从用例到测试用例的追踪

本文阐述了一种从用例产生功能测试用例的正式方法，包括如何创建一个用例，产生所有场景，并且创建合理的测试用例，以及使用IBMRationalRequisitePro进行从用例到场景和测试用例的追踪。

+g6[/vbw$Di4k%N%p
]0需求类型概览

一个需求被定义成 "系统必须遵从的条件或能力"。51Testing软件测试网cr+q,s?

4U8s0K1{%U,fn}Q0iV0它可以是：

• 一个顾客或用户所需要的，用以解决一个问题或达成一个目标的能力
• 一个必须被一个系统所满足和拥有的，用以满足一个合同、标准、规格、规则或其它正式强制文档的能力
• 一个被涉众所强加的限制

%g*} pNi9p ii[T051Testing软件测试网Tl L x5B4u2j0\

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K9y0图1显示了带有不同需求级次的需求金字塔

Jq6C Zg ]n0图1. 需求金字塔51Testing软件测试网4A1x o!p.O
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51Testing软件测试网
pO/Nl_q zg

9Ox:P4l'FTQ0

t1J)G,H0[ZW3PN0最高层的是涉众需求。通常，一个项目包含五到十五个这样的高层需求。较低层次的是特性，用例和补充规约。不同层次的需求有不同的细节。越低的层次需要越多的细节。例如，一个需求可以是："数据必须是持久的"。特性可以将此需求精化为："系统应当使用一个关系数据库"。在补充规约层次，需求会更加详细："系统应当使用ORACLE9i数据库"。层次越低，需要越详细的需求。

F^td#JTY6x7X)l:g`0需求之间的追踪关系51Testing软件测试网m
vRE N3n~![

cz a0XB6in+f[&j(f0追踪是这样一种技术，在系统中它能为不同层次的需求之间提供关联。这个技术帮助你确定任何需求的起源。图 2 阐述了从高层次到低层次需求是如何被追踪的。每一个需求通常映射到几个特性，然后这几个特性映射到用例和补充需求。51Testing软件测试网N)C|B5~3w6Ty
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6] BA&a$NJNY0图2. 追踪需求金字塔
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51Testing软件测试网0N'Me @;V+M1ye Y1}

.o:D@Zgp[0用例描述了功能性的需求，补充规约描述了非功能性的项目。另外，每个用例映射到许多场景。映射用例到场景，是一对多的关系。 场景映射到测试用例也是多对一的关系。另一方面，在需要与特性之间，是多对多的映射。

0L$iZy/Am0追踪起到了几个重要的作用：51Testing软件测试网f3oXJ[9f9~;q

• 验证一个实现是否完成了所有的需求：用户要求的每一件事情都被实现了
• 验证应用程序只做了所要求的事情：不会去实现用户从未要求的事情
• 有助于变更管理：当一些需求变更后，我们想知道哪些测试用例应当被重新执行以测试这个变化

一个追踪项是一个项目元素，其需要从另一个元素进行追踪。按照IBM Rational RequisitePro，它是一个需求类型的实例所表示的任何事情。在RequisitePro中一些需求类型的例子是涉众需求，特性，用例，参与者，和术语条款。51Testing软件测试网z\n-A+Fh{6Al+}

在RequisitePro中，有一种按照特定视图展示追踪性的便利方法。图3 显示了将特性映射到用例的一个例子。51Testing软件测试网WDYbau&P8~)j

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IsGbC0图3. 在RequisitePro中的追踪关系
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d$z4Z6h @_7R051Testing软件测试网*d5C"bE9K|X"d9?

9F7`B Bs"v0这里有一些问题，这些箭头应指向哪里：是从更低的层次到更高的层次，还是从更高的层次到更低的层次。甚至在RequisitePro中的两个例子使用了两个不同的方法。答案是没有关系，只要你在项目中始终如一地使用它们就可以了。51Testing软件测试网5tor!F U.DE3Z

4MtBz$LCsy9id0参与者和用例

参与者是与系统交互的某人或某事。用例是根据操作顺序的一个系统描述。它为参与者产生了一个看的见的结果或数据值。以下是用例的一些特征：51Testing软件测试网^|0WCx j_;O

• 被参与者初始化
• 模拟参与者和系统之间的交互
• 描述操作的序列
• 获取功能需求
• 为参与者提供数据值
• 表示完整的和有意义的事件流

@G2k#cl/M2_8QSk0K0用例的目的是促使开发者、顾客和用户之间对系统应做些什么达成一致。用例在开发者和顾客之间达成了某种契约。它同时也是用例实现的基础，它在程序设计中起到了非常重要的作用。另外，你可以从用例中产生序列图，协作图和类图。此外，你可以从用例产生用户文档。用例可能还在计划迭代的技术内容方面有帮助，并且使系统开发者更好地了解系统的意图。最后，你可以使用它们作为测试例程的输入。

6T:[)n+d5b0用例图显示了参与者和用例之间的关系。在本文我们使用一个在线书店作为项目的一个例子。图4 展示了这个项目的用例图。

r$G&a6p%s-CU0图4. 用例图
Fa-{:sV$Pl!@b0

/Bn%t5n j8hGzG0
,N1t%UeNO[t&g0

用例的通用格式是：

1. 简要描述
2. 事件流
   • 基本流程
   • 可选流程 1
   • 可选流程 2
3. 特殊需求
4. 前提条件
5. 后置条件
6. 扩展点
7. 环境图
8. 活动图

~KGL.p4d0基本流程包括最通常的一系列行为，此步骤发生在每件事正确运转的时候。可选流程表现了流程的变更，包括不很普遍的情况和错误条件。环境图是用例图的一部分，向参与者和其它用例显示了特殊用例之间的关联。活动图是一个解释用例的流程图。环境图和活动图不是必须的，但是可以帮助你可视化用例和它在项目中的位置。

Lj_0X-YTp0在我们的在线书店项目中，用例的基本流程的安置顺序也许像这样：51Testing软件测试网'M,Vk9[5V
|

1. B1 用户在浏览器输入网站的地址。51Testing软件测试网:]2c4~+h0i;q:H

   系统显示登陆界面。51Testing软件测试网a(W!O(_!a${'R

2. B2 用户输入电子邮件地址和密码。

   Uvc q/O8W Id@0系统确认正确的登陆，显示主页，并且提示输入搜索字符串

   uCz9sO @
   _g0
3. B3 用户输入搜索字符串—书名的一部分。

   S-b?Om P7wP&N9Z0系统返回与搜索标准匹配的全部书籍。

   LB"w$P8]oc5\0
4. B4 用户选择一本书。51Testing软件测试网!Mmz+c2W&{

   系统显示这本书的详细信息。

   )L@6Tt-z`9T&S Xi0
5. B5 用户把这本书放在购物车中。51Testing软件测试网v,R~7B#B V:|:Rcm(~

   购物车中的货物显示给用户

   5is(T3N\}0
6. B6 用户选择"进入到结帐" 选项。

   OEa o#e0e4]0系统索要送货地址。51Testing软件测试网G\^/Fo2K

7. B7 用户确认送货地址。

   X@(z@5Iv0系统显示送货选项。

   '`dWw[9BA5@6VF6d0
8. B8 用户选择送货选项。51Testing软件测试网k/f;nioG1[9PY

   系统询问使用哪种信用卡。51Testing软件测试网vvh`&B*@aA

9. B9 用户确认储存在系统中的信用卡。51Testing软件测试网wV5cng n

   系统请求最终确认此次订购。51Testing软件测试网.[4\swu5e{x

10. B10 用户订购。

    QG1CkqH#~0系统返回确认数量。51Testing软件测试网6[k u/b|Wx

除了基本流程以外，还有许多可选流程。例如，第一个可选流程描述了当用户是一个新的用户时所发生的事情(不是在线书店的已注册用户)。在基本流程中，用户经常拥有一个用户ID和密码。相反，可选流程 1 描述了当第一次用用户需要注册并提供顾客数据时的情况。可选流程的另一个例子是无效的密码。用户输入了错误的密码，系统显示错误信息。

`4a0p0Na$r U0下列约定用于为事件流命名：

基本流程：B51Testing软件测试网d V y5B3i

w](e'_r&V0可选流程：A1，A2， A3，...

在基本流程中的步骤：B1，B2， B3， ...51Testing软件测试网 g,G&V oy(e

在可选流程1中的步骤：A1.1， A1.2， A1.3， ...

;ESO1d~#Jn0在可选流程2中的步骤： A2.1， A2.2， A2.3， ...51Testing软件测试网D A$K9l/iu

为得到可选流程，使用活动图 5。图 5显示了描述用例的活动图。

B?_-C3e{+gDQ0图5. 活动图
h{c3I;L8^uVy@0

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基本流程是一条向下的直线，然而可选流程可以是向前或向后的循环线。51Testing软件测试网A;Qt(yL]1ml

.K
E.Ck!F
u0如何从用例创建测试用例

在创建一个测试用例之前，你需要为所给用例确定全部的场景。一个场景是用例的一个实例。它描述了一个贯穿事件流的特殊路径。图 6是一个假设的图表，它描绘了一个拥有基本流程B和可选流程A1， A2， A3， A4的用例。为了找到全部的场景，我们需要画出贯穿于此图的所有场景。

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图6. 在用例中找到场景51Testing软件测试网__ @r+Z.['s
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s"^B8F|6Iv+T7{y0每一个可选流程都有一个场景，并且每个结合的可选流程都有一个场景。显然，这里场景多于可选流程，因为一个场景用于A1,另一个场景用于A2，还有一个场景用于这两个的结合。51Testing软件测试网"J(luS3F+e

:T+e&Z;P%e:Za)j0描述场景最简单的方法是提供一系列的可选流程，例如，做两遍流程A2，然后做一遍流程A6：

N)z*H.ZC~^0SC16：A2，A2，A6。

%]x)[g"O{_ Hy4|0另一种描述场景的方法是列出它的所有步骤，但是这种方法既困难又未必详细。51Testing软件测试网
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如果你陷了无限循环(向后循环)，这时该怎么办？理论上它将产生无限的场景。图 7显示了一个无限循环。

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图7. 无限循环。51Testing软件测试网c'^:QXae9w/~

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H~.i]0y
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最合理的方法是做一遍基本流程，一遍循环流程，然后再做一遍循环流程。如果程序能为这两个循环都工作的话，你能假设它能为所有的循环工作。51Testing软件测试网dF\-| tW

书籍订阅的例子中包含了一个基本流程和8个可选流程。它们中的4个向前走，另外4个向后走。如果你想描述全部可能的用例结合，你将有超过4000个场景 (这里有8个可选流程，我们想让其中4个做两次，因为他们向后循环，所以是2的(8+4)次幂,，等于4096。很明显，我们不需要把他们全部做完。

选择能代表这四千个场景的一个合理子集。通常，明智的做法是选择一个基础流程，一个覆盖了每一个可选流程的场景，以及一些合理的可选流程的结合。使用表 1的例子，做一个包含流程A1和A7的场景也许没有什么意义，因为它们在图标上分隔太远以至于不能互相影响。但是，做A1和A2是有意义的，因为他们互相紧埃，之间互相影响。

V?,L)u*G6f0表 2 图解了选择的场景：一个代表基本流程，8个代表每一个可选流程，6个反射可一些流程的结合(特别是那些拥有两个距离很近的向后循环)。51Testing软件测试网&}.t0w#JpF|"_

.I4]0jrro0以下15个场景值得测试：

*L8B9PD-r#{Xh0在RequisitePro中如何创建一个场景

!p];v)o2E0在RequisitePro中场景不是一个标准的需求类型，所以你需要增加它成为一个新的需求种类。为了完成它，去ProjECt PropertiES，选择Requirementtypes 标签，然后点击 Add。接下来，填充到适当的区域 (如图 8所示)，然后点击OK。

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图8. 增加一个需求类型场景
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创建了这个需求类型之后，我们应当输入全部的场景并设置从用例到这些场景的追踪，如图 9所示。51Testing软件测试网A y)Q%F(f

KC:Y6YU#p0图9. 从用例到场景的追踪

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51Testing软件测试网d k1P&W+Et1`

7r0j)E.|rA;EB0在RequisitePro中，你可以用用例的名字和一系列可选流程的名字为场景命名(例如：UC1， A6， A7)。

D:nb|2cd/CZ"Db+[0既然你有了所有的场景，你就需要获得测试用例。这里需要完成4个步骤：

1. 为用例的每个步骤确定变量
2. 为每个变量有效地确定不同的选项
3. 在测试用例中测试结合选项
4. 为变量赋值

以下部分描述了这些步骤的细节。

步骤1：为每个用例步骤确定变量

在所给场景的所有步骤中你需要确定全部输入的变量。例如，在某些步骤中，如果用户输入了用户ID和密码，这就产生了两个变量。一个变量是用户ID，另一个变量是密码。变量也可以被用户选择(例如，保存更改或取消)。

l [la O]0这里是书籍订购例子的全部变量：51Testing软件测试网4sORG6Vvn7^1?yD

在步骤B2中，这里有两个变量：电子邮件地址和密码。它们全是字符串。在步骤B3中，搜索一本书，这个变量是一个搜索字符串，因此它也是字符串。 在步骤B4，我们需要从系统返回的目录中选择一本书。在步骤 B8中，我们需要选择送货方式。AMazon.com 提供了4个选择。

0jb-} UT0^#u0步骤2：为每个变量有效地确定不同的选项

如果它们引发不同的系统行为，选项将是"明显不同的"。例如，如果我们选择大概6到10的字符长的用户id，以下的输入显然是不同的 ：

• Alex ——因为太短，我们希望显示一个错误的信息
• Alexandria ——因为它是一个有效的用户id
• Alexandrena ——因为太长，我们期待系统可以阻止我们输入如此长的id

T!~kY
^n`2L051Testing软件测试网 GvW*s*p&\VGRX

然而，"Alexandria" 和 "JohnGoRDOn" 却不是明显不同，因为它们都是有效的用户id，可以使系统有相同的反应。

wx"|X^I0以下的指导方针描述了一些特殊的例子。

M0C;D,lhDJ0一个选项可以认为是非常不同的，如果：

1. 它引发了不同的程序流程 (通常是一个可选流程)51Testing软件测试网8NVdL.C:S9_

   例如

   • 输入无效的密码将会引发可选流程2
   51Testing软件测试网*V:Y)V.E8hv

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   n

2. 它引发不同的错误信息

   EA5Tz;Y \{0例如

   • 如果电子邮件太长，信息就会是 "电子邮件应当在50个字符以内"
   • 如果电子邮件没有包含 @ 符号，信息就会是："无效的电子邮件地址"

   A9Q1h]:RZC9a051Testing软件测试网-t8m*AOT6cu{$@

3. 它显示了不同的用户界面

   
   t3T@'m!Zk'`0d8rz0例如

   • 如果付费的方式是信用卡，在区域里显示的是信用卡号输入号码，产品有效期和持卡人的姓名。
   51Testing软件测试网7]Qso2XZ1_
   ft
   FF]1B mAL0
4. 它使得在下框中有不同的选则可以使用

   *R Z&jx&BR.HcN0例如51Testing软件测试网TVyhR(i$w*zwc`

   vg4T~6~ Rb0顾客注册界面包含了 "国家和州/省"的下拉框。"州/省"的下拉框一般是基于国家的选择：比如美国，它包含了全部的州，加拿大是全部的省，其他国家是缺省的。它创建了3个不同的选项：

   • 美国
   • 加拿大
   • 其它国家
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   h&?e(R({/n0
5. 一些商业规则的输入

   z.a
   W)J0x0例如

   p,j:a6fK5phv0

   vT8T1PH`t5[0假设这里已有一项规则 "如果实下午6点以后下订单是，用户选择头天晚上送货，将会通知这本书将会在后天到达。"，我们有两个：独立的选择

   • 头天晚上发货，在下午6点之前下订单
   • 头天晚上发货，在下午6点以后下订单
   51Testing软件测试网G;h%LVjs
   k-J8~$^b#@;L0
6. 这里有一个边缘情况51Testing软件测试网EtR)k4i\H

   例如

   r0];R/a7eyZk051Testing软件测试网5uC;jgu

   因为密码应当包含至少6个字符，我们因该测试：

   • 5个字符的密码
   • 6个字符的密码

   5Y6w S&o7aj.bt:Z051Testing软件测试网;t)j"h2byh wz

7. 改变某些事情对使用默认51Testing软件测试网"`7[!@%Ib9CT

   例如

   -\icy$o5av/h9Kf051Testing软件测试网
   YZ,Ex3ze+V[

   在信用卡支付界面，持卡人的名字通常是订货人的姓名。这就产生了2个独立的选项：

   • 保持默认持卡人的姓名
   • 改变持卡人的姓名

   +R^1~j;Sd-N051Testing软件测试网Q Sy3l*O

8. 没有明确定义输入格式，不同的用户有不同的理解

   5|k#G@Na#w0例如

   ]:h^4rU'S#Z0

   
   P'Oo
   c6W0不同的人有不同的书写电话号码的方法：

   • 使用括号 (973) 123 4567
   • 使用破折号 973-123-4567
   • 数字间使用空格 973 123 4567
   51Testing软件测试网,^\&f _%^&m6cx

   51Testing软件测试网P$HB:t*@

9. 不同的国家有不同的规则51Testing软件测试网v T+Ccc

   例如

   K4q`Ti9s0

   }Du8n p-X,P1C4y?0信用卡有效日期的格式在美国和加拿大就不同51Testing软件测试网Eyug)aB

51Testing软件测试网 H_iV
@|

0}/LZ"f4p q0如果我们测试数字，我们会考虑以下选项：

• 常规的以及从应用观点上是合理的数字
• 0
• 负数
• 带两位小数的数字
• 能输入的最大数字(99999999999999 - 输入最多的9)

51Testing软件测试网
~i8x#M L%X9j

V0{Nx] V9V0你怎么知道区域内能够输入的最大和最小的长度？这个需求可以从不同的来源得到。有时，它来自于商业的分析或顾客。例如，如果我们输入Dun 和 BradSTreet 数字，这就被看成是一个公司，它总是包含9个数字。这是商业的需求。51Testing软件测试网 I7_$A0H%T I

ej*Z f!QIi)?0然而，它一般不会来自于顾客和用户。如果你问客户姓名区域有多长，它们会告诉你不用担心长度，只要要合理即可。在此例中，设计步骤决定了变量的长度而不是需求步骤所决定的。

另一种情形，数据分析师或者数据库设计者会提出建议——例如，在如果公司的全部应用软件中姓名应在30个字符以内，你的申请的用户名就得依照这个标准。

ThP'z-u%P-G{wox0不管需求的来源是何处，在我们做测试用例之前它都要被同意并且备份。51Testing软件测试网K1qBB9h/F5\$K

这里有一个关于上述讨论的需求应该在哪里进行文档化的问题。在用例中一个增加这个需求的地方是被称为Special Requirements的地方。另外一个可以放置这种需求的地方是术语表或者数据字典。另外，你可以详细说明一个独立的文档类型，在那里你可以描述全部应用程序中的所有变量。在许多用例中如果同样的变量出现在许多界面中时，这就变得特别有意义，因此你可以在一个文档里说的所有名字截止在30个字符以内，全部的地址截至在100个字符以内。然而，如它们对一个用例是特殊的，最好把它们加到那个用例的特殊需求中。

步骤 3：将待测试选项合并到测试用例中

:IqwOX(Hx!P0在前面的步骤，你确定了所有的选项。在此步骤，你需要在一系列的测试用例中使它们结合在一起。

图 10用图描述了测试的选项。每一个纵队都有一个需要测试的变量，每一行是一个选项：R 是正常， E 是空, 然后是一个字符，50个字符，51个字符，等等。 "L" 代表非常大， "I" 代表非法的。

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图 10：每个步骤的待测试选项

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(D/dU{2~.k0

后面有妨碍的选项把用户从基本流程中抛离出去：它们表示在可选流程中描述的一些错误。因为你一般为第一个场景设计特殊用例，所以你可以移动它们(在一些其它的场景中测试它们)。 无论剩下了什么，你需要创建最小数量的覆盖全部情形的测试用例。51Testing软件测试网{J3SY%X NPiSL

rfr3{xMG0通过连接圈创建测试用例，如图 11所示。

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Bok*~$S)R051Testing软件测试网MjV F(s,flW)|f-\
图 11：合并选项以创建测试用例51Testing软件测试网OV,Emb%@I9|3h%U

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为了创建第一个测试用例，你可以选择并连接任何选项。当你创建第二个测试用例时，跳出第一个用例没有使用的选项。继续增加测试用例直到全部图的节点(如图 11所示)被覆盖。通常你需要从4到6测试用例去覆盖全部需要测试的选项。然而，一些特殊的情形需要的更多。51Testing软件测试网V$`NO'y.F't3\

U%D:L$F.J6H/h;^ iC0表 4 描述了图11中每列包含不同的测试用例。每一行相应的是用户输入的变量。51Testing软件测试网+zD"N6D_5n @

tR7p|Ei0\F0步骤 4：为变量赋值

J{@#Q5?
@0在此步中，你替换如"一个非常长的名字" 或"扩展很长的电话号码"这样的占位符为像"Georgiamitsopolis" 和 "011-48 (242) 425-3456 ext. 1234"这样实际有价值的东西。在此步，你还可以分裂表 4所示的表格中的测试用例，为每个测试用例创建独立的表格。

如书籍订购使用用例的测试用例 1，你就可以创建一个像表 5这样的表格。这就给你的测试者创建一个文档。测试者将跟随总队2和3的方向，并且记录纵队5，6，7的结果。

)p8A$`)Wj
s b2DUh0RequisitePro再一次帮助你创建追踪关系。在产生了全部的测试用例以后，你可以设置从场景到测试用例的追踪。

图 12显示了全部的场景：从不同的可选流程合并中产生21个场景。51Testing软件测试网6@ Mb&m+Y'jO

51Testing软件测试网`)yAgt"[V
图12 ：追踪矩阵51Testing软件测试网C8Cma5d_q,Q&U7@
51Testing软件测试网*N&Z
M$wZ

J#QbYO0
w"X}pp*O*~#~.f0

在设置了场景和测试用例之间的追踪关系后，我们可以创建一个显示从用例到测试用例全部追踪方法的追踪树。

!A#Sh1M%Hs/T+Y0这里有两个选项。第一个选项——如图 13显示——用于追踪到用例外，用来显示上层的用例并且追踪场景和测试用例。

S!]$pYc0图 13：用例的追踪树51Testing软件测试网1O.u0J)p,WD8FRn

'f|.C&rJ!^[I051Testing软件测试网i/SW+I!m*b/bSt(sV
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5n
] KyHM"D"e2{0第二个方法是测试用例中的追踪，如图14所示。在此种情况下，追踪树看起来会有不同：你从测试用例开始，然后追踪场景和用例。

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图 14：测试用例的追踪树51Testing软件测试网z]
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d4I)X0tR%J051Testing软件测试网8~FZ4z{Y`$]

N(OB`2ds;f~g051Testing软件测试网\'PP Moi

"B,kMQ&FO-Qp[v0进行这种追踪的一个最主要的原因－－并且花费时间将其加入到RequisitePro中－－是为了让你知道当一些事情发生变更时需要重新测试什么。追踪和所谓的可疑关联，如图 15所示，为你显示了由于先前的场景和用例发生了变化，哪些测试用例也要随之改变。51Testing软件测试网Ws t]
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:Txr+N'NxhP%k0图 15：可疑关联

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51Testing软件测试网O P'g#Mv2cY
51Testing软件测试网;mzosb d%Y

映射到IBM Rational统一过程

.i_L^4D:J2l4Ad0如何映射到IBM Rational统一过程（RUP）呢？它们大多数发生在过程中的先启和精化阶段。只要你有了用例之后，我们就可以开始建立场景和测试用例。图 16描述了这些活动对应于RUP方法论中的哪些地方。51Testing软件测试网B#|lZ4b#w

i`Xh,|T!Y0图 16：映射到RUP阶段的追踪活动51Testing软件测试网Du!~+cxm?@'N0D)B

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Z/m9G"{2Kr^,PE051Testing软件测试网%I^#c+zz7q

当建立场景和测试用例时，你可以给用例设计者反馈并且精炼一下需求。这有助于在过程中尽早改变一些任务，并且最终为团队尽快完成任务做出贡献。在整个精化阶段以及几乎是整个构造阶段中都会使用测试用例。51Testing软件测试网5R}r'`#[E?r.Xb

总结51Testing软件测试网7bcG;H};ACV.a4A

本文介绍了一种从用例中产生功能测试用例的方法。这是使用此方法的一些益处：

• 用更自动化的方法产生测试用例
• 避免重复测试
• 更好的测试覆盖
• 简化了测试进度的监控
• 简化了测试人员之间的工作负载平衡
• 简化了回归测试
• 通过把一些任务从构造阶段移到精化阶段来缩短项目时间
• 能够帮助尽早地发现缺失的需求