。缺點(diǎn)：輸入條件的組合數(shù)2a隨a的上升急劇增長，當(dāng)a較大時(shí)，因果圖的結(jié)構(gòu)將變得十分復(fù)雜，而把因果圖轉(zhuǎn)換為判定表則更為麻煩。因果圖測(cè)試優(yōu)缺點(diǎn)在所有的黑盒測(cè)試方法中，基于決策表（也稱判定表）的測(cè)試是最為嚴(yán)格、最具有邏輯性的測(cè)試方法。決策表：是分析和表達(dá)多邏輯條件下執(zhí)行不同操作的情況的工具。它可以把復(fù)雜的邏輯關(guān)系和多種條件組合的情況表達(dá)得既具體又明確。在一些數(shù)據(jù)處理問題當(dāng)中，某些操作的實(shí)施依賴于多個(gè)邏輯條件的組合，即：針對(duì)不同邏輯條件的組合值，分別執(zhí)行不同的操作。決策表很適合于處理這類問題。決策表測(cè)試法決策表組成決策表通常由4部分組成，分別是：

(1)條件樁—列出問題的所有條件，除特別說明，列出的條件的先后次序無關(guān)緊要。

(2)條件項(xiàng)—針對(duì)條件樁給出的條件列出所有可能的取值。

(3)動(dòng)作樁—列出問題規(guī)定的可能采取的操作，這些操作的順序一般沒有約束。

(4)動(dòng)作項(xiàng)—與條件項(xiàng)緊密相關(guān)，指出在條件項(xiàng)的各組取值情況下應(yīng)采取的動(dòng)作。

決策表測(cè)試法（續(xù)）決策表測(cè)試法（續(xù)）條件樁動(dòng)作樁

條件項(xiàng)

動(dòng)作項(xiàng)規(guī)則規(guī)則：是指任何一個(gè)條件組合的特定取值及其相應(yīng)要執(zhí)行的操作。在決策表中貫穿條件項(xiàng)和動(dòng)作項(xiàng)的一列就是一條規(guī)則。建立決策表的步驟：

(1)確定規(guī)則的個(gè)數(shù)。假如有n個(gè)條件，每個(gè)條件有兩個(gè)取值(0,1)，則有2n種規(guī)則。

(2)列出所有的條件樁和動(dòng)作樁。

(3)填入條件項(xiàng)。

(4)填入動(dòng)作項(xiàng)，得到初始決策表。

(5)簡(jiǎn)化決策表，合并相似規(guī)則。若表中有兩條以上規(guī)則具有相同的動(dòng)作，并且在條件項(xiàng)之間存在極為相似的關(guān)系，便可以合并。合并后的條件項(xiàng)用符號(hào)“-”表示與取值無關(guān)，稱為無關(guān)條件。決策表測(cè)試法（續(xù)）適合使用決策表設(shè)計(jì)測(cè)試用例的條件：(1)規(guī)格說明以決策表形式給出，或較容易轉(zhuǎn)換成決策表。(2)條件的排列順序不會(huì)也不應(yīng)影響執(zhí)行的操作。(3)規(guī)則的排列順序不會(huì)也不應(yīng)影響執(zhí)行的操作。(4)當(dāng)某一規(guī)則的條件已經(jīng)滿足，并確定要執(zhí)行的操作后，不必檢驗(yàn)別的規(guī)則。(5)如果某一規(guī)則得到滿足要執(zhí)行多個(gè)操作，這些操作的執(zhí)行順序無關(guān)緊要。決策表測(cè)試法（續(xù)）通常，在確定測(cè)試方法時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：

(1)根據(jù)程序的重要性和一旦發(fā)生故障將造成的損失來確定測(cè)試等級(jí)和測(cè)試重點(diǎn)。

(2)認(rèn)真選擇測(cè)試策略，以便能盡可能少的使用測(cè)試用例，發(fā)現(xiàn)盡可能多的程序錯(cuò)誤。因?yàn)橐淮瓮暾能浖y(cè)試過后，如果程序中遺留的錯(cuò)誤過多并且嚴(yán)重，則表明該次測(cè)試是不足的，而測(cè)試不足則意味著讓用戶承擔(dān)隱藏錯(cuò)誤帶來的危險(xiǎn)，但測(cè)試過度又