《軟件測試》課件：第3課 黑盒測試技術

黑盒測試技術

陳大衛(wèi)Wednesday,January11,2023黑盒測試技術一、黑盒測試策略與準則go>二、等價類劃分go>三、因果圖go>四、正交實驗設計法go>五、邊值分析go>六、判定表驅動測試go>√黑盒測試技術一、黑盒測試策略與準則go>二、等價類劃分go>三、因果圖go>四、正交實驗設計法go>五、邊值分析go>六、判定表驅動測試go>正常情況；非正常情況；邊界情況；非法情況；極端情況（強度測試）；性能測試；兼容性，用戶友好性。一、黑盒測試策略與準則黑盒測試策略何時結束？覆蓋率？測試方法的選擇。一、黑盒測試策略與準則測試準則√黑盒測試技術一、黑盒測試策略與準則go>二、等價類劃分go>三、因果圖go>四、正交實驗設計法go>五、邊值分析go>六、判定表驅動測試go> 是一種典型的黑盒測試方法，即用這一方法設計測試用例完全不考慮程序的內(nèi)部結構，而是只根據(jù)對程序的要求和說明，即需求規(guī)格說明書。把說明中對輸入的要求和輸出的要求區(qū)別開來并加以分解。二、等價類劃分等價類劃分 由于窮舉測試的辦法數(shù)量太大，以至于無法實際完成，自然促使我們要在大量的可能數(shù)據(jù)中選取其中的一部分作為測試用例。問題在于如何選取——等價類劃分。二、等價類劃分選取等價類劃分方法的原因 等價類劃分的辦法是把程序的輸入域劃分成若干部分，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。二、等價類劃分等價類劃分有效等價類無效等價類二、等價類劃分等價類劃分方法簡介

有效等價類指的是對程序的規(guī)格說明是有意義的、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。二、等價類劃分等價類劃分方法簡介

無效等價類指對程序的規(guī)格說明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。（1）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。二、等價類劃分確定等價類的原則 例如，程序的規(guī)格說明中提到的輸入條件包括“…項數(shù)可以從1到999…，”則可以取有效等價類“1<項數(shù)<999”。無效等價類為“項數(shù)<1”及“項數(shù)>999”。又如，程序規(guī)格說明中提到“…學生允許選修2至4門課…”，有效等價類可取“選課2至4門”，無效等價類為“只選一門或未選課”及“選課超過4門”。（2）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。二、等價類劃分 例如，某程序的規(guī)格說明中提到的輸入條件包括“…統(tǒng)計全國各省、市、自治區(qū)的人口…”，則應取“國內(nèi)省、市、自治區(qū)”為有效等價類，“非國內(nèi)省、市、自治區(qū)”為無效等價類。（3）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的等價類。二、等價類劃分等價類表格形式：二、等價類劃分（1）為每個等價類規(guī)定一個唯一的編號。二、等價類劃分確定測試用例步驟:（2）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。（3）設計一個新的測試用例，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。黑盒測試技術√一、黑盒測試策略與準則go>二、等價類劃分go>三、因果圖go>四、正交實驗設計法go>五、邊值分析go>六、判定表驅動測試go>等價類劃分方法并沒有考慮到輸入情況的各種組合，也沒考慮到各個輸入情況之間的相互制約關系。三、因果圖為何采用因果圖:這樣做盡管考慮到各個輸入條件可能出錯的多種情況，但多個輸入條件組合起來出錯的情況卻被忽略了。采用因果圖方法（Cause-EffectGraphing）能夠幫助我們按一定步驟地選擇測試用例，同時還能為我們指出，程序規(guī)格說明描述中存在著什么問題。（1）分析程序規(guī)格說明的描述中，那些是原因，那些是結果。原因常常是輸入條件或是輸入條件的等價類。而結果是輸出條件。三、因果圖測試用例選擇步驟：（2）分析程序規(guī)格說明中的描述中語義的內(nèi)容，并講其表示成連接各個原因與各個結果的“因果圖”。（3）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，在因果圖上使用若干個特殊的符號標明約束條件。（4）把因果圖轉換為判定表。（5）把判定表中每一列表示的情況寫成測試用例。三、因果圖因果圖法介紹：

因果圖的四種符號：三、因果圖因果圖法介紹：

因果圖的四種符號：三、因果圖因果圖法介紹：

因果圖的四種符號：三、因果圖因果圖法介紹：

因果圖的四種符號：三、因果圖因果圖法介紹： 因果圖的四種符號： 說明：ci表示原因，通常置于圖的左部；ei表示結果，通常在圖的右部。ci和ei均可取值0或1，0表示某狀態(tài)不出現(xiàn)，1表示某狀態(tài)出現(xiàn)。三、因果圖因果圖法介紹： 在實際問題中，輸入狀態(tài)相互之間還可能存在某些依賴關系，稱之為“約束”。比如，某些輸入條件本身不可能同時出現(xiàn)。輸出狀態(tài)之間也往往存在約束。在因果圖中，用特定的符號標明這些約束。三、因果圖因果圖法介紹：E約束（異）：a和b中至多有一個可能為1，即a和b不能同時為1。三、因果圖因果圖法介紹：I約束（或）：a、b和c中至少有一個必須是1，即a、b和c不能同時為0。三、因果圖因果圖法介紹：O約束（唯一）：a和b必須有且僅有一個為1。三、因果圖因果圖法介紹：R約束（要求）：a是1時，b必須為1，即不可能a是1時b是0。三、因果圖因果圖法介紹： 輸出條件有的約束只有M約束（強制）：若結果a是1時，則b的結果強制為0。三、因果圖 小結，在較為復雜的問題中，因果圖這個方法是十分有效的，它能有力地幫助我們確定測試用例。當然，如果哪個開發(fā)項目在設計階段就采用了判定表，也就不必再畫因果圖，而是可以直接利用判定表設計測試用例了。黑盒測試技術√一、黑盒測試策略與準則go>二、等價類劃分go>三、因果圖go>四、正交實驗設計法go>五、邊值分析go>六、判定表驅動測試go>利用因果圖來設計測試用例時，作為輸入條件的原因與輸出結果之間的因果關系，有時很難從軟件需求規(guī)格說明書得出，而且即使是對于一般中小規(guī)模的軟件，畫出的因果圖也可能非常龐大，以至于據(jù)此因果圖而得到的測試用例數(shù)目將達到驚人的程度，給軟件測試工作帶來在人工、機時、費用上的沉重負擔。四、正交實驗設計法為何采用正交實驗設計法:為了有效地、合理地減少測試的工時與費用，可以利用在實際生產(chǎn)活動中行之有效的正交實驗法，進行測試用例的設計。 是從大量的實驗點中挑選出適量的、有代表性的點，應用依據(jù)伽羅瓦理論導出的“正交表”，合理地安排實驗的一種科學的實驗設計方法。四、正交實驗設計法正交實驗設計法: 在正交實驗設計方法中，通常把判斷實驗結果優(yōu)劣的標準叫做實驗的指標，把有可能影響實驗指標的條件稱為因子，而影響實驗因子的，叫做因子的水平（或狀態(tài)）。四、正交實驗設計法正交實驗設計法: 軟件功能測試，作為實驗的一種，完全可以利用正交實驗設計法，來進行測試數(shù)據(jù)的選擇，以提高測試的效率。四、正交實驗設計法正交實驗設計法: 首先要根據(jù)被測軟件的規(guī)格說明書找出影響其功能實現(xiàn)的操作對象和外部因素，把它們當作因子，而把各個因子的取值當作狀態(tài)，構造出二元的因素分析表。然后，利用正交表進行各因子的狀態(tài)的組合，構造有效的測試輸入數(shù)據(jù)集。這樣得出的測試用例集中，測試用例的數(shù)目將大大減少。四、正交實驗設計法如何使用正交實驗設計法: 在實際測試時，用戶所提供的被測軟件的功能說明，往往是非形式化的，很難滿足構造因素分析表的需要。因此需要對軟件規(guī)格說明書的功能要求進行劃分，把整體的概要性的功能要求進行層層分解與展開。分解成具體的，有相對獨立性的基本的功能要求，這樣就可以把被測軟件中所有的因子都確定下來，并為確定各因子的權值提供參考的依據(jù)。四、正交實驗設計法提取功能說明，構造因子——狀態(tài)表 接下來，由用戶會同測試人員根據(jù)軟件規(guī)格說明書，確定各個因子的取值，即因子的狀態(tài)。由于有些因子的取值范圍較廣，我們必須進行采樣取值，在各個不同的取值區(qū)間上取典型值與邊界值，并重點選取某些具有特定意義的取值點。四、正交實驗設計法提取功能說明，構造因子——狀態(tài)表 確定因子與狀態(tài)是設計測試用例的關鍵，因此需要盡可能全面、準確地確定取值，以確保測試用例的設計做到完整與有效。 因子與狀態(tài)填入用二維表格形式表示的因子——狀態(tài)表。四、正交實驗設計法提取功能說明，構造因子——狀態(tài)表四、正交實驗設計法利用正交實驗設計法設計測試用例的特點：1、節(jié)省測試工作時。2、可控制生成的測試用例的數(shù)量。3、測試用例具有一定的覆蓋度。黑盒測試技術√一、黑盒測試策略與準則go>二、等價類劃分go>三、因果圖go>四、正交實驗設計法go>五、邊值分析go>六、判定表驅動測試go> 實踐表明，在設計測試用例時，對邊界附近的處理必須給予足夠的重視，為檢驗邊界附近的處理專門設計測試用例，常常取得良好的測試效果。五、邊值分析邊值分析：（1）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(nèi)及剛剛超出范圍的邊界外的值，或是分別對最大、最小個數(shù)及稍小于最小、稍大于最大個數(shù)作為測試用例。五、邊值分析注意遵循以下幾條原則：（2）針對規(guī)格說明的每個輸出條件使用上面的規(guī)則。（3）如果程序規(guī)格說明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。五、邊值分析注意遵循以下幾條原則：（4）分析規(guī)格說明，找出其他的可能邊界條件。實例：

“某一為學生考試試卷評分和成績統(tǒng)計的程序，其規(guī)格說明指出了對程序的要求：程序的輸入文件由80個字符的一些記錄組成，這些記錄分為三組：（1）標題：這一組只有一個記錄，其內(nèi)容為輸出報告的名字。（2）試卷各題標準答案記錄：每個記錄均在第80個字符處標以數(shù)字“2”。該組的第一個記錄的第1至第3個字符為題目編號（取值1—999）。第10至59個字符給出第1至第50題的答案（每個合法字符表示一個答案）。該組的第2，第3，等等記錄相應為第51至第100，第101至第150，等等題的答案。（3）每個學生的答卷描述：該組中每個記錄的第80個字符均為數(shù)字“3”。每個學生的答卷在若干個記錄中給出。如甲的首記錄第1至第9字符給出學生姓名及學號，第10至59字符列出的是甲所做的第1至第50題的答案。若試題數(shù)超過50，則其第2，第3，等等記錄分別給出他的第51至第100，第101至150，等等題的解答。然后是學生乙的答案記錄。五、邊值分析黑盒測試技術√一、黑盒測試策略與準則go>二、等價類劃分go>三、因果圖go>四、正交實驗設計法go>五、邊值分析go>六、判定表驅動測試go>判定表（DecisionTable）六、判定表驅動測試 在一些數(shù)據(jù)處理問題中，某些操作是否實施依賴多個邏輯條件的取值。也即在這些邏輯條件取值的組合所構成的多種情況下，分別執(zhí)行不同的操作。處理這類問題的一個非常有力的分析和表達工具是判定表。判定由四個部分組成：條件茬（ConditionStub）動作茬（ActionStub）條件項（ConditionEntry）動作項（ActionEntry）六、判定表驅動測試判定表（DecisionTable）驅動測試判定表的化簡六、判定表驅動測試條件茬條件項動作茬動作項判定表最突出的優(yōu)點是：它能把復雜的問題按各種可能的情況一一列舉出來，簡明而易于理解，也可避免遺漏。六、判定表驅動測試它的不足之處在于，不能表達重復執(zhí)行的動作，例如循環(huán)結構。 一些軟件的功能需求可用判定表表達得非常清楚，在檢驗程序的功能時判定表也就成為一個非常有力的工具。六、判定表驅動測試判定表在功能測試中的應用：（1）當條件1和條件2滿足，并且條件3和條件4不滿足，或者當條件1、3和條件4滿足時，要執(zhí)行操作1。（2）在任何一個條件都不滿足時，要執(zhí)行操作2。（3）當條件1不滿足時，而條件4被滿足時，要執(zhí)行操作3。六、判定表驅動測試例如：一軟件的規(guī)格說明指出：六、判定表驅動測試（1）規(guī)格說明以判定表形式給出，或