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黑盒测试用例设计方法
February 12, 2009
黑盒测试用例设计方法
黑盒测试用例设计方法..........................................................................................................................1
FEBRUARY 12, 2009.............................................................................................................................1
黑盒测试用例设计方法...........................................................................................................................I
1. 概述......................................................................................................................................................1
2. 等价类划分法......................................................................................................................................2
2.1. 概念..............................................................................................................................................2
2.2. 等价类划分法的应用..................................................................................................................2
有效等价类:是指对于程序的规格说明来说是合理的,有意义的输入数据构成的集合.利用有效等
价类可检验程序是否实现了规格说明中所规定的功能和性能。..............................................................2
无效等价类:与有效等价类的定义恰巧相反。.....................................................................................2
设计测试用例时,要同时考虑这两种等价类.因为,软件不仅要能接收合理的数据,也要能经受意外
的考验.这样的测试才能确保软件具有更高的可靠性。.............................................................................2
在输入条件规定了取值范围或值的个数的情况下,则可以确立一个有效等价类和两个无效等价
类......................................................................................................................................................................2
例:输入值是学生成绩,范围是 0~100:.........................................................................................2
在输入条件规定了输入值的集合或者规定了“必须如何”的条件的情况下,可确立一个有效等价类
和一个无效等价类..........................................................................................................................................2
在输入条件是一个布尔量的情况下,可确定一个有效等价类和一个无效等价类. 布尔量是一个二
值枚举类型, 一个布尔量具有两种状态: TRUE 和 FALSE 。...................................................................2
在规定了输入数据的一组值(假定 N 个),并且程序要对每一个输入值分别处理的情况下,可确
立 N 个有效等价类和一个无效等价类..........................................................................................................2
例:输入条件说明输入字符为:中文、英文、阿拉伯文三种之一,则分别取这三种这三个值作
为三个有效等价类,另外把三种字符之外的任何字符作为无效等价类。..............................................2
在规定了输入数据必须遵守的规则的情况下,可确立一个有效等价类(符合规则)和若干个无
效等价类(从不同角度违反规则)..............................................................................................................2
在确知已划分的等价类中各元素在程序处理中的方式不同的情况下,则应再将该等价类进一步
的划分为更小的等价类..................................................................................................................................2
按照[输入条件][有效等价类][无效等价类] 建立等价类表,列出所有划分出的等价类....................3
为每一个等价类规定一个唯一的编号..................................................................................................3
设计一个新的测试用例,使其尽可能多地覆盖尚未被覆盖地有效等价类,重复这一步.直到所有的
有效等价类都被覆盖为止..............................................................................................................................3
设计一个新的测试用例,使其仅覆盖一个尚未被覆盖的无效等价类,重复这一步.直到所有的无效
等价类都被覆盖为止......................................................................................................................................3
2.3. 等价类划分实例..........................................................................................................................3
.................................................................................................................................................................3
i
3. 边界值分析法......................................................................................................................................9
3.1. 概念..............................................................................................................................................9
.................................................................................................................................................................9
边界值分析法就是对输入或输出的边界值进行测试的一种黑盒测试方法。通常边界值分析法是
作为对等价类划分法的补充,这种情况下,其测试用例来自等价类的边界。 .....................................9
3.2. 边界值分析法的应用..................................................................................................................9
.................................................................................................................................................................9
根据大量的测试统计数据,很多错误是发生在输入或输出范围的边界上,而不是发生在输入/
输出范围的中间区域。因此针对各种边界情况设计测试用例,可以查出更多的错误。......................9
使用边界值分析方法设计测试用例,首先应确定边界情况。通常输入和输出等价类的边界,就
是应着重测试的边界情况。应当选取正好等于,刚刚大于或刚刚小于边界的值作为测试数据,而不
是选取等价类中的典型值或任意值作为测试数据。..................................................................................9
1. 边界值分析法与等价类分析法的区别:..........................................................................................9
1) 边界值分析不是从某等价类中随便挑一个作为代表,而是使这个等价类的每个边界都要作为
测试条件。......................................................................................................................................................9
2) 边界值分析不仅考虑输入条件,还要考虑输出空间产生的测试情况。......................................9
例:测试计算平方根的函数..................................................................................................................9
--输入:实数...........................................................................................................................................9
--输出:实数...........................................................................................................................................9
--需求说明:当输入一个 0 或比 0 大的数的时候,返回其正平方根;当输入一个小于 0 的数时,
显示错误信息"平方根非法-输入值小于 0"并返回 0;库函数 PRINT-LINE 可以用来输出错误信息。
..........................................................................................................................................................................9
A. 等价类划分: I.可以考虑作出如下划分: A、输入 (I)<0 和 (II)>=0 B、输出
(A)>=0 和 (B) ERROR II.测试用例有两个: A、输入 4,输出 2。对应于 (II) 和 (A) 。
B、输入-10,输出 0 和错误提示。对应于 (I) 和 (B) 。.............................................................................9
B. 边界值分析:.....................................................................................................................................9
划分(II)的边界为 0 和最大正实数;划分(I)的边界为最小负实数和 0。由此得到以下测试用例:
A、输入 {最小负实数} B、输入 {绝对值很小的负数} C、输入 0 D、输入 {绝对值很小的正
数} E、输入 {最大正实数}.........................................................................................................................9
2. 通常情况下,软件测试所包含的边界检验有几种类型:数字、字符、位置、重量、大小、速
度、方位、尺寸、空间等。..........................................................................................................................9
3. 相应地,以上类型的边界值应该在:最大/最小、首位/末位、上/下、最快/最慢、最高/最低、
最短/最长、 空/满等情况下。利用边界值作为测试数据........................................................................9
4. 内部边界值分析: 在多数情况下,边界值条件是基于应用程序的功能设计而需要考虑的
因素,可以从软件的规格说明或常识中得到,也是最终用户可以很容易发现问题的。然而,在测试
用例设计过程中,某些边界值条件是不需要呈现给用户的,或者说用户是很难注意到的,但同时确
实属于检验范畴内的边界条件,称为内部边界值条件或子边界值条件。 内部边界值条件主要有
下面几种:....................................................................................................................................................10
ii
1) 数值的边界值检验:计算机是基于二进制进行工作的,因此,软件的任何数值运算都有一定
的范围限制。................................................................................................................................................10
2) 字符的边界值检验:在计算机软件中,字符也是很重要的表示元素,其中 ASCII 和
UNICODE 是常见的编码方式。如下列出了一些常用字符对应的 ASCII 码值。................................11
3) 其它边界值检验:在不同的行业应用领域,依据硬件和软件的标准不同而具有各自特定的
边界值。如下列出部分手机相关的边界值:............................................................................................11
1) 如果输入条件规定了值的范围,则应取刚达到这个范围的边界的值,以及刚刚超越这个范围边
界的值作为测试输入数据。........................................................................................................................11
例如,如果程序的规格说明中规定:"重量在 10 公斤至 50 公斤范围内的邮件,其邮费计算公
式为……"。作为测试用例,我们应取 10 及 50,还应取 10.01,49.99,9.99 及 50.01 等。....................11
2) 如果输入条件规定了值的个数,则用最大个数,最小个数,比最小个数少一,比最大个数多一的数
作为测试数据。............................................................................................................................................11
例如,一个输入文件应包括 1~255 个记录,则测试用例可取 1 和 255,还应取 0 及 256 等。...12
3) 将规则 1)和 2)应用于输出条件,即设计测试用例使输出值达到边界值及其左右的值。. .12
例如,某程序的规格说明要求计算出"每月保险金扣除额为 0 至 1165.25 元",其测试用例可取
0.00 及 1165.24、还可取一 0.01 及 1165.26 等。.....................................................................................12
再如一程序属于情报检索系统,要求每次"最少显示 1 条、最多显示 4 条情报摘要",这时我们
应考虑的测试用例包括 1 和 4,还应包括 0 和 5 等。...............................................................................12
4) 如果程序的规格说明给出的输入域或输出域是有序集合,则应选取集合的第一个元素和最后
一个元素作为测试用例。............................................................................................................................12
5) 如果程序中使用了一个内部数据结构,则应当选择这个内部数据结构的边界上的值作为测试
用例。............................................................................................................................................................12
6) 分析规格说明,找出其它可能的边界条件。...................................................................................12
3.3. 实例............................................................................................................................................12
...............................................................................................................................................................12
1) 标题:这一组只有一个记录,其内容为输出成绩报告的名字。................................................12
2) 试卷各题标准答案记录:每个记录均在第 80 个字符处标以数字"2"。该组的第一个记录的第
1 至第 3 个字符为题目编号(取值为 1 一 999)。第 10 至第 59 个字符给出第 1 至第 50 题的答案
(每个合法字符表示一个答案)。该组的第 2,第 3……个记录相应为第 51 至第 100,第 101 至第
150,…题的答案。......................................................................................................................................12
3) 每个学生的答卷描述:该组中每个记录的第 80 个字符均为数字"3"。每个学生的答卷在若干
个记录中给出。如甲的首记录第 1 至第 9 字符给出学生姓名及学号,第 10 至第 59 字符列出的是甲
所做的第 1 至第 50 题的答案。若试题数超过 50,则第 2,第 3……纪录分别给出他的第 51 至第
100,第 101 至第 150……题的解答。然后是学生乙的答卷记录。........................................................13
4) 学生人数不超过 200,试题数不超过 999。..................................................................................13
5) 程序的输出有 4 个报告: A)按学号排列的成绩单,列出每个学生的成绩、名次。 B)按
学生成绩排序的成绩单。 C)平均分数及标准偏差的报告。 D)试题分析报告。按试题号排序,
列出各题学生答对的百分比。....................................................................................................................13
iii
解答:分别考虑输入条件和输出条件,以及边界条件。给出下表所示的输入条件及相应的测试
用例。............................................................................................................................................................13
..............................................................................................................................................................16
4. 错误推断法........................................................................................................................................17
4.1. 概念............................................................................................................................................17
...............................................................................................................................................................17
基于经验和直觉推测程序中所有可能存在的各种错误, 从而有针对性的设计测试用例的方法。
........................................................................................................................................................................17
4.2. 错误推断法的应用....................................................................................................................17
...............................................................................................................................................................17
基本思想:列举出程序中所有可能有的错误和容易发生错误的特殊情况,根据他们选择测试用
例。................................................................................................................................................................17
1) 程序是否把空格作为回答................................................................................................................17
2) 在回答记录中混有标准答案记录....................................................................................................17
3) 除了标题记录外,还有一些的记录最后一个字符即不是 2 也不是 3.........................................17
4) 有两个学生的学号相同....................................................................................................................17
5) 试题数是负数....................................................................................................................................17
1) 输入的线性表为空表;....................................................................................................................17
2) 表中只含有一个元素;....................................................................................................................17
3) 输入表中所有元素已排好序;........................................................................................................17
4) 输入表已按逆序排好;....................................................................................................................17
5) 输入表中部分或全部元素相同。....................................................................................................17
1) 无 SIM 卡插入时进行呼出(非紧急呼叫)..................................................................................17
2) 插入已欠费 SIM 卡进行呼出...........................................................................................................17
3) 射频器件损坏或无信号区域插入有效 SIM 卡呼出.......................................................................17
4) 网络正常,插入有效 SIM 卡,呼出无效号码(如 1、888、333333、不输入任何号码等)..17
5) 网络正常,插入有效 SIM 卡,使用“快速拨号”功能呼出设置无效号码的数字........................17
5. 因果图法............................................................................................................................................18
5.1. 概念............................................................................................................................................18
...............................................................................................................................................................18
因果图法是一种利用图解法分析输入的各种组合情况,从而设计测试用例的方法,它适合于检
查程序输入条件的各种组合情况。............................................................................................................18
5.2. 因果图法的应用........................................................................................................................18
...............................................................................................................................................................18
1) 4 种符号分别表示了规格说明中向 4 种因果关系。.....................................................................18
iv
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