等价类
1.定义
是把所有可能的输入数据,即程序的输入域划分成若干部分(子集),然后从每一个子集中选取少数具有代表性的数据作为测试用例。该方法是一种重要的,常用的黑盒测试用例设计方法。
2.划分等价类:
等价类是指某个输入域的子集合。在该子集合中,各个输入数据对于揭露程序中的错误都是等效的,并合理地假定:测试某等价类的代表值就等于对这一类其它值的测试,因此,可以把全部输入数据合理划分为若干等价类,在每一个等价类中取一个数据作为测试的输入条件就可以用少量代表性的测试数据取得较好的测试结果。等价类划分可有两种不同的情况:有效等价类和无效等价类。
1)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。无效等价类指对程序的规格说明是不合理的或无意义的输入数据所构成的集合。对于具体的问题,无效等价类至少应有一个,也可能有多个。
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。
3.划分等价类的标准:
1)完备测试、避免冗余;
2)划分等价类重要的是:集合的划分,划分为互不相交的一组子集,而子集的并是整个集合;
3)并是整个集合:完备性;
4)子集互不相交:保证一种形式的无冗余性;
5)同一类中标识(选择)一个测试用例,同一等价类中,往往处理相同,相同处理映射到"相同的执行路径"。
4.划分等价类的方法
1)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。如: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;
3)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。
4)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。
例:输入条件说明学历可为:专科、本科、硕士、博士四种之一,则分别取这四种这四个值作为四个有效等价类,另外把四种学历之外的任何学历作为无效等价类。
5)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);
6)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。
5.设计测试用例
在确立了等价类后,可建立等价类表,列出所有划分出的等价类输入条件:有效等价类、无效等价类,然后从划分出的等价类中按以下三个原则设计测试用例:
1)为每一个等价类规定一个唯一的编号;
2)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。
二.实战演习
1.某程序规定:"输入三个整数a、b、c分别作为三边的边长构成三角形。通过程序判定所构成的三角形的类型,当此三角形为一般三角形、等腰三角形及等边三角形时,分别作计算… "。用等价类划分方法为该程序进行测试用例设计。(三角形问题的复杂之处在于输入与输出之间的关系比较复杂。)
分析题目中给出和隐含的对输入条件的要求:
(1)整数 (2)三个数 (3)非零数 (4)正数
(5)两边之和大于第三边 (6)等腰 (7)等边
如果a、b、c满足条件(1)~(4),则输出下列四种情况之一:
1)如果不满足条件(5),则程序输出为"非三角形"。
2)如果三条边相等即满足条件(7),则程序输出为"等边三角形"。
3)如果只有两条边相等、即满足条件(6),则程序输出为"等腰三角形"。
4)如果三条边都不相等,则程序输出为"一般三角形"。
列出等价类表并编号
覆盖有效等价类的测试用例:
a b c覆盖等价类号码
3 4 5(1)--(7)
4 4 5(1)--(7),(8)
4 5 5(1)--(7),(9)
5 4 5(1)--(7),(10)
4 4 4(1)--(7),(11)
覆盖无效等价类的测试用例:
划分等价类并编号,下表等价类划分的结果
边界值
边界值分析法,有较好的测试回报率。该法较简单,仅是用于考察正处于等价划分边界或在边界附近的状态。因此,只需明确边界条件这一定义即可。边界条件,是指输入和输出等价类中那些恰好处于边界、或超过边界、或在边界以下的状态。
1.定义: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。
2.因果图法产生的背景:
等价类划分法和边界值分析方法都是着重考虑输入条件,但没有考虑输入条件的各种组合、输入条件之间的相互制约关系。这样虽然各种输入条件可能出错的情况已经测试到了,但多个输入条件组合起来可能出错的情况却被忽视了。
如果在测试时必须考虑输入条件的各种组合,则可能的组合数目将是天文数字,因此必须考虑采用一种适合于描述多种条件的组合、相应产生多个动作的形式来进行测试用例的设计,这就需要利用因果图(逻辑模型)。
3.因果图介绍
1) 4种符号分别表示了规格说明中向4种因果关系。
2) 因果图中使用了简单的逻辑符号,以直线联接左右结点。左结点表示输入状态(或称原因),右结点表示输出状态(或称结果)。
3) Ci表示原因,通常置于图的左部;ei表示结果,通常在图的右部。Ci和ei均可取值0或1,0表示某状态不出现,1表示某状态出现。
4.因果图概念
1) 关系
①恒等:若ci是1,则ei也是1;否则ei为0。
②非:若ci是1,则ei是0;否则ei是1。
③或:若c1或c2或c3是1,则ei是1;否则ei为0。“或”可有任意个输入。
④与:若c1和c2都是1,则ei为1;否则ei为0。“与”也可有任意个输入。
2) 约束
输入状态相互之间还可能存在某些依赖关系,称为约束。例如,某些输入条件本身不可能同时出现。输出状态之间也往往存在约束。在因果图中,用特定的符号标明这些约束。
A.输入条件的约束有以下4类:
①E约束(异):a和b中至多有一个可能为1,即a和b不能同时为1。
②I约束(或):a、b和c中至少有一个必须是1,即a、b和c不能同时为0。
③O约束(唯一);a和b必须有一个,且仅有1个为1。
④R约束(要求):a是1时,b必须是1,即不可能a是1时b是0。
B.输出条件约束类型
输出条件的约束只有M约束(强制):若结果a是1,则结果b强制为0。
5. 采用因果图法设计测试用例的步骤:
1)分析软件规格说明描述中,那些是原因(即输入条件或输入条件的等价类),那些是结果(即输出条件),并给每个原因和结果赋予一个标识符。
2)分析软件规格说明描述中的语义,找出原因与结果之间,原因与原因之间对应的关系,根据这些关系,画出因果图。
3)由于语法或环境限制,有些原因与原因之间,原因与结果之间的组合情况不可能出现,为表明这些特殊情况,在因果图上用一些记号表明约束或限制条件。
4)把因果图转换为判定表。
5)把判定表的每一列拿出来作为依据,设计测试用例。
二. 实战演习
1. 某软件规格说明书包含这样的要求:第一列字符必须是A或B,第二列字符必须是一个数字,在此情况下进行文件的修改,但如果第一列字符不正确,则给出信息L;如果第二列字符不是数字,则给出信息M。
解答:
1) 根据题意,原因和结果如下: