第三章黑盒測(cè)試及用例設(shè)計(jì)---邊界值分析法

1、軟件軟件測(cè)試測(cè)試技術(shù)技術(shù)Te s t i n g AND Developing軟件測(cè)試過(guò)程與測(cè)試模型廣東嶺南職業(yè)技術(shù)學(xué)院3.5 邊界值分析法3.5.1 邊界值分析法概要 邊界值分析法就是對(duì)輸入或輸出的邊界值進(jìn)行測(cè)試的一種黑盒測(cè)試方法。通常邊界值分析法是作為對(duì)等價(jià)類(lèi)劃分法的補(bǔ)充，這種情況下，其測(cè)試用例來(lái)自等價(jià)類(lèi)的邊界。 為什么使用邊界值分析法？ 無(wú)數(shù)的測(cè)試實(shí)踐表明，大量的故障往往發(fā)生在輸入定義域或輸出值域的邊界上，而不是在其內(nèi)部。因此，針對(duì)各種邊界情況設(shè)計(jì)測(cè)試用例，通常會(huì)取得很好的測(cè)試效果。例如，在申請(qǐng)空間時(shí)“少算了”的程序，當(dāng)實(shí)際使用空間沒(méi)有達(dá)到最大值時(shí)這個(gè)錯(cuò)誤無(wú)法表現(xiàn)出來(lái)；循環(huán)結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)和

2、=的使用錯(cuò)誤等。邊界值分析法 怎樣用邊界值分析法設(shè)計(jì)測(cè)試用例？（1）首先確定邊界情況。通常輸入或輸出等價(jià)類(lèi)的邊界就是應(yīng)該著重測(cè)試的邊界情況。（2）選取正好等于、剛剛大于或剛剛小于邊界的值作為測(cè)試數(shù)據(jù)，而不是選取等價(jià)類(lèi)中的典型值或任意值。 例： 對(duì)16-bit 的整數(shù)而言， 32767 和 -32768 是邊界 屏幕上光標(biāo)在最左上、最右下位置 報(bào)表的第一行和最后一行 數(shù)組元素的第一個(gè)和最后一個(gè) 循環(huán)的第 0 次、第 1 次和倒數(shù)第 2 次、最后一次邊界值分析 邊界值分析使用與等價(jià)類(lèi)劃分法相同的劃分，只是邊界值分析假定錯(cuò)誤更多地存在于劃分的邊界上，因此在等價(jià)類(lèi)的邊界上以及兩側(cè)的情況設(shè)計(jì)測(cè)試用例。

3、例：測(cè)試計(jì)算平方根的函數(shù) 輸入：實(shí)數(shù) 輸出：實(shí)數(shù) 規(guī)格說(shuō)明：當(dāng)輸入一個(gè)0或比0大的數(shù)的時(shí)候，返回其正平方根；當(dāng)輸入一個(gè)小于0的數(shù)時(shí)，顯示錯(cuò)誤信息“平方根非法-輸入值小于0”并返回0。 等價(jià)類(lèi)劃分： 可以考慮作出如下劃分： 輸入 (i)=0 輸出 (a)=0 和 (b) Error 測(cè)試用例有兩個(gè)： 輸入4，輸出2。 輸入-10，輸出0和錯(cuò)誤提示。 。 邊界值分析： 劃分(ii)的邊界為0和最大正實(shí)數(shù)；劃分(i)的邊界為最小負(fù)實(shí)數(shù)和0。由此得到以下測(cè)試用例： 輸入 最小負(fù)實(shí)數(shù) 輸入 絕對(duì)值很小的負(fù)數(shù) 輸入 0 輸入 絕對(duì)值很小的正數(shù) 輸入 最大正實(shí)數(shù)邊界值分析（續(xù)） 通常情況下，軟件測(cè)試所包含的

4、邊界檢驗(yàn)有幾種類(lèi)型： 數(shù)字、字符、位置、質(zhì)量、大小、速度、方位、尺寸、 空間等 相應(yīng)地，以上類(lèi)型的邊界值應(yīng)該在： 最大/最小、首位/末位、上/下、最快/最慢、最高/最低、 最短/最長(zhǎng)、 空/滿等情況下舉例 利用邊界值作為測(cè)試數(shù)據(jù)內(nèi)部邊界值分析 在多數(shù)情況下，邊界值條件是基于應(yīng)用程序的功能設(shè)計(jì)而需要考慮的因素，可以從軟件的規(guī)格說(shuō)明或常識(shí)中得到，也是最終用戶(hù)可以很容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的。然而，在測(cè)試用例設(shè)計(jì)過(guò)程中，某些邊界值條件是不需要呈現(xiàn)給用戶(hù)的，或者說(shuō)用戶(hù)是很難注意到的，但同時(shí)確實(shí)屬于檢驗(yàn)范疇內(nèi)的邊界條件，稱(chēng)為內(nèi)部邊界值條件或子邊界值條件。 內(nèi)部邊界值條件主要有下面幾種： 數(shù)值的邊界值檢驗(yàn) 字符的邊界

5、值檢驗(yàn) 其它邊界值檢驗(yàn)n 小結(jié)： 在實(shí)際的測(cè)試用例設(shè)計(jì)中，需要將基本的軟件設(shè)計(jì)要求和程序定義的要求結(jié)合起來(lái)，即結(jié)合基本邊界值條件和內(nèi)部邊界值條件來(lái)設(shè)計(jì)有效的測(cè)試用例。數(shù)值的邊界值檢驗(yàn) 計(jì)算機(jī)是基于二進(jìn)制進(jìn)行工作的，因此，軟件的任何數(shù)值運(yùn)算都有一定的范圍限制。字符的邊界值檢驗(yàn) 在計(jì)算機(jī)軟件中，字符也是很重要的表示元素，其中ASCII和Unicode是常見(jiàn)的編碼方式。下表中列出了一些常用字符對(duì)應(yīng)的ASCII碼值。選擇測(cè)試用例的原則規(guī)則(1) 如果輸入條件規(guī)定了值的范圍，則應(yīng)取剛達(dá)到這個(gè)范圍的邊界值以及剛剛超過(guò)這個(gè)范圍邊界的值作為測(cè)試輸入數(shù)據(jù)。規(guī)則(2) 如果輸入條件規(guī)定了值的個(gè)數(shù)，則用最大個(gè)數(shù)、最

6、小個(gè)數(shù)和比最大個(gè)數(shù)多1個(gè)、比最小個(gè)數(shù)少1個(gè)的數(shù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)。p 根據(jù)程序規(guī)格說(shuō)明的每個(gè)輸出條件，使用原則 (1)。p 根據(jù)程序規(guī)格說(shuō)明的每個(gè)輸出條件，使用原則 (2) 。p 如果程序的規(guī)格說(shuō)明給出的輸入域或輸出域是有序集合（如有序表、順序文件等），則應(yīng)選取集合中的第一個(gè)和最后一個(gè)元素作為測(cè)試用例。p 如果程序中使用了一個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則應(yīng)當(dāng)選擇這個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邊界上的值作為測(cè)試用例。p 分析程序規(guī)格說(shuō)明，找出其它可能的邊界條件。3.5.2 邊界值分析法測(cè)試用例 例：1、要求輸入的范圍是200999邊界值取剛達(dá)到和剛超出這個(gè)范圍的值。即對(duì)于邊界200，取199、200；對(duì)于邊界999，取999

7、和10002、要求輸入的字符串是416位邊界值分別取3位、4位、16位、17位字符串。邊界值分析法測(cè)試的實(shí)例 實(shí)例2 保險(xiǎn)公司計(jì)算保費(fèi)費(fèi)率的程序 某保險(xiǎn)公司的人壽保險(xiǎn)的保費(fèi)計(jì)算方式為： 投保額保險(xiǎn)費(fèi)率 其中，保險(xiǎn)費(fèi)率依點(diǎn)數(shù)不同而有別，10點(diǎn)及10點(diǎn)以上保險(xiǎn)費(fèi)率為0.6%，10點(diǎn)以下保險(xiǎn)費(fèi)率為0.1%；而點(diǎn)數(shù)又是由 投保人的年齡、性別、婚姻狀況和撫養(yǎng)人數(shù)來(lái)決定，具體規(guī)則如下：邊界值在哪里？ 凡是遇到和數(shù)字有關(guān)的基本都需要考慮邊界值 1，年齡 2，撫養(yǎng)人數(shù) 3，點(diǎn)數(shù)再來(lái)一個(gè)實(shí)例分析 買(mǎi)5件：5*5 買(mǎi)15件 買(mǎi)25件 買(mǎi)50件邊界值呢？ 1、9、10、11、19、20、21、29、30、31 你還

8、有補(bǔ)充嗎？3.5.2 邊界值分析法深入剖析 采用邊界值分析測(cè)試的基本思想是：故障往往出現(xiàn)在輸入變量的邊界值附近。 因此，邊界值分析法利用輸入變量的最小值(min)、略大于最小值(min+)、輸入值域內(nèi)的任意值(nom)、略小于最大值(max-)和最大值(max)來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試用例。 邊界值分析法是基于可靠性理論中稱(chēng)為“單故障”的假設(shè)，即有兩個(gè)或兩個(gè)以上故障同時(shí)出現(xiàn)而導(dǎo)致軟件失效的情況很少，也就是說(shuō)，軟件失效基本上是由單故障引起的。 因此，在邊界值分析法中獲取測(cè)試用例的方法是： (1) 每次保留程序中一個(gè)變量，讓其余的變量取正常值，被保留的變量依次取min、min+、nom、max-和max。 (2

9、) 對(duì)程序中的每個(gè)變量重復(fù) (1) 。邊界值分析法測(cè)試用例（續(xù)） 例1：有兩個(gè)輸入變量x1(ax1b)和x2(cx2d)的程序F的邊界值分析測(cè)試用例如下： , , , , , , , , x1x2a bcd邊界值分析法測(cè)試用例（續(xù)） 例2：有二元函數(shù)f(x,y)，其中x1,12，y1,31。 則采用邊界值分析法設(shè)計(jì)的測(cè)試用例是： , , , , , , , , 推論：對(duì)于一個(gè)含有n個(gè)變量的程序，采用邊界值分析法測(cè)試程序會(huì)產(chǎn)生4n+1個(gè)測(cè)試用例。 練習(xí)：有函數(shù)f(x,y,x)，其中x1900,2100，y1,12，z1,31的。請(qǐng)寫(xiě)出該函數(shù)采用邊界值分析法設(shè)計(jì)的測(cè)試用例。 , , , , , ,

10、 , , , , , , 健壯性測(cè)試 健壯性測(cè)試是作為邊界值分析的一個(gè)簡(jiǎn)單的擴(kuò)充，它除了對(duì)變量的5個(gè)邊界值分析取值外，還需要增加一個(gè)略大于最大值(max+)以及略小于最小值(min-)的取值，檢查超過(guò)極限值時(shí)系統(tǒng)的情況。因此，對(duì)于有n個(gè)變量的函數(shù)采用健壯性測(cè)試需要6n+1個(gè)測(cè)試用例。 前面例1中的程序F的健壯性測(cè)試如下圖所示：x1x2a bcd測(cè)試用例測(cè)試用例abc預(yù)期輸出預(yù)期輸出Test 1Test2Test3Test4Test560606050506060605050126099100等腰三角形等腰三角形等腰三角形等腰三角形等邊三角形等邊三角形等腰三角形等腰三角形非三角形非三角形Test6

11、Test7Test8Test960605050129910060605050等腰三角形等腰三角形等腰三角形等腰三角形等腰三角形等腰三角形非三角形非三角形Test10Test11Test12Test1312991006060505060605050等腰三角形等腰三角形等腰三角形等腰三角形等腰三角形等腰三角形非三角形非三角形測(cè)試用例測(cè)試用例month dayyear預(yù)期輸出預(yù)期輸出Test 1Test2Test3Test4Test5Test6Test766666661515151515151519111912191319752049205020511911.6.161912.6.161913.6.161975.6.162049.6.162050.6.162051.6.16Test8Test9Test10Test11Test12Test13666666-112303132200120012001200120012001day超出超出1312001.6.22001.6.32001.7.1輸入日期超界輸入