第03課 黑盒測(cè)試邊界值分析

1、.防防 災(zāi)災(zāi) 科科 技技 學(xué)學(xué) 院院.n黑盒測(cè)試是將被測(cè)軟件看作一個(gè)打不開(kāi)的黑盒，主要黑盒測(cè)試是將被測(cè)軟件看作一個(gè)打不開(kāi)的黑盒，主要根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)測(cè)試用例，進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)測(cè)試用例，進(jìn)行測(cè)試。n需求分析結(jié)束后就可以根據(jù)軟件規(guī)格說(shuō)明來(lái)設(shè)計(jì)黑盒需求分析結(jié)束后就可以根據(jù)軟件規(guī)格說(shuō)明來(lái)設(shè)計(jì)黑盒測(cè)試用例。測(cè)試用例。n黑盒測(cè)試與軟件具體實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)，如果軟件實(shí)現(xiàn)發(fā)生了黑盒測(cè)試與軟件具體實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)，如果軟件實(shí)現(xiàn)發(fā)生了變化，測(cè)試用例仍然可以使用。變化，測(cè)試用例仍然可以使用。n常用的黑盒測(cè)試方法有等價(jià)類劃分、邊界值分析、因常用的黑盒測(cè)試方法有等價(jià)類劃分、邊界值分析、因果圖、決策表測(cè)試等。果圖、決策表測(cè)試等

2、。.n等價(jià)類劃分法是根據(jù)程序規(guī)格說(shuō)明書(shū)對(duì)輸入域或者輸出域劃分等價(jià)類劃分法是根據(jù)程序規(guī)格說(shuō)明書(shū)對(duì)輸入域或者輸出域劃分為若干個(gè)互不相交的子集，稱為為若干個(gè)互不相交的子集，稱為等價(jià)類等價(jià)類，然后從每個(gè)等價(jià)類中，然后從每個(gè)等價(jià)類中選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測(cè)試用例，進(jìn)行測(cè)試。選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測(cè)試用例，進(jìn)行測(cè)試。n常用的等價(jià)類劃分原則有：常用的等價(jià)類劃分原則有：按區(qū)間劃分、按數(shù)值劃分、按數(shù)值集按區(qū)間劃分、按數(shù)值劃分、按數(shù)值集合劃分、按限制條件或規(guī)則劃分、細(xì)分等價(jià)類等。合劃分、按限制條件或規(guī)則劃分、細(xì)分等價(jià)類等。n在設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，要同時(shí)考慮有效等價(jià)類和無(wú)效等價(jià)類的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，要

3、同時(shí)考慮有效等價(jià)類和無(wú)效等價(jià)類的設(shè)計(jì)。n具體步驟：具體步驟：n為每個(gè)等價(jià)類規(guī)定一個(gè)唯一的編號(hào)。為每個(gè)等價(jià)類規(guī)定一個(gè)唯一的編號(hào)。n設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，盡可能多地覆蓋尚未被覆蓋的有效等價(jià)類，設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，盡可能多地覆蓋尚未被覆蓋的有效等價(jià)類，重復(fù)這一步，直到測(cè)試用例覆蓋了所有的有效等價(jià)類。重復(fù)這一步，直到測(cè)試用例覆蓋了所有的有效等價(jià)類。n設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，使其覆蓋并且只覆蓋一個(gè)還沒(méi)有被覆蓋的無(wú)設(shè)計(jì)一個(gè)新的測(cè)試用例，使其覆蓋并且只覆蓋一個(gè)還沒(méi)有被覆蓋的無(wú)效等價(jià)類。重復(fù)這一步，直至測(cè)試用例覆蓋了所有的無(wú)效等價(jià)類。效等價(jià)類。重復(fù)這一步，直至測(cè)試用例覆蓋了所有的無(wú)效等價(jià)類。.n城市的電話號(hào)碼

4、由兩部分組成。這兩部分的名稱和內(nèi)容分城市的電話號(hào)碼由兩部分組成。這兩部分的名稱和內(nèi)容分別是：別是：n 地區(qū)碼：以地區(qū)碼：以0開(kāi)頭的三位或者四位數(shù)字（包括開(kāi)頭的三位或者四位數(shù)字（包括0）；）；n電話號(hào)碼：以非電話號(hào)碼：以非0、非、非1開(kāi)頭的七位或者八位數(shù)字。開(kāi)頭的七位或者八位數(shù)字。n假定被調(diào)試的程序能接受一切符合上述規(guī)定的電話號(hào)碼，假定被調(diào)試的程序能接受一切符合上述規(guī)定的電話號(hào)碼，拒絕所有不符合規(guī)定的號(hào)碼，就可用等價(jià)分類法來(lái)設(shè)計(jì)它拒絕所有不符合規(guī)定的號(hào)碼，就可用等價(jià)分類法來(lái)設(shè)計(jì)它的調(diào)試用例。的調(diào)試用例。.n一條學(xué)生信息包括學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名。一條學(xué)生信息包括學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名。n學(xué)號(hào)是學(xué)生信息的關(guān)鍵

5、字，不能重復(fù)。每個(gè)班級(jí)的學(xué)學(xué)號(hào)是學(xué)生信息的關(guān)鍵字，不能重復(fù)。每個(gè)班級(jí)的學(xué)號(hào)范圍和學(xué)號(hào)的數(shù)據(jù)要求見(jiàn)數(shù)據(jù)字典。增加重復(fù)學(xué)號(hào)號(hào)范圍和學(xué)號(hào)的數(shù)據(jù)要求見(jiàn)數(shù)據(jù)字典。增加重復(fù)學(xué)號(hào)和非數(shù)據(jù)字典要求的學(xué)號(hào)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)給出提示。增加和非數(shù)據(jù)字典要求的學(xué)號(hào)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)給出提示。增加信息時(shí)，學(xué)號(hào)是必須輸入的，否則，系統(tǒng)應(yīng)給出提示。信息時(shí)，學(xué)號(hào)是必須輸入的，否則，系統(tǒng)應(yīng)給出提示。下表是數(shù)據(jù)字典中關(guān)于學(xué)號(hào)的要求。下表是數(shù)據(jù)字典中關(guān)于學(xué)號(hào)的要求。.n首先，列出所有等價(jià)類，首先，列出所有等價(jià)類，如下表所示如下表所示。.n 選擇測(cè)試用例，覆蓋選擇測(cè)試用例，覆蓋有效有效等價(jià)類，如表所示。等價(jià)類，如表所示。選擇測(cè)試用例，覆蓋所有的選擇

6、測(cè)試用例，覆蓋所有的無(wú)效無(wú)效等價(jià)類，如表所示。等價(jià)類，如表所示。.n在某一在某一C語(yǔ)言版本中規(guī)定：語(yǔ)言版本中規(guī)定： “在同一說(shuō)明語(yǔ)句中，標(biāo)在同一說(shuō)明語(yǔ)句中，標(biāo)識(shí)符至少必須有一個(gè)。識(shí)符至少必須有一個(gè)?！?“標(biāo)識(shí)符是由字母開(kāi)頭，后標(biāo)識(shí)符是由字母開(kāi)頭，后跟字母或數(shù)字的任意組合構(gòu)成。有效字符數(shù)為跟字母或數(shù)字的任意組合構(gòu)成。有效字符數(shù)為8個(gè)，個(gè)，最大字符數(shù)為最大字符數(shù)為80個(gè)。個(gè)。”并且規(guī)定：并且規(guī)定：“標(biāo)識(shí)符必須先說(shuō)標(biāo)識(shí)符必須先說(shuō)明，再使用。明，再使用?！?“標(biāo)識(shí)符不能為系統(tǒng)保留字。標(biāo)識(shí)符不能為系統(tǒng)保留字?！闭?qǐng)為請(qǐng)為C編譯器設(shè)計(jì)測(cè)試用例。編譯器設(shè)計(jì)測(cè)試用例。.n 按照等價(jià)類的劃分原則，建立輸入等價(jià)類表

7、如按照等價(jià)類的劃分原則，建立輸入等價(jià)類表如下下所示所示:.下面選取 9 個(gè)測(cè)試用例，覆蓋所有的等價(jià)類。 int x, T1234567 ； x = 3 ； T1234567 = 2 ； . (1),(2),(4),(8),(9),(12),(14) int ; (3) int x, ; (5) int T12345678; (6).n int T12345.80 ； (7)n 多于 80 個(gè)字符n char T$ ； (10)n int GOTO ； (11)n int 2T ； (13)n int PAR ； (15) n PAP = 2.5 + (3.14*0.8)/6 ；.n登錄系統(tǒng)需求

8、規(guī)格說(shuō)明如下，請(qǐng)按等價(jià)類劃分方法設(shè)登錄系統(tǒng)需求規(guī)格說(shuō)明如下，請(qǐng)按等價(jià)類劃分方法設(shè)計(jì)測(cè)試用例：計(jì)測(cè)試用例： n在登錄系統(tǒng)界面中，用戶輸入用戶名和密碼登錄在登錄系統(tǒng)界面中，用戶輸入用戶名和密碼登錄系統(tǒng)。正確的用戶名是不低于系統(tǒng)。正確的用戶名是不低于4位的字符，密碼是位的字符，密碼是mercury（大小寫均可）。如果用戶名為空，系統(tǒng)給（大小寫均可）。如果用戶名為空，系統(tǒng)給出提示：出提示：“用戶名不能為空用戶名不能為空”。如果用戶名小于。如果用戶名小于4位位字符，系統(tǒng)給出提示：字符，系統(tǒng)給出提示：“用戶名不能小于用戶名不能小于4位位”。如。如果密碼為空，系統(tǒng)給出提示：果密碼為空，系統(tǒng)給出提示：“密碼不

9、能為空密碼不能為空”。如。如果密碼小于果密碼小于4位字符，系統(tǒng)給出提示：位字符，系統(tǒng)給出提示：“密碼不能小密碼不能小于于4位位”。如果密碼大于。如果密碼大于4位字符但不正確時(shí)，系統(tǒng)給位字符但不正確時(shí)，系統(tǒng)給出提示：出提示：“密碼錯(cuò)誤密碼錯(cuò)誤”。.n等價(jià)類劃分列表如表等價(jià)類劃分列表如表1所示：所示：n 表表1 登錄系統(tǒng)的等價(jià)類劃分列表登錄系統(tǒng)的等價(jià)類劃分列表.n根據(jù)表根據(jù)表1設(shè)計(jì)測(cè)試用例如下：設(shè)計(jì)測(cè)試用例如下：.n2.1 黑盒測(cè)試的基本概念黑盒測(cè)試的基本概念n2.2 等價(jià)類劃分等價(jià)類劃分n2.3 邊界值分析法邊界值分析法n2.4 因果圖法因果圖法n2.5 決策表法決策表法n2.6 黑盒測(cè)試方法的

10、比較與選擇黑盒測(cè)試方法的比較與選擇n2.7 黑盒測(cè)試工具介紹黑盒測(cè)試工具介紹.n邊界值分析邊界值分析由于故障往往出現(xiàn)在由于故障往往出現(xiàn)在定義域或值域的定義域或值域的邊界邊界上，所以為檢測(cè)邊界附近的處理專門設(shè)計(jì)測(cè)試用上，所以為檢測(cè)邊界附近的處理專門設(shè)計(jì)測(cè)試用例，通常都會(huì)取得很好的測(cè)試效果。例，通常都會(huì)取得很好的測(cè)試效果。n邊界值分析法具有很強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)故障的能力。邊界值分析法具有很強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)故障的能力。n邊界是一些特殊情況。程序在處理大量中間數(shù)值時(shí)都邊界是一些特殊情況。程序在處理大量中間數(shù)值時(shí)都是正確，但是在邊界處可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。是正確，但是在邊界處可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。n一些可能與邊界有關(guān)的數(shù)據(jù)類型有：數(shù)值，

11、速度，字符，地址，一些可能與邊界有關(guān)的數(shù)據(jù)類型有：數(shù)值，速度，字符，地址，位置，尺寸，數(shù)量等。要考慮這些數(shù)據(jù)類型的下述特征：位置，尺寸，數(shù)量等。要考慮這些數(shù)據(jù)類型的下述特征：n第一個(gè)第一個(gè)/ /最后一個(gè)，最小值最大值，開(kāi)始完成，超過(guò)最后一個(gè)，最小值最大值，開(kāi)始完成，超過(guò)/ /在內(nèi)，在內(nèi)，空滿，最短最長(zhǎng)，最慢空滿，最短最長(zhǎng)，最慢/ /最快，最早最快，最早/ /最遲，最高最低，相最遲，最高最低，相鄰最遠(yuǎn)等。鄰最遠(yuǎn)等。.n1) 對(duì)對(duì)16-bit 的整數(shù)而言的整數(shù)而言 32767 和和 -32768 是邊界是邊界n2) 屏幕上光標(biāo)在最左上、最右下位置屏幕上光標(biāo)在最左上、最右下位置n3) 報(bào)表的第一行和

12、最后一行報(bào)表的第一行和最后一行n4) 數(shù)組元素的第一個(gè)和最后一個(gè)數(shù)組元素的第一個(gè)和最后一個(gè)n5) 循環(huán)的第循環(huán)的第 0 次、第次、第 1 次和倒數(shù)第次和倒數(shù)第 2 次、最后一次次、最后一次.n邊界值和等價(jià)類密切相關(guān)，邊界值和等價(jià)類密切相關(guān)，輸入等價(jià)類和輸出等價(jià)類輸入等價(jià)類和輸出等價(jià)類的邊界是要著重測(cè)試的邊界情況的邊界是要著重測(cè)試的邊界情況。n邊界值分析是對(duì)等價(jià)類劃分方法的補(bǔ)充。邊界值分析是對(duì)等價(jià)類劃分方法的補(bǔ)充。n邊界是最容易出錯(cuò)的地方，所以，從等價(jià)類中選取測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)邊界是最容易出錯(cuò)的地方，所以，從等價(jià)類中選取測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)該關(guān)注邊界值。應(yīng)該關(guān)注邊界值。n具體設(shè)計(jì)方法具體設(shè)計(jì)方法：n確定邊界情況

13、（輸入或輸出等價(jià)類的邊界）確定邊界情況（輸入或輸出等價(jià)類的邊界）n選取正好等于、剛剛大于或剛剛小于邊界值作為測(cè)試數(shù)據(jù)選取正好等于、剛剛大于或剛剛小于邊界值作為測(cè)試數(shù)據(jù).n邊界值分析測(cè)試邊界值分析測(cè)試n在一個(gè)有兩個(gè)變量在一個(gè)有兩個(gè)變量x1和和x2的程序的程序P中，假設(shè)輸入變量中，假設(shè)輸入變量x1和和x2在下列范圍內(nèi)取值：在下列范圍內(nèi)取值： ax1b, cx2dn邊界值分析設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，若通過(guò)使所有變量取正常值，則：邊界值分析設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，若通過(guò)使所有變量取正常值，則：n輸入變量的最小值輸入變量的最小值(min)n稍大于最小值稍大于最小值(min+)n域內(nèi)任意值域內(nèi)任意值(nom)n稍小于最大

14、值稍小于最大值(max-)n最大值最大值(max)思考：如果n個(gè)變量的程序，邊界值分析測(cè)試會(huì)有多少個(gè)測(cè)試用例？.n健壯性邊界值測(cè)試健壯性邊界值測(cè)試邊界值分析的一種擴(kuò)展邊界值分析的一種擴(kuò)展n變量除了取變量除了取min，min，nom，max，max五個(gè)五個(gè)邊界值外，還要考慮采用一個(gè)略超過(guò)最大值邊界值外，還要考慮采用一個(gè)略超過(guò)最大值(max+)以以及一個(gè)略小于最小值及一個(gè)略小于最小值(min-)的取值，看看超過(guò)極限值的取值，看看超過(guò)極限值時(shí)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)什么情況。時(shí)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)什么情況。n健壯性測(cè)試意義（書(shū)健壯性測(cè)試意義（書(shū)P27）思考：如果n個(gè)變量的程序，健壯性邊界值測(cè)試分析會(huì)有多少個(gè)測(cè)試用例？.n邊

15、界值分析法的測(cè)試運(yùn)用邊界值分析法的測(cè)試運(yùn)用n三角形問(wèn)題的邊界值分析測(cè)試用例設(shè)計(jì)三角形問(wèn)題的邊界值分析測(cè)試用例設(shè)計(jì)n三角形問(wèn)題中假定了輸入在三角形問(wèn)題中假定了輸入在1100之間取值，則邊長(zhǎng)下界為之間取值，則邊長(zhǎng)下界為1，上界為上界為100。設(shè)計(jì)的邊界值分析測(cè)試用例如下：。設(shè)計(jì)的邊界值分析測(cè)試用例如下：.n加法器邊界值測(cè)試用例設(shè)計(jì)加法器邊界值測(cè)試用例設(shè)計(jì)n加法器程序計(jì)算兩個(gè)加法器程序計(jì)算兩個(gè)1100之間整數(shù)的和。之間整數(shù)的和。n綜合考慮輸入數(shù)據(jù)的取值范圍和類型來(lái)進(jìn)行等價(jià)類的劃分：綜合考慮輸入數(shù)據(jù)的取值范圍和類型來(lái)進(jìn)行等價(jià)類的劃分：n進(jìn)行邊界值測(cè)試時(shí)，每次使一個(gè)變量取邊界值，其他變量取正常進(jìn)行邊界值

16、測(cè)試時(shí)，每次使一個(gè)變量取邊界值，其他變量取正常值。值。.n應(yīng)用邊界值分析法進(jìn)行測(cè)試用例設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下應(yīng)用邊界值分析法進(jìn)行測(cè)試用例設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下一些原則：一些原則：n如果輸入條件對(duì)取值范圍進(jìn)行了限定，則應(yīng)以邊界內(nèi)部以及剛?cè)绻斎霔l件對(duì)取值范圍進(jìn)行了限定，則應(yīng)以邊界內(nèi)部以及剛超出范圍邊界外的值作為測(cè)試用例。超出范圍邊界外的值作為測(cè)試用例。n如果對(duì)取值的個(gè)數(shù)進(jìn)行了界定，則應(yīng)分別以最大、稍小于最大、如果對(duì)取值的個(gè)數(shù)進(jìn)行了界定，則應(yīng)分別以最大、稍小于最大、稍大于最大、最小、稍小于最小、稍大于最小個(gè)數(shù)作為測(cè)試用稍大于最大、最小、稍小于最小、稍大于最小個(gè)數(shù)作為測(cè)試用例。例。n對(duì)于輸出條件，同樣可以應(yīng)

17、用上面提到的兩條原則來(lái)進(jìn)行測(cè)試對(duì)于輸出條件，同樣可以應(yīng)用上面提到的兩條原則來(lái)進(jìn)行測(cè)試用例設(shè)計(jì)。用例設(shè)計(jì)。n如果程序規(guī)格說(shuō)明書(shū)中指明輸入或者輸出域是一個(gè)有序的集合，如果程序規(guī)格說(shuō)明書(shū)中指明輸入或者輸出域是一個(gè)有序的集合，如順序文件、表格等，則應(yīng)注意選取有序集合中的第一個(gè)和最如順序文件、表格等，則應(yīng)注意選取有序集合中的第一個(gè)和最后一個(gè)元素作為測(cè)試用例。后一個(gè)元素作為測(cè)試用例。.n黑盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)主要有以下幾種方法：黑盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)主要有以下幾種方法：n等價(jià)類劃分法等價(jià)類劃分法n邊界值分析法邊界值分析法n因果圖法因果圖法n決策表法決策表法n等價(jià)類劃分法和邊界值分析法經(jīng)常結(jié)合使用，先劃分等價(jià)類，等價(jià)類劃分法和邊界值分析法經(jīng)常結(jié)合使用，先劃分等價(jià)類，等價(jià)類存在邊界時(shí)則采用邊界值分析法。當(dāng)有效等價(jià)類存在邊等價(jià)類存在邊界時(shí)則采用邊界值分析法