正交法設(shè)計(jì)測(cè)試用例

正交法設(shè)計(jì)測(cè)試用例第1頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、正交表的由來(lái)

拉丁方名稱的由來(lái)古希臘是一個(gè)多民族的國(guó)家，國(guó)王在檢閱臣民時(shí)要求每個(gè)方隊(duì)中每行有一個(gè)民族代表，每列也要有一個(gè)民族的代表。數(shù)學(xué)家在設(shè)計(jì)方陣時(shí)，以每一個(gè)拉丁字母表示一個(gè)民族，所以設(shè)計(jì)的方陣稱為拉丁方。第2頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月什么是n階拉丁方？用n個(gè)不同的拉丁字母排成一個(gè)n階方陣（n<26），如果每行的n個(gè)字母均不相同，每列的n個(gè)字母均不相同，則稱這種方陣為n*n拉丁方或n階拉丁方。每個(gè)字母在任一行、任一列中只出現(xiàn)一次。什么是正交拉丁方？設(shè)有兩個(gè)n階的拉丁方，如果將它們疊合在一起，恰好出現(xiàn)n2個(gè)不同的有序數(shù)對(duì)，則稱為這兩個(gè)拉丁方為互相正交的拉丁方，簡(jiǎn)稱正交拉丁方。第3頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如：3階拉丁方

用數(shù)字替代拉丁字母：

第4頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、正交實(shí)驗(yàn)法正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)(Orthogonalexperimentaldesign)是研究多因素多水平的一種設(shè)計(jì)方法它是根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)這些有代表性的點(diǎn)具備了“均勻分散，齊整可比”的特點(diǎn)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是分式析因設(shè)計(jì)的主要方法。是一種高效率、快速、經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法第5頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月日本著名的統(tǒng)計(jì)學(xué)家田口玄一將正交試驗(yàn)選擇的水平組合列成表格，稱為正交表。例如作一個(gè)三因素三水平的實(shí)驗(yàn)，按全面實(shí)驗(yàn)要求，須進(jìn)行33=27種組合的實(shí)驗(yàn)，且尚未考慮每一組合的重復(fù)數(shù)。若按L9(33)正交表按排實(shí)驗(yàn)，只需作9次按L18(37)正交表進(jìn)行18次實(shí)驗(yàn)顯然大大減少了工作量。因而正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在很多領(lǐng)域的研究中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。第6頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月L9(33)示意圖第7頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月利用因果圖來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí),作為輸入條件的原因與輸出結(jié)果之間的因果關(guān)系,有時(shí)很難從軟件需求規(guī)格說(shuō)明中得到。往往因果關(guān)系非常龐大,以至于據(jù)此因果圖而得到的測(cè)試用例數(shù)目多的驚人，給軟件測(cè)試帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，為了有效地,合理地減少測(cè)試的工時(shí)與費(fèi)用,可利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行測(cè)試用例的設(shè)計(jì)。第8頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法:依據(jù)Galois理論,從大量的（實(shí)驗(yàn)）數(shù)據(jù)（測(cè)試?yán)┲刑暨x適量的、有代表性的點(diǎn)（例），從而合理地安排實(shí)驗(yàn)（測(cè)試）的一種科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。類似的方法有:聚類分析方法、因子方法方法等第9頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)試用例的步驟提取功能說(shuō)明,構(gòu)造因子--狀態(tài)表把影響實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的條件稱為因子，而影響實(shí)驗(yàn)因子的條件叫因子的狀態(tài)。利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，首先要根據(jù)被測(cè)試軟件的規(guī)格說(shuō)明書(shū)找出影響其功能實(shí)現(xiàn)的操作對(duì)象和外部因素，把他們當(dāng)作因子；而把各個(gè)因子的取值當(dāng)作狀態(tài)。對(duì)軟件需求規(guī)格說(shuō)明中的功能要求進(jìn)行劃分，把整體的、概要性的功能要求進(jìn)行層層分解與展開(kāi)，分解成具體的有相對(duì)獨(dú)立性的、基本的功能要求。這樣就可以把被測(cè)試軟件中所有的因子都確定下來(lái)，并為確定每個(gè)因子的權(quán)值提供參考的依據(jù)。確定因子與狀態(tài)是設(shè)計(jì)測(cè)試用例的關(guān)鍵。因此要求盡可能全面的、正確的確定取值，以確保測(cè)試用例的設(shè)計(jì)作到完整與有效。第10頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）加權(quán)篩選,生成因素分析表對(duì)因子與狀態(tài)的選擇可按其重要程度分別加權(quán)。可根據(jù)各個(gè)因子及狀態(tài)的作用大小、出現(xiàn)頻率的大小以及測(cè)試的需要，確定權(quán)值的大小。（3）利用正交表構(gòu)造測(cè)試數(shù)據(jù)集利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)測(cè)試用例，比使用等價(jià)類劃分、邊界值分析、因果圖等方法有以下優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省測(cè)試工作工時(shí)；可控制生成的測(cè)試用例數(shù)量；測(cè)試用例具有一定的覆蓋率。在使用正交實(shí)驗(yàn)法時(shí)，要考慮到被測(cè)系統(tǒng)中要準(zhǔn)備測(cè)試的功能點(diǎn)，而這些功能點(diǎn)就是要獲取的因子或因素，但每個(gè)功能點(diǎn)要輸入的數(shù)據(jù)按等價(jià)類劃分有多個(gè)，也就是每個(gè)因素的輸入條件，即狀態(tài)或水平值。第11頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、正交表的構(gòu)成行數(shù)(Runs)：正交表中的行的個(gè)數(shù)，即試驗(yàn)的次數(shù)，也是我們通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)的測(cè)試用例的個(gè)數(shù)。因素?cái)?shù)(Factors)：正交表中列的個(gè)數(shù)，即我們要測(cè)試的功能點(diǎn)。水平數(shù)(Levels)：任何單個(gè)因素能夠取得的值的最大個(gè)數(shù)。正交表中的包含的值為從0到數(shù)“水平數(shù)-1”或從1到“水平數(shù)”。即要測(cè)試功能點(diǎn)的輸入條件。第12頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正交表的形式L行數(shù)(水平數(shù)因素?cái)?shù))如：L8(27)第13頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、正交表的正交性整齊可比性在同一張正交表中，每個(gè)因素的每個(gè)水平出現(xiàn)的次數(shù)是完全相同的。由于在試驗(yàn)中每個(gè)因素的每個(gè)水平與其它因素的每個(gè)水平參與試驗(yàn)的機(jī)率是完全相同的，這就保證在各個(gè)水平中最大程度的排除了其它因素水平的干擾。因而，能最有效地進(jìn)行比較和作出展望，容易找到好的試驗(yàn)條件。均衡分散性在同一張正交表中，任意兩列（兩個(gè)因素）的水平搭配（橫向形成的數(shù)字對(duì)）是完全相同的。這樣就保證了試驗(yàn)條件均衡地分散在因素水平的完全組合之中，，因而具有很強(qiáng)的代表性，容易得到好的試驗(yàn)條件。第14頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月查閱正交表：L9(34)試驗(yàn)號(hào)\列號(hào)1234111112122231333421235223162312731328321393321第15頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算理論行數(shù)為mn型的正交表中試驗(yàn)次數(shù)（行數(shù)）＝∑（每列水平數(shù)－1）＋1例：5個(gè)3水平因子及一個(gè)2水平因子，表示為35*21，試驗(yàn)次數(shù)＝5*(3-1)+1*(2-1)+1＝12，即L12（35*2）第16頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用正交表設(shè)計(jì)測(cè)試用例第17頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、步驟(1)有哪些因素（變量）(2)每個(gè)因素有哪幾個(gè)水平（變量的取值）(3)選擇一個(gè)合適的正交表(4)把變量的值映射到表中(5)把每一行的各因素水平的組合做為一個(gè)測(cè)試用例(6)加上你認(rèn)為可疑且沒(méi)有在表中出現(xiàn)的組合第18頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、如何選擇正交表考慮因素（變量）的個(gè)數(shù)考慮因素水平（變量的取值）的個(gè)數(shù)考慮正交表的行數(shù)取行數(shù)最少的一個(gè)第19頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)的三種情況（1）因素?cái)?shù)（變量）、水平數(shù)（變量值）相符（2）因素?cái)?shù)不相同（3）水平數(shù)不相同第20頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1：因素?cái)?shù)與水平數(shù)剛好符合正交表

個(gè)人信息查詢系統(tǒng)中的一個(gè)窗口要測(cè)試的控件有3個(gè)，也就是要考慮的因素有三個(gè)；姓名身份證號(hào)碼手機(jī)號(hào)碼每個(gè)因素里的狀態(tài)有兩個(gè)：填與不填。第21頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表中的因素?cái)?shù)>=3；表中至少有3個(gè)因素?cái)?shù)的水平數(shù)>=2行數(shù)取最少的一個(gè)。從正交表公式中開(kāi)始查找，結(jié)果為：

L4(23)

第22頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第23頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)試用例如下：1：填寫(xiě)姓名、填寫(xiě)身份證號(hào)、填寫(xiě)手機(jī)號(hào)2：填寫(xiě)姓名、不填身份證號(hào)、不填手機(jī)號(hào)3：不填姓名、填寫(xiě)身份證號(hào)、不填手機(jī)號(hào)4：不填姓名、不填身份證號(hào)、填寫(xiě)手機(jī)號(hào)增補(bǔ)測(cè)試用例5：不填姓名、不填身份證號(hào)、不填手機(jī)號(hào)測(cè)試用例可以看出：如果按每個(gè)因素兩個(gè)水平數(shù)來(lái)考慮的話，需要8個(gè)測(cè)試用例，而通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行的測(cè)試用例只有5個(gè)，大大減少了測(cè)試用例數(shù)。用最小的測(cè)試用例集合去獲取最大的測(cè)試覆蓋率。第24頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如果因素?cái)?shù)不同的話可以采用包含的方法，在正交表公式中找到包含該情況的公式，如果有N個(gè)符合條件的公式，那么選取行數(shù)最少的公式。第25頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水平數(shù)不相同

采用包含和組合的方法選取合適的正交表公式。

第26頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2：ppt打印的需求假設(shè)功能描述如下：打印范圍：全部、當(dāng)前幻燈片、給定范圍共三種情況打印內(nèi)容：幻燈片、講義、備注頁(yè)、大綱視圖共四種方式打印顏色/灰度:顏色、灰度、黑白共三種設(shè)置打印效果：幻燈片加框和幻燈片不加框兩種方式第27頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月因素狀態(tài)表狀態(tài)/因素A打印范圍B打印內(nèi)容C打印顏色/灰度D打印效果0全部幻燈片顏色幻燈片加框1當(dāng)前幻燈片講義灰度幻燈片不加框2給定范圍備注頁(yè)黑白

3

大綱視圖

第28頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月因素狀態(tài)表：狀態(tài)/因素ABCD0A1B1C1D11A2B2C2D22A3B3C3

3

B4

第29頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月被測(cè)項(xiàng)目中一共有四個(gè)被測(cè)對(duì)象，每個(gè)被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)都不一樣。選擇正交表：1、表中的因素?cái)?shù)>=42、表中至少有4個(gè)因素的水平數(shù)>=23、行數(shù)取最少的一個(gè)4、最后選中正交表公式：L16(45)第30頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月123451000002011113022224033335101236110327123018132109202311021320112201312231021330312143120315321301633021第31頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月123451A1B1C1D102A1B2C2D213A1B3C3224A1B43335A2B1C2236A2B2C1327A2B33D118A2B4C3D209A3B1C33110A3B232011A3B3C1D2312A3B4C2D12133B13D22143B2C3D13153B3C230163B4C121第32頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月123451A1B1C1D102A1B2C2D213A1B3C3D124A1B4C1D235A2B1C2D136A2B2C1D227A2B3C2D118A2B4C3D209A3B1C3D2110A3B2C3D1011A3B3C1D2312A3B4C2D1213A1B1C1D2214A2B2C3D1315A3B3C2D2016A1B4C1D11第33頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五列去掉沒(méi)有意義。通過(guò)分析，由于四個(gè)因素里有三個(gè)的水平值小于3，所以從第13行到16行的測(cè)試用例可以忽略。第34頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)試用例1測(cè)試用例編號(hào)PPT—ST—FUNCTION—PRINT—001測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試powerpoint打印功能測(cè)試標(biāo)題打印PowerPoint文件A全部的幻燈片，有顏色，加框重要級(jí)別高預(yù)置條件PowerPoint文件A已被打開(kāi)，電腦主機(jī)已連接有效打印機(jī)輸入文件A：D:\系統(tǒng)測(cè)試.ppt操作步驟1、打開(kāi)打印界面；2、打印范圍選擇“全部”；3、打印內(nèi)容選擇“幻燈片”；4、顏色/灰度選擇“顏色”；5、在“幻燈片加框”前打勾；6、點(diǎn)擊“確定”。

預(yù)期輸出打印出全部幻燈片，有顏色且已加框。第35頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)試用例2測(cè)試用例編號(hào)PPT—ST—FUNCTION—PRINT—002測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試powerpoint打印功能測(cè)試標(biāo)題打印PowerPoint文件A全部的幻燈片為講義，灰度，不加框重要級(jí)別中預(yù)置條件PowerPoint文件A已被打開(kāi)，電腦主機(jī)已連接有效打印機(jī)輸入文件A：D:\系統(tǒng)測(cè)試.ppt操作步驟1、打開(kāi)打印界面；2、打印范圍選擇“全部”；3、打印內(nèi)容選擇“講義”；4、顏色/灰度選擇“灰度”；5、點(diǎn)擊“確定”。

預(yù)期輸出打印出全部幻燈片為講義，灰度且不加框。3、第36頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)試用例3測(cè)試用例編號(hào)PPT—ST—FUNCTION—PRINT—003測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試powerpoint打印功能測(cè)試標(biāo)題打印PowerPoint文件A全部的備注頁(yè)，黑白，加框重要級(jí)別中預(yù)置條件PowerPoint文件A已被打開(kāi)，電腦主機(jī)已連接有效打印機(jī)輸入文件A：D:\系統(tǒng)測(cè)試.ppt操作步驟1、打開(kāi)打印界面；2、打印范圍選擇“全部”；3、打印內(nèi)容選擇“備注頁(yè)”；4、顏色/灰度選擇“黑白”；5、在“幻燈片加框”前打勾；6、點(diǎn)擊“確定”。

預(yù)期輸出打印出全部備注頁(yè)，黑白且已加框。第37頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例子3這是---的混合水平的測(cè)試用例最少試驗(yàn)次數(shù)為7.查找正交表，沒(méi)有合適的正交表可利用，需要構(gòu)造正交表。第38頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月次數(shù)\列號(hào)12345671111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112