黑盒測試的五種典型方法

1、For personal use only in study and research; not for commercial use黑盒測試（black box test in g）又稱功能測試、數(shù)據(jù)驅動測試或基于規(guī)范的測試。 用這種方法進行測試時，被測程序被當作看不見內部的黑盒。 在完全不考慮程序 內部結構和內部特性的情況下，測試者僅依據(jù)程序功能的需求規(guī)范考慮確定測試 用例和推斷測試結果的正確性。因此黑盒測試是從用戶觀點出發(fā)的測試， 黑盒測 試直觀的想法就是既然程序被規(guī)定做某些事，那我們就看看它是不是在任何情況 下都做的對。完整的“任何情況”是無法驗證的，為此黑盒測試也有一套產生測 試用例

2、的方法，以產生有限的測試用例而覆蓋足夠多的“任何情況”。由于黑盒 測試不需要了解程序內部結構，所以許多高層的測試如確認測試、系統(tǒng)測試、驗 收測試都采用黑盒測試。黑盒測試首先是程序通常的功能性測試。要求:每個軟件特性必須被一個測試用例或一個被認可的異常所覆蓋；用數(shù)據(jù) 類型和數(shù)據(jù)值的最小集測試；用一系列真實的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)值運行， 測試超負 荷、飽和及其他“最壞情況”的結果；用假想的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)值運行，測試排 斥不規(guī)則輸入的能力；對影響性能的關鍵模塊，如基本算法、應測試單元性能（包 括精度、時間、容量等）。不僅要考核“程序是否做了該做的？”還要考察“程序是否沒做不該做的 2”同時還要考察程序在其

3、他一些情況下是否正常。這些情況包括數(shù)據(jù)類型和數(shù) 據(jù)值的異常等等。下述幾種方法：（a）等價類劃分，（b）因果圖方法，（C）邊值分 析法，（d）猜錯法，（e）隨機數(shù)法，就是從更廣泛的角度來進行黑盒測試。每一個 方法都力圖能涵蓋更多的“任何情況”，但又各有長處，綜合使用這些方法，會 得到一個較好的測試用例集。1.等價類劃分等價類劃分是一種典型的黑盒測試方法。等價類是指某個輸入域的集合。 它表示對揭露程序中的錯誤來說，集合中的每個輸入條件是等效的。因此我們只 要在一個集合中選取一個測試數(shù)據(jù)即可。 等價類劃分的辦法是把程序的輸入域劃 分成若干等價類，然后從每個部分中選取少數(shù)代表性數(shù)據(jù)當作測試用例。這樣就

4、 可使用少數(shù)測試用例檢驗程序在一大類情況下的反映。在考慮等價類時，應該注意區(qū)別以下兩種不同的情況:有效等價類：有效等價類指的是 對程序的規(guī)范是有意義的、合理的輸入 數(shù)據(jù)所構成的集合。在具體問題中，有效等價類可以是一個，也可以是多個。無效等價類：無效等價類指對程序的規(guī)范是不合理的或無意義的輸入數(shù) 據(jù)所構成的集合。對于具體的問題，無效等價類至少應有一個，也可能有多個。確定等價類有以下幾條原則： 如果輸入條件規(guī)定了取值范圍或值的個數(shù)，則可確定一個有效等價類和兩個無效等價類。例如，程序的規(guī)范中提到的輸入條包括“項數(shù)可以從1到999”，則可取有效等價類為“ I考項數(shù)V 999”，無效等價類為“項數(shù)V I

5、 ,，及“項數(shù) 999”。輸入條件規(guī)定了輸入值的集合，或是規(guī)定了“必須如何”的條件，則可 確定一個有效等價類和一個無效等價類。 如某程序涉及標識符， 其輸入條件規(guī)定 “標識符應以字母開頭”則“以字母開頭者”作為有效等價類，“以非字母開頭”作為無效等價類。如果我們確知，已劃分的等價類中各元素在程序中的處理方式是不同的， 則應將此等價類進一步劃分成更小等價類。輸入條件 有效等價類 無效等價類根據(jù)已列出的等價類表，按以下步驟確定測試用例： 為每個等價類規(guī)定一個唯一的編號； 設計一個測試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未覆蓋的有效等價類。重復這一步，最后使得所有有效等價類均被測試用例所覆蓋；設計一個新的測試

6、用例，使其只覆蓋一個無效等價類。重復這一步，使 所有無效等價類均被覆蓋。 這里強調每次只覆蓋一個無效等價類。 這是因為一個 測試用例中如果含有多個缺陷， 有可能在測試中只發(fā)現(xiàn)其中的一個， 另一些被忽 視。等價類劃分法能夠全面、 系統(tǒng)地考慮黑盒測試的測試用例設計問題， 但是沒 有注意選用一些“高效的”、 “有針對性的”測試用例。后面介紹的邊值分析法 可以彌補這一缺點。2. 因果圖等價類劃分法并沒有考慮到輸入情況的各種組合。這樣雖然各個輸入條 件單獨可能出錯的情況已經看到了， 但多個輸入情況組合起來可能出錯的情況卻 被忽略。采用因果圖方法能幫助我們按一定步驟選擇一組高效的測試用例， 同時， 還能為

7、我們指出程序規(guī)范的描述中存在什么問題。利用因果圖導出測試用例需要經過以下幾個步驟：分析程序規(guī)范的描述中哪些是原因，哪些是結果。原因常常是輸入條件 或是輸入條件的等價類。結果是輸出條件。分析程序規(guī)范的描述中語義的內容，并將其表示成連接各個原因與各個 結果的“因果圖”。由于語法或環(huán)境的限制，有些原因和結果的組合情況是不可能出現(xiàn)的。 為表明這些特定的情況， 在因果圖上使用持殊的符號標明約束條件。 把因果圖轉 換成判定表。把判定表的每一列寫成一個測試用例。3. 邊值分析法邊值分析法是列出單元功能、輸入、狀態(tài)及控制的合法邊界值和非法邊 界值，設計測試用例， 包含全部邊界值的方法。 典型地包括 IF 語句

8、中的判別值， 定義域、值域邊界，空或畸形輸入，末受控狀態(tài)等。邊值分析法不是一類找一個 例子的方法， 而是以邊界情況的處理作為主要目標專門設計測試用例的方法。 另 外，邊值分析不僅考查輸入的邊值， 也要考慮輸出的邊值。 這是從人們的經驗得 出的一種有效方法。 人們發(fā)現(xiàn)許多軟件錯誤只是在下標、 數(shù)據(jù)結構和標量值的邊 界值及其上、下出現(xiàn)，運行這個區(qū)域的測試用例發(fā)現(xiàn)錯誤的概率很高。用邊值分析法設計測試用例時，有以下幾條原則：如果輸入條件規(guī)定了取值范圍，或是規(guī)定了值的個數(shù)，則應以該范圍的 邊界內及剛剛超出范圍的邊界外的值， 或是分別對最大、 最小及稍小于最小、 稍 大于最大個數(shù)作為測試用例。如有規(guī)范“某

9、文件可包含I至255”個記錄“， 則測試用例可選 1和255及0和256等。針對規(guī)范的每個輸出條件使用原則 a。如果程序規(guī)范中提到的輸入或輸出域是個有序的集合 （ 如順序文件、表格 等） 就應注意選取有序集的第一個和最后一個元素作為測試用例。分析規(guī)范，盡可能找出可能的邊界條件。一個典型的邊值分析例子是三 角形分類程序。選取 a， b， c 構成三角形三邊， “任意兩邊之和大于第三邊”為 邊界條件。 邊值分析相等價類劃分側重不同， 對等價類劃分是一個補充。 如上述 三角形問題，選取 a = 3, b = 4, c = 5, a = 2, b= 4, c= 7則覆蓋有效和無效等 價類。如果能在等價

10、類劃分中注入邊值分析的思想。 在每個等價類中不只選取一 個覆蓋用例, 而是進而選取該等價類的邊界值等價類劃分法將更有效, 最后可以 用邊值分析法再補充一些測試用例。4. 猜錯法 猜錯法在很大程度上是憑經驗進行的，是憑人們對過去所作的測試工作結果的分析，對所揭示的缺陷的規(guī)律性作直覺的推測來發(fā)現(xiàn)缺陷的。一個采用兩分法的檢索程序，典型地可以列出下面幾種測試情況： 被檢索的表只有一項或為空表； 表的項數(shù)恰好是 2 的冪次； 表的項數(shù)比 2 的冪次多 1 等。猜錯法充分發(fā)揮人的經驗，在一個測試小組中集思廣益，方便實用，特 別在軟件測試基礎較差的情況下，很好地組織測試小組 （ 也可以有外來人員 ） 進 行

11、錯誤猜測，是有效的測試方法。5. 隨機數(shù)法即測試用例的參數(shù)是隨機數(shù)。它可以自動生成，因此自動化程度高。使 用大量隨機測試用例測試通過的程序會提高用戶對程序的信心。 但其關鍵在于隨 機數(shù)的規(guī)律是否符合使用實際。僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途。For P ersonal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen fu r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la rech