1、概要
软件测试的过程中，设计测试用例是必要的工作。如何快速，准确，高覆盖率的编写测试用例，是测试用例设计的关键。在测试用例的设计方法中，有等价类划分法，边界值法，正交表法等。在这些理论方法中，每种方法都有自己的优势，本文主要介绍基于正交表方法，进行测试用例的设计，并使用python 编写脚本进行实现，使测试用例的设计的过程变得清晰，简洁，自动化。
2、正交表法简介
2.1、什么是正交表法
将可能影响测试结果的各种因素放在表格的每一列，并列举出可能出现的情况，再将各种场景进行排列组合，组合出所有可能出现的测试场景。比如一家生产陶瓷的公司，他们不同类型的陶土在不同的煅烧温度和时间下，会产生不同釉面的瓷器，为了测试可以产生多少种不同的瓷器，那么他们设计的正交测试表如下：
从上表，我们可以进行全排列组合，做出测试用例，显然测试用例的条数是3×2×3＝18。
该公司的质量人员通过此表排列出测试用例，进行煅烧试验，即可得到不同场景下的测试结果。
2.2、正交表法优点
不同的测试用例设计方法有各自的优势，正交表法有以下优势。
1. 设计测试用例效率高。设计测试用例即是设计表格的过程。
2. 清晰简洁。从设计的表格中，即可一眼看出设计的逻辑。
3. 用例的评审变得容易。传统的测试用例评审是审核一条一条的测试用例，费时费力，而正交表法设计的表格，在评审时评审表格即可，如果有需要修改的地方，增减表格中的元素即可。
4. 节省人力资源。使测试人员从繁重的测试用例设计工作中解脱出来。
5. 测试用例覆盖率可调节。正交表法的测试用例覆盖度取决于设计者输入的因素多少，可以通过增加减少因素，达到增加和减少测试用例的目的。
6. 测试用例准确。人工编写的测试用例，容易出现错误，正交表的测试用例因为简洁明了，出错的机率大大降低。
2.3、正交表法的缺点
同样的，正交表方法也有它自己的缺点，主要缺点如下：
因素互斥。因素存在互斥的情况下，无法进行排列组合。比如上面的表格中，假如陶土类型A不能在1500摄氏度的条件下煅烧，那么“陶土类型A“和”1500摄氏度“就不能排列组合到一起。
流程终止。当排列组合中某个因素出现会导致测试过程终止时，此时排列组合无法进行。
手工排列组合困难。设计表格容易，但是把各种因素手工排列组合起来困难。
2.4、为什么选择正交表法
基于正交表以上优点和缺点，可以得出结论，对测试人力不足的软件测试项目，为了保证覆盖率和测试工作效率，我们可以选择正交表测试法，以节省测试用例设计，评审，修改的时间。对于正交表自身存在的天然缺点，我们可以通过编写python脚本的方式进行规避和解决。下面介绍该方法的python实现。
3、Python实现
Python实现正交表法设计测试用例，主要解决正交表存在的上述三个问题。即：无法自动化排列组合，因素互斥，流程终止的问题。我们用python编写了case_generate工具进行了实现。
3.1、实现自动化排列组合
实现思路。首先设计一个excel模板，将要测试的功能的各个因素列举，如下图所示。
之后编写Python脚本，从excel中读取每一列，然后利用Python的高级函数特性reduce函数，对每一列循环进行排列组合，得到最终的排列组合。最后再将这些排列组合输出到另外一个表格中。具体参照代码：case_generate.py。核心排列组合代码如下图：
3.2、解决元素互斥
实现思路：
对于不能排列到一起的组合，我们需要添加表格背景颜色，我们规定，相同颜色的表格的元素无法排列组合到一起。如下图所示：
上图是BaaS的重置密码功能的正交表，当重置密码的渠道是邮箱渠道时，将直接发送重置密码邮件到用户邮箱，此时管理员不需要进行重置密码的操作，因此“邮箱渠道“和”管理员重置密码“、”管理员驳回“这些操作是互斥的，因此他们的背景颜色都是黄色。
我们编写脚本，在读取每一列的元素值时，会读取他们的表格背景颜色属性，当最后排列组合时，让带有相同颜色的元素无法排列组合到一起。具体代码参照：case_generate.py。核心代码如下所示：
3.3、解决流程终止
一些因素可以引起流程终止，如“管理员驳回“，当管理员驳回时。重置密码验证的操作就不用进行了。因此排列组合到”管理员驳回“这一因素时，就结束了。我们通过下面的方法解决整个问题：
实现思路：
对于可以引起流程终止的因素，我们在因素文字后面增加“[!]“标记，python脚本取到[!]时，会进行特殊处理，将[!]以后的因素剔除。具体代码参照：case_generate.py。核心代码如下：
4、case_generate工具使用方法
基于上述python实现的case_generate 工具，包含了以下脚本case_generate.py，case_transform.py，setting.ini。下面介绍该工具的使用方法论。
4.1、使用流程图
4.2、使用步骤
·Python 环境安装依赖包：xlrd 1.2.0，openpyxl
· 对脚本工具的setting.ini的进行配置，如下图：
在工具路径 . \case_generate\mod 下，新建一个xxxxmod.xls文件，注意：文件一定为xls 后缀，且.xls前要加mod关键字。如下图：
打开xxxxmod.xls文件，sheet名称改为要测试的功能名称，注意：这里一定要改sheet名，否则生成的用例的功能名字会错误。如下图所示：
在xxxxmod.xls 中设计测试用例，列举影响测试结果的各种因素，分析互斥因素并标记颜色，分析流程终止因素并标记[!]，如下图所示：
运行脚本case_generate.py，在. \case_generate\result生成正交表的排列组合表，如下图所示：
打开生成的排列组合表，执行测试用例，添加期待结果，实际结果，用例执行结果，如下图所示：
运行case_transform.py，在路径. \case_generate\transform 下生成可交付的case表格，如下图所示：
至此，case_generate工具的使用流程就结束了。
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