軟件工程黑盒測(cè)試

1、15.4黑盒測(cè)試的測(cè)試用例設(shè)計(jì) 5.4.1 等價(jià)類劃分法（等價(jià)分配） 把所有可能的輸入數(shù)據(jù)(有效的和無(wú)效的)劃分成若干個(gè)等價(jià)的子集(稱為等價(jià)類別或等價(jià)區(qū)間)，使得每個(gè)子集中的一個(gè)典型值在測(cè)試中的作用與這一子集中所有其它值的作用相同. 可從每個(gè)子集中選取一組數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)試程序2例:某報(bào)表處理系統(tǒng)要求用戶輸入處理報(bào)表 的日期，日期限制在2003年1月至2008年 12月，即系統(tǒng)只能對(duì)該段期間內(nèi)的報(bào)表 進(jìn)行處理，如日期不在此范圍內(nèi)，則顯 示輸入錯(cuò)誤信息。 系統(tǒng)日期規(guī)定由年、月的6位數(shù)字字符組 成，前四位代表年，后兩位代表月。 如何用等價(jià)類劃分法設(shè)計(jì)測(cè)試用例, 來(lái)測(cè)試程序的日期檢查功能？3如何劃分等價(jià)類？

2、有效等價(jià)類(合理等價(jià)類)無(wú)效等價(jià)類(不合理等價(jià)類) 劃分等價(jià)類的標(biāo)準(zhǔn)：覆蓋不相交代表性4劃分等價(jià)類的規(guī)則 (1)如果輸入條件規(guī)定了取值范圍，可定義一個(gè)有 效等價(jià)類和兩個(gè)無(wú)效等價(jià)類。例 輸入值是學(xué)生成績(jī)，范圍是01000 100 有效等價(jià)類0成績(jī)100無(wú)效等價(jià)類 成績(jī)100 無(wú)效等價(jià)類 成績(jī)0(2)如果輸入條件代表集合的某個(gè)元素，則可定義 一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無(wú)效等價(jià)類。5劃分等價(jià)類的規(guī)則：(3)如規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值，且程序?qū)Σ煌?入值做不同處理，則每個(gè)允許的輸入值是一個(gè) 有效等價(jià)類，并有一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(所有不允 許的輸入值的集合)。例：輸入條件說(shuō)明學(xué)歷可為:?？啤⒈究?、碩士、博士四 種之

3、一，則分別取這四個(gè)值作為四個(gè)有效等價(jià)類， 另外把四種學(xué)歷之外的任何學(xué)歷作為無(wú)效等價(jià)類(4)如果規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵循的規(guī)則，可確定 一個(gè)有效等價(jià)類（符合規(guī)則）和若干個(gè)無(wú)效等 價(jià)類（從不同角度違反規(guī)則)。(5)如已劃分的等價(jià)類各元素在程序中的處理方式 不同，則應(yīng)將此等價(jià)類進(jìn)一步劃分成更小的等 價(jià)類。6用等價(jià)類劃分法設(shè)計(jì)測(cè)試用例步驟：(1)形成等價(jià)類表，每一等價(jià)類規(guī)定一個(gè) 唯一的編號(hào)；(2)設(shè)計(jì)一測(cè)試用例，使其盡可能多地覆 蓋尚未覆蓋的有效等價(jià)類，重復(fù)這一 步驟，直到所有有效等價(jià)類均被測(cè)試 用例所覆蓋；(3)設(shè)計(jì)一新測(cè)試用例，使其只覆蓋一個(gè) 無(wú)效等價(jià)類，重復(fù)這一步驟直到所有 無(wú)效等價(jià)類均被覆蓋；7

4、第一步：等價(jià)類劃分輸入條件 有效等價(jià)類 無(wú)效等價(jià)類 報(bào)表日期的類型及長(zhǎng)度6位數(shù)字字符(1)有非數(shù)字字符 (4)少于6個(gè)數(shù)字字符 (5)多于6個(gè)數(shù)字字符 (6)年份范圍在20032008之間 (2)小于2003 (7)大于2008 (8)月份范圍在112之間(3)“報(bào)表日期”輸入條件的等價(jià)類表小于1 (9)大于12 (10)8第二步：為有效等價(jià)類設(shè)計(jì)測(cè)試用例 測(cè)試數(shù)據(jù) 期望結(jié)果 覆蓋范圍200306等價(jià)類(1)(2)(3)輸入有效對(duì)表中編號(hào)為1,2,3的3個(gè)有效等價(jià)類用一個(gè)測(cè)試用例覆蓋：(1)6位數(shù)字字符(2)年在20032008之間 (3)月在112之間9第三步：為每一個(gè)無(wú)效等價(jià)類設(shè)至少 設(shè)計(jì)

5、一個(gè)測(cè)試用例 測(cè)試數(shù)據(jù) 期望結(jié)果 覆蓋范圍003MAY等價(jià)類(4)輸入無(wú)效20035等價(jià)類(5)輸入無(wú)效等價(jià)類(6)輸入無(wú)效200105等價(jià)類(7)輸入無(wú)效200905等價(jià)類(8)輸入無(wú)效200300等價(jià)類(9)輸入無(wú)效200313等價(jià)類(10)輸入無(wú)效不能出現(xiàn)相同的測(cè)試用例本例的10個(gè)等價(jià)類至少需要8個(gè)測(cè)試用例10例:對(duì)招干考試系統(tǒng)“輸入學(xué)生成績(jī)”子模塊 設(shè)計(jì)測(cè)試錄入準(zhǔn)考證號(hào)的測(cè)試用例準(zhǔn)考證號(hào)數(shù)據(jù)格式定義：共6為數(shù)字組成，其中第一位為專業(yè)代號(hào):1-行政專業(yè),2-法律專業(yè)，3-財(cái)經(jīng)專業(yè)后5位為考生順序號(hào)，編碼范圍為： 行政專業(yè)準(zhǔn)考證號(hào)碼為:110001111215 法律專業(yè)準(zhǔn)考證號(hào)碼為:210

6、001212006 財(cái)經(jīng)專業(yè)準(zhǔn)考證號(hào)碼為:310001314015 準(zhǔn)考證號(hào)碼的等價(jià)類劃分 有效等價(jià)類: (1) 110001 111215 (2) 210001 212006 (3) 310001 314015 無(wú)效等價(jià)類: (4) - 110000 (5) 111216 210000 (6) 212007 31000 (7) 314016 + 115.4.2 邊界值分析法邊界值分析法與等價(jià)類劃分法區(qū)別(1)邊界值分析不是從某等價(jià)類中 隨便挑一個(gè)作為代表，而是使 這個(gè)等價(jià)類的每個(gè)邊界都要作 為測(cè)試條件。(2)邊界值分析不僅考慮輸入條件， 還要考慮輸出空間產(chǎn)生的測(cè)試 情況被測(cè)試子 域測(cè)試內(nèi)點(diǎn)測(cè)

7、試外點(diǎn) 如果在懸崖峭壁邊可以自信地安全行走，平地就不在話下。 如果軟件在能力達(dá)到極限時(shí)能夠運(yùn)行，那么在正常情況下就不會(huì)出什么問(wèn)題。軟件邊界與懸崖很類似12輸入條件報(bào)表日期的類型及長(zhǎng)度1個(gè)數(shù)字字符5個(gè)數(shù)字字符7個(gè)數(shù)字字符有1個(gè)非數(shù)字字符全部是非數(shù)字字符6個(gè)數(shù)字字符顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)輸入有效日期范圍月份范圍“報(bào)表日期”邊界值分析法測(cè)試用例測(cè)試用例說(shuō)明測(cè)試數(shù)據(jù)期望結(jié)果選取理由5200352003.5MAY-200305月份為1月月份為12月月份12200301200312200300200313200301200812200300200813輸入有效輸入有效顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)輸入

8、有效輸入有效顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)在有效范圍邊界上選取數(shù)據(jù)僅有1個(gè)合法字符比有效長(zhǎng)度少1比有效長(zhǎng)度多1只有1個(gè)非法字符6個(gè)非法字符類型及長(zhǎng)度均有效最小日期最大日期剛好小于最小日期剛好大于最大日期最小月份最大月份剛好小于最小月份剛好大于最大月份13有效等價(jià)類和用來(lái)測(cè)試getNumDaysInMonth()方法所選的有效輸入 有效等價(jià)類一個(gè)月有31天,非閏年19017(七月)一個(gè)月有31天, 閏年19047(七月)一個(gè)月有30天,非閏年19016(六月)一個(gè)月有30天, 閏年19046(六月)一個(gè)月為28或29天,非閏年19012(二月)月份輸入值年份輸入值一個(gè)月為28或29天, 閏年2(二月)1904

9、14用來(lái)測(cè)試getNumDaysInMonth()方法的附加邊界值 等價(jià)類可以被400整除的閏年20002(二月)可以被100整除的非閏年19002(二月)非正數(shù)無(wú)效月份12910正數(shù)無(wú)效月份131513月份輸入值年份輸入值155.4.3 錯(cuò)誤推測(cè)法(error guessing)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、直覺(jué)和預(yù)感來(lái)進(jìn)行測(cè)試?yán)纾阂欢ㄒ紤]建立處理下列等價(jià)類:缺省值空白空值零值無(wú)輸入條件在已經(jīng)找到軟件缺陷的地方再找找 165.4.4 因果圖法 因果圖適合于描述對(duì)于多種輸入條件的組合，相應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)動(dòng)作的形式來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試用例。 因果圖方法最終生成的是判定表。17因果圖方法實(shí)例某電力公司有A、B、C、D四類收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)

10、,并規(guī)定：居民用電 100度/月 按A類收費(fèi) 100度/月按B類收費(fèi)動(dòng)力用電 10000度/月,非高峰,B類收費(fèi) 10000度/月,非高峰,C類收費(fèi) 10000度/月, 高峰,C類收費(fèi) 10000度/月, 高峰,D類收費(fèi)18 用因果圖表明輸入和輸出間的邏輯關(guān)系1I12ABC435DI4I3I2因果19把因果圖轉(zhuǎn)換為判定表組合條件條件(原因) 動(dòng)作(結(jié)果)ABC123123456101100011000110000100001104101050011D000110010000測(cè)試用例20為判定表每一列設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試用例:1列 居民電,90度/月 A2列 居民電,110度/月 B3列 動(dòng)力電,非高峰

11、,8000度/月 B4列 動(dòng)力電,非高峰,1.2萬(wàn)度/月 C5列 動(dòng)力電, 高峰,0.9萬(wàn)度/月 C6列 動(dòng)力電, 高峰,1.1萬(wàn)度/月 D 條件 測(cè)試用例 預(yù)期結(jié)果組合 (輸入數(shù)據(jù)) (輸出動(dòng)作)215.4.5 狀態(tài)測(cè)試 軟件必須測(cè)試程序的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換。測(cè)試軟件的邏輯流程建立狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖減少要測(cè)試的狀態(tài)及轉(zhuǎn)換的數(shù)量空閑等待用戶輸入命令按下Esc鍵顯示口令框口令錯(cuò)誤 消除口令正確初始狀態(tài)消失空閑等待用戶輸入命令按下Esc鍵口令正確口令錯(cuò)誤不同形式的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 在黑盒測(cè)試中，不必了解代碼中設(shè)置的地層變量，從軟件用戶的角度建立狀態(tài)圖即可22減少要測(cè)試的狀態(tài)及轉(zhuǎn)換的數(shù)量每種狀態(tài)至少訪問(wèn)一次測(cè)試最常見最

12、普遍的狀態(tài)轉(zhuǎn)換測(cè)試狀態(tài)之間最不常用的分支測(cè)試所有錯(cuò)誤狀態(tài)及其返回值、測(cè)試隨即狀態(tài)轉(zhuǎn)換失敗狀態(tài)測(cè)試找到測(cè)試軟件失敗的案例。競(jìng)爭(zhēng)條件和時(shí)序錯(cuò)亂重復(fù)壓迫重負(fù)應(yīng)聯(lián)合使用，同時(shí)進(jìn)行23設(shè)置2Bwatch 上的時(shí)間的順序圖:2Bwatch用戶按下左和右按鈕:2Bwatch輸入:2Bwatch顯示:2Bwatch時(shí)間時(shí)間按下左按鈕按下右按鈕按下左和右按鈕閃爍小時(shí)閃爍分鐘增加分鐘刷新提交更新時(shí)間停止閃爍242Bwatch 設(shè)置時(shí)間功能的狀態(tài)圖和測(cè)試結(jié)果 按左按鈕 按右按鈕按左按鈕 按右按鈕4. 2分鐘以后測(cè)量時(shí)間設(shè)置時(shí)間電池沒(méi)電3.按下左右按鈕5.按下左右按鈕/蜂鳴8. 20年以后7. 20年以后6.2.1.

13、激勵(lì)因素空集合測(cè)量時(shí)間1.初始變遷測(cè)試的變遷預(yù)期結(jié)果狀態(tài)按下左邊按鈕測(cè)量時(shí)間2.同時(shí)按下兩個(gè)按鈕設(shè)置時(shí)間3.等2分鐘測(cè)量時(shí)間4.超時(shí)255.5 針對(duì)專門環(huán)境和應(yīng)用的測(cè)試5.5.1 GUI測(cè)試 常見GUI測(cè)試指南：對(duì)于窗口對(duì)于菜單和鼠標(biāo)操作對(duì)于數(shù)據(jù)項(xiàng)265.5.2 C/S體系結(jié)構(gòu)的測(cè)試 整體C/S測(cè)試策略(三個(gè)不同層次)客戶端應(yīng)以“分離的”模式被測(cè)試 (不考慮服務(wù)器和底層網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行)客戶端軟件和關(guān)聯(lián)的服務(wù)器端應(yīng)用被一起測(cè)試(網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不被明顯考慮)完整的C/S體系結(jié)構(gòu)(包括網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和性能)被測(cè)試27 C/S常用測(cè)試方法客戶端應(yīng)用功能測(cè)試服務(wù)器測(cè)試（協(xié)調(diào)和數(shù)據(jù)管理功能、性能）數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試事務(wù)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)通

14、信測(cè)試285.5.3 實(shí)時(shí)系統(tǒng)測(cè)試 可采用以下四步策略：(1) 任務(wù)測(cè)試(2) 行為測(cè)試(3) 任務(wù)間測(cè)試(4) 系統(tǒng)測(cè)試29(1) 任務(wù)測(cè)試 (task testing) 對(duì)每一個(gè)任務(wù)進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試(白盒、黑盒測(cè)試)，發(fā)現(xiàn)邏輯和功能上錯(cuò)誤，不能發(fā)現(xiàn)定時(shí)上和行為上錯(cuò)誤 。30(2)行為測(cè)試(behavioral testing) 用CASE工具創(chuàng)建應(yīng)用系統(tǒng)模型，模擬實(shí)時(shí)系統(tǒng)行為。 按類測(cè)試各種事件(如中斷、控制信號(hào)、數(shù)據(jù))。 測(cè)試過(guò)的事件以隨機(jī)次序、隨機(jī)頻率送給系統(tǒng),檢查軟件行為方面的錯(cuò)誤.31(3)任務(wù)間測(cè)試(intertask testing) 檢查與時(shí)間有關(guān)錯(cuò)誤。 如用不同數(shù)據(jù)速率、處理負(fù)

15、載 測(cè)試相互通信的異步任務(wù)。 通過(guò)消息隊(duì)列或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)測(cè)試 任務(wù)間的通信來(lái)找出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)錯(cuò) 誤的范圍。32(4) 系統(tǒng)測(cè)試 (system testing) 軟件、硬件組裝后，找出軟、硬件接口錯(cuò)誤。33軟件測(cè)試的過(guò)程單元測(cè)試被測(cè)模塊集成測(cè)試設(shè)計(jì)信息單元測(cè)試被測(cè)模塊單元測(cè)試被測(cè)模塊測(cè)試過(guò)的模塊確認(rèn)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試軟件需求其它系統(tǒng)元素裝配好的軟件 確認(rèn)的軟件可運(yùn)行的軟件5.6軟件測(cè)試的步驟34軟件測(cè)試策略單元測(cè)試UCDRSIVST集成測(cè)試確認(rèn)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)工程軟件需求分析軟件設(shè)計(jì)代碼編寫355.6.1 單元測(cè)試一.單元測(cè)試的內(nèi)容主要對(duì)模塊的五個(gè)基本特性進(jìn)行評(píng)價(jià)模塊錯(cuò)誤處理模塊接口局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 重要的執(zhí)

16、行路徑邊界條件361.常見錯(cuò)誤類型 接口錯(cuò)誤I/O錯(cuò)誤數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤算法錯(cuò)誤比較及控制邏輯錯(cuò)誤錯(cuò)誤處理錯(cuò)誤372. 模塊測(cè)試基本原則 至少一次測(cè)試所有語(yǔ)句測(cè)試所有可能的執(zhí)行或邏輯路徑的組合測(cè)試每個(gè)模塊的所有入口和出口383. 確定單元測(cè)試數(shù)據(jù)集 值域值類離散值值的次序集(測(cè)試順序文件和表) 39二. 單元測(cè)試的方法單元測(cè)試一般為編碼步驟的附屬部分.模塊不是獨(dú)立的程序,自己不能運(yùn)行,要靠其它部分來(lái)調(diào)用和驅(qū)動(dòng),要為每個(gè)單元測(cè)試開發(fā)兩個(gè)軟件:(1)驅(qū)動(dòng)模塊(驅(qū)動(dòng)程序):相當(dāng)于主模塊(2)樁模塊(測(cè)試存根、連接程序): 代替所測(cè)模塊調(diào)用的子模塊40單元測(cè)試的測(cè)試環(huán)境舉例:BACDE待測(cè)試模塊41單元測(cè)試

17、的測(cè)試環(huán)境舉例:被測(cè)模塊 B 驅(qū)動(dòng)模塊(模擬模塊A)樁模塊(測(cè)試存根)(模擬模塊E)測(cè)試用例測(cè)試結(jié)果許多模塊不能用簡(jiǎn)單的軟件進(jìn)行充分的單元測(cè)試, 此時(shí), 完全的測(cè)試可放到集成測(cè)試階段再進(jìn)行.42單元測(cè)試的測(cè)試環(huán)境舉例: 實(shí)際軟件華氏到懾氏轉(zhuǎn)換模塊溫度數(shù)據(jù)實(shí)際配置測(cè)試用例數(shù)據(jù)結(jié)果 測(cè)試驅(qū)動(dòng)軟件華氏到懾氏轉(zhuǎn)換模塊結(jié)果測(cè)試驅(qū)動(dòng)際配置43單元測(cè)試的測(cè)試環(huán)境舉例 溫度顯示模塊溫度接口模塊實(shí)際配置測(cè)試驅(qū)動(dòng)際配置 溫度顯示模塊程序員編寫的樁模塊(測(cè)試存根)溫度值的測(cè)試文件445.6.2 集成測(cè)試(組裝測(cè)試) 集成測(cè)試需考慮的問(wèn)題:數(shù)據(jù)穿越接口可能丟失.一模塊可能破壞另一模塊功能.子功能組裝可能未產(chǎn)生所要求的

18、 主功能.全程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能出問(wèn)題.誤差累積問(wèn)題.45集成測(cè)試方法 通常采用黑盒測(cè)試技術(shù) 實(shí)施策略:非漸增式測(cè)試漸增式測(cè)試 深度優(yōu)先廣度優(yōu)先自頂向下結(jié)合自底向上結(jié)合46一. 非漸增式集成方式 一次就把所有通過(guò)了單元測(cè)試的模塊組合在一起進(jìn)行全程序的測(cè)試. 缺點(diǎn):發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤難以診斷定位. 又稱“莽撞測(cè)試” .47二. 漸增式集成方式 從一個(gè)模塊開始,測(cè)一次添加一個(gè)模塊，邊組裝邊測(cè)試，以發(fā)現(xiàn)與接口相聯(lián)系的問(wèn)題。48自頂向下結(jié)合方式舉例:ADBE模塊測(cè)試結(jié)合順序CF深度優(yōu)先:A、B、E、C、D、F廣度優(yōu)先:A、B、C、D、E、F49自頂向下結(jié)合方式舉例:(深度優(yōu)先)A測(cè)試 AS2S1S3A加入BS2BS3S4A加入ES2BS3EA加入CCBS3E加入DCBDE加入FCBDEAAFS550自底向上結(jié)合方式舉例:ACBDFEEd1Cd3Fd4Bd2EDd5F51自底向上結(jié)合方式舉例:McD1MaMbD2D3簇1簇2簇3523. 混合集成測(cè)試方法一般對(duì)軟件結(jié)構(gòu)的上層使用自頂向下結(jié)合的 方法;對(duì)下層使用自底向上結(jié)合的方法;53五. 測(cè)試和測(cè)試測(cè)試(Alpha)在開發(fā)者的場(chǎng)所由用戶進(jìn)行,在開發(fā)著關(guān)注和控制的環(huán)境下進(jìn)