軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)分析

軟件測(cè)試用例設(shè)計(jì)分析郭學(xué)品;鐘聲;黃成【摘要】軟件測(cè)試是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要組成部分，是發(fā)現(xiàn)軟件缺陷的重要環(huán)節(jié),是保證軟件質(zhì)量和可靠性的重要手段.而軟件測(cè)試的成效在某種程度上取決于采用的測(cè)試方法和測(cè)試用例的設(shè)計(jì).因此，測(cè)試用例的設(shè)計(jì)是非常重要和關(guān)鍵的.文章就此對(duì)測(cè)試用例設(shè)計(jì)的基本原則、考慮要素、設(shè)計(jì)方法等進(jìn)行了闡述和分析.【期刊名稱】《海南廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)》【年(卷)，期】2010(000)004【總頁(yè)數(shù)】4頁(yè)(P136-139)【關(guān)鍵詞】軟件測(cè)試;測(cè)試用例;設(shè)計(jì)方法;白盒測(cè)試;黑盒測(cè)試【作者】郭學(xué)品;鐘聲;黃成【作者單位】海南大學(xué)，信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，海南，?？?570228;海南師范大學(xué)，信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，海南，海口,571158;海南大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，海南，?？?570228;海南師范大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，海南，?？?571158【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】TP311.5隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)在社會(huì)各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，各種軟件走進(jìn)了人們的日常工作和日常生活中,人們?cè)絹?lái)越多的依賴各種軟件從而也對(duì)軟件品質(zhì)保證提出了更高要求。在這樣的背景下，軟件測(cè)試在整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)中就擺在了特別突出的位置。軟件測(cè)試是軟件生命周期中的一個(gè)重要階段，是保證軟件質(zhì)量和可靠性的重要手段。如何對(duì)軟件進(jìn)行全面、高效的測(cè)試成為軟件行業(yè)比較關(guān)注的問(wèn)題。測(cè)試用例是軟件測(cè)試活動(dòng)的核心部分，指導(dǎo)測(cè)試工作的開(kāi)展,是軟件測(cè)試必須遵守的準(zhǔn)則。軟件測(cè)試正是根據(jù)軟件開(kāi)發(fā)各階段的規(guī)格說(shuō)明和程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)而精心設(shè)計(jì)了一批測(cè)試用例，并利用這些測(cè)試用例運(yùn)行軟件，來(lái)發(fā)現(xiàn)軟件系統(tǒng)缺陷的。測(cè)試用例對(duì)測(cè)試工作的控制和指導(dǎo)作用相當(dāng)于設(shè)計(jì)文檔對(duì)編碼的指導(dǎo)作用，尤其在大系統(tǒng)表現(xiàn)出對(duì)系統(tǒng)測(cè)試的權(quán)威性。測(cè)試用例是對(duì)軟件運(yùn)行過(guò)程中所有可能存在的目標(biāo)、運(yùn)動(dòng)、環(huán)境和結(jié)果的描述，是對(duì)客觀世界的一種抽象。測(cè)試用例是為特定目標(biāo)開(kāi)發(fā)的測(cè)試輸入、執(zhí)行條件和預(yù)期結(jié)果的集合,是有效發(fā)現(xiàn)軟件缺陷的最小測(cè)試執(zhí)行單元。這些特定目標(biāo)可以是驗(yàn)證一個(gè)特定的程序路徑或核實(shí)是否符合特定需求。測(cè)試用例體現(xiàn)了一定的測(cè)試方案、方法、技術(shù)和策略，內(nèi)容包括測(cè)試目標(biāo)、測(cè)試環(huán)境、輸入數(shù)據(jù)、測(cè)試步驟、預(yù)期結(jié)果、測(cè)試腳本等，并形成文檔。測(cè)試用例屬于軟件測(cè)試工作的指導(dǎo)性文件，測(cè)試用例的優(yōu)劣直接影響軟件測(cè)試的質(zhì)量。測(cè)試用例作為檢驗(yàn)測(cè)試效果的重要參考因素，也從某種角度來(lái)衡量軟件質(zhì)量的好壞。設(shè)計(jì)良好的測(cè)試用例具有可重復(fù)使用的功能,可以使軟件測(cè)試的成本降低，使測(cè)試效果事半功倍。（一）有效性不同測(cè)試人員使用相同測(cè)試用例得到的驗(yàn)證結(jié)果是相同的，它是測(cè)試人員進(jìn)行軟件測(cè)試的重要參考依據(jù)。（二）易組織性對(duì)于一個(gè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，測(cè)試用例有可能在數(shù)月或數(shù)年的測(cè)試過(guò)程中被創(chuàng)建、使用，測(cè)試計(jì)劃應(yīng)組織好這些測(cè)試用例，提供給測(cè)試人員作為參考和使用。（三）可復(fù)用性軟件測(cè)試是不可能進(jìn)行窮舉測(cè)試的，設(shè)計(jì)良好的測(cè)試用例應(yīng)具有可重復(fù)使用的功能，減少編制測(cè)試用例的數(shù)量，提高測(cè)試效率。（四）可評(píng)估性在測(cè)試中，測(cè)試用例的通過(guò)率是檢驗(yàn)代碼質(zhì)量的保證。代碼質(zhì)量的高低，可以通過(guò)測(cè)試用例的通過(guò)率和軟件錯(cuò)誤的數(shù)量來(lái)衡量。（五）可管理性測(cè)試用例是檢驗(yàn)測(cè)試人員工作進(jìn)度和工作量，以及跟蹤管理測(cè)試人員的工作效率的一種依據(jù)，從而合理做出測(cè)試計(jì)劃和測(cè)試安排。（一）盡量避免設(shè)計(jì)含糊不清的測(cè)試用例含糊不清的測(cè)試用例會(huì)給測(cè)試過(guò)程帶來(lái)困難，甚至影響測(cè)試結(jié)果。在測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試用例一般有三種狀態(tài):通過(guò)、未通過(guò)和不能測(cè)試。如果測(cè)試未通過(guò),一般會(huì)有測(cè)試的錯(cuò)誤報(bào)告進(jìn)行關(guān)聯(lián);如果不能測(cè)試，則需要找出原因，判斷是否是測(cè)試用例本身的錯(cuò)誤，還是環(huán)境因素等其他問(wèn)題。不能說(shuō)這個(gè)測(cè)試用例部分通過(guò)，部分未通過(guò)，不允許出現(xiàn)模棱兩可的情況。含糊的測(cè)試用例會(huì)給測(cè)試人員的判斷帶來(lái)困難，也不利于測(cè)試過(guò)程的跟蹤。（二）盡量避免設(shè)計(jì)復(fù)雜繁瑣的測(cè)試用例復(fù)雜繁瑣的測(cè)試用例難于保證測(cè)試用例的準(zhǔn)確性。因此，在測(cè)試過(guò)程中，如果測(cè)試用例包含很多不同類型的輸入或者輸出,或者測(cè)試過(guò)程的邏輯復(fù)雜而不連續(xù)，此時(shí)就要對(duì)測(cè)試用例進(jìn)行合理分解。（三）盡量將類似功能的測(cè)試用例抽象并歸類由于軟件測(cè)試是無(wú)法進(jìn)行窮舉測(cè)試的，所以對(duì)類似功能的測(cè)試用例的抽象歸類顯得尤為重要，一個(gè)好的測(cè)試用例應(yīng)該能夠代表一組或者一系列的測(cè)試過(guò)程。（一）測(cè)試用例應(yīng)具有代表性和典型性一個(gè)測(cè)試用例應(yīng)能基本涵蓋一組或多組情形，這也是測(cè)試用例設(shè)計(jì)的初衷。（二）測(cè)試用例設(shè)計(jì)時(shí)，要濃縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)測(cè)試用例需要準(zhǔn)確反映系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，當(dāng)然也不能完全復(fù)制使用規(guī)格設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。同時(shí)，測(cè)試用例還要結(jié)合多個(gè)規(guī)格說(shuō)明書(shū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將所有可能出現(xiàn)的情況結(jié)合起來(lái)考慮。（三）用戶測(cè)試用例設(shè)計(jì),要多考慮用戶實(shí)際使用場(chǎng)景用戶測(cè)試用例基于用戶實(shí)際的可能場(chǎng)景，從用戶的角度模擬程序的輸入，從而針對(duì)程序來(lái)進(jìn)行測(cè)試的用例，需要考慮用戶實(shí)際的環(huán)境因素。（四）測(cè)試用例設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮異常情況測(cè)試用例不僅需要考慮正確的輸入情形，還要考慮錯(cuò)誤或異常的輸入情況，以及需要分析如何使得這樣的錯(cuò)誤和異常能夠發(fā)生。測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法，主要分為白盒設(shè)計(jì)方法和黑盒設(shè)計(jì)方法。白盒設(shè)計(jì)方法分為邏輯覆蓋法和基本路徑覆蓋法，其中邏輯覆蓋法包括語(yǔ)句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判定-條件覆蓋、條件組合覆蓋法。黑盒設(shè)計(jì)方法分為等價(jià)類劃分法、邊界值劃分法、錯(cuò)誤推測(cè)法、因果圖法等。在實(shí)際測(cè)試用例設(shè)計(jì)過(guò)程中,這些方法不僅單獨(dú)使甩常常根據(jù)需要場(chǎng)合綜合運(yùn)用多個(gè)方法，使測(cè)試用例的測(cè)試效果更佳。（一）白盒設(shè)計(jì)方法白盒測(cè)試主要針對(duì)程序內(nèi)部邏輯和數(shù)據(jù)流程的測(cè)試，因此白盒測(cè)試用例的設(shè)計(jì)需要了解程序的內(nèi)部邏輯。根據(jù)程序的控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)測(cè)試用例,主要用于軟件驗(yàn)證。白盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)的目的是：保證一個(gè)模塊中所有獨(dú)立路徑至少被執(zhí)行一次；對(duì)所有邏輯值均需要測(cè)試真、假兩個(gè)分支；在上下邊界及可操作范圍內(nèi)檢查；檢查內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性。白盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)思想：語(yǔ)句覆蓋:設(shè)計(jì)若干測(cè)試用例，使被測(cè)程序中的每個(gè)語(yǔ)句至少都能執(zhí)行一次。判定覆蓋:設(shè)計(jì)若干測(cè)試用例，使被測(cè)程序中的每個(gè)判斷至少都能獲得一次〃真”值和〃假”值,或者說(shuō)使得程序中的每個(gè)分支至少都執(zhí)行一次。條件覆蓋:設(shè)計(jì)若干測(cè)試用例，使每個(gè)判斷中的每個(gè)條件的可能取值至少滿足一次,即使得判定中的每個(gè)條件獲得各種可能的結(jié)果。判定-條件覆蓋:設(shè)計(jì)若干測(cè)試用例，使判斷條件中的所有條件至少執(zhí)行一次取值，同時(shí)所有判斷的可能結(jié)果至少都執(zhí)行一次。條件組合覆蓋:設(shè)計(jì)足夠測(cè)試用例，使每個(gè)判斷中的條件的各種組合都至少出現(xiàn)一次?；韭窂礁采w:設(shè)計(jì)足夠測(cè)試用例,確?；韭窂郊械拿恳粭l路徑都執(zhí)行。上述的幾種邏輯覆蓋法中，它們的邏輯覆蓋程度的強(qiáng)弱如圖1所示。圖中，連線上方的覆蓋程度比連線下方的覆蓋程度要強(qiáng)。其中，條件組合覆蓋法覆蓋程度最高，判定覆蓋和條件覆蓋不能比較覆蓋程度強(qiáng)弱。（二）黑盒設(shè)計(jì)方法黑盒測(cè)試主要是基于功能規(guī)格說(shuō)明進(jìn)行的測(cè)試,黑盒測(cè)試用例的設(shè)計(jì)不需要考慮程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)和特性。黑盒測(cè)試主要根據(jù)輸入條件和輸出條件確定測(cè)試數(shù)據(jù)，檢查程序是否能產(chǎn)生正確的輸出。黑盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)的目的主要是：檢查功能是否實(shí)現(xiàn)或遺漏；檢查人機(jī)界面是否錯(cuò)誤；是否有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤或外部數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)錯(cuò)誤；性能等其他特性要求是否滿足。黑盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)思想：等價(jià)類劃分法:把程序的輸入域劃分為若干子集，從每一個(gè)子集選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測(cè)試用例，既考慮有效等價(jià)類劃分,又要考慮無(wú)效等價(jià)類劃分。邊界值劃分法:從一個(gè)等價(jià)類中選一個(gè)或幾個(gè)例子，測(cè)試等價(jià)類的邊界情況;不僅根據(jù)輸入條件，還可能根據(jù)輸出情況來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試用例。錯(cuò)誤推測(cè)法:憑測(cè)試者經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)推測(cè)程序中可能存在的各種錯(cuò)誤，從而有針對(duì)性的編寫檢查這些錯(cuò)誤的測(cè)試用例。因果圖法:著重檢查輸入條件的各種組合情況，找出因果關(guān)系,通過(guò)畫(huà)因果圖將功能說(shuō)明轉(zhuǎn)換成一張判定表，然后為判定表的每一列設(shè)計(jì)測(cè)試用例數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，采用黑盒法設(shè)計(jì)測(cè)試用例的策略為:首先使用邊界值劃分法，必要時(shí)用等價(jià)類劃分法，必要時(shí)再用錯(cuò)誤推測(cè)法;如果在程序中含有輸入條件的組合，則先采用因果圖法,再按上述策略進(jìn)行。通過(guò)上面論述，我們發(fā)現(xiàn)，白盒測(cè)試是一種驗(yàn)證技術(shù)，主要回答〃我們?cè)谡_地構(gòu)造一個(gè)系統(tǒng)嗎?”；而黑盒測(cè)試是一種確認(rèn)技術(shù)，主要回答〃我們?cè)跇?gòu)造一個(gè)正確的系統(tǒng)嗎?”。兩者的方法分析比較，我們知道各有千秋，每種方法提供的測(cè)試用例可能比較容易發(fā)現(xiàn)某種類型的錯(cuò)誤,但不易發(fā)現(xiàn)其他類型的缺陷。因此，對(duì)于一個(gè)具體的待測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)該將各種設(shè)計(jì)方法結(jié)合起來(lái),選擇最佳的幾種方法組合進(jìn)行綜合測(cè)試?？傊趯?shí)際的測(cè)試用例設(shè)計(jì)中，還應(yīng)將設(shè)計(jì)的基本原則和各種考慮因素結(jié)合起來(lái)，遵循基本書(shū)寫規(guī)范，按照實(shí)際需求靈活組織設(shè)計(jì)測(cè)試用例。選擇合適的設(shè)計(jì)方法和策略使得設(shè)計(jì)出來(lái)的測(cè)試用例能夠達(dá)到這樣的要求：可以最大程度地滿足測(cè)試覆蓋要求可以最大程度地找出軟件隱藏的缺陷可以最高效率地找出軟件錯(cuò)誤測(cè)試用例既不過(guò)分復(fù)雜、也不能過(guò)分簡(jiǎn)單使軟件缺陷的表現(xiàn)可以清楚的判定測(cè)試用例包含期望的正確結(jié)果待查的輸出結(jié)果或文件必須盡量簡(jiǎn)單明了測(cè)試用例內(nèi)容清晰、格式一致、分類組織不包含重復(fù)的測(cè)試用例軟件測(cè)試是軟件研發(fā)過(guò)程的重要組成部分，是保證軟件質(zhì)量和可靠性的重要環(huán)節(jié)，軟件測(cè)試的成效直接關(guān)系到軟件系統(tǒng)的優(yōu)劣。因此一個(gè)軟件系統(tǒng)在發(fā)布上市前，都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試過(guò)程。當(dāng)然，由于軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性,軟件測(cè)試不可能找到系統(tǒng)中的所有錯(cuò)誤，也不能證明系統(tǒng)程序的正確性，只能最大程度的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中隱藏的錯(cuò)誤和缺陷。測(cè)試用例設(shè)計(jì)是軟件測(cè)試的核心，測(cè)試用例設(shè)計(jì)得當(dāng)，在某種程度上決定著軟件測(cè)試的成效。因此在軟件測(cè)試中，測(cè)試用例的設(shè)計(jì)是非常重要和關(guān)鍵的。當(dāng)然，對(duì)于一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)測(cè)試來(lái)說(shuō),如何設(shè)計(jì)正確、高效的測(cè)試用例是非常困難的，需要軟件測(cè)試人員具備較高的專業(yè)素質(zhì)和豐富的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】鄭人杰.實(shí)用軟件工程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002.張海藩.軟件工程[M].北京:人民郵電出版社.2007.陳松喬，任勝兵,王國(guó)軍.現(xiàn)代軟件工程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.