第7講 等價(jià)類(lèi)劃分法

第7講等價(jià)類(lèi)劃分法徐浙君主要內(nèi)容黑盒測(cè)試簡(jiǎn)介等價(jià)類(lèi)劃分法案例分析關(guān)于黑盒測(cè)試黑盒測(cè)試也稱(chēng)功能測(cè)試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試，它是在已知產(chǎn)品所應(yīng)具有的功能，通過(guò)測(cè)試來(lái)檢測(cè)每個(gè)功能是否都能正常使用。軟件輸入黑盒測(cè)試不深入代碼細(xì)節(jié)輸出黑盒測(cè)試概述在測(cè)試時(shí)，把程序看作一個(gè)不能打開(kāi)的黑盒子，在完全不考慮程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性的情況下，測(cè)試者在程序接口進(jìn)行測(cè)試，它只檢查程序功能是否按照需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)的規(guī)定正常使用，程序是否能適當(dāng)?shù)亟邮蛰斎霐?shù)據(jù)而產(chǎn)生正確的輸出信息，并且保持外部信息（如數(shù)據(jù)庫(kù)或文件）的完整性，如圖所示。黑盒測(cè)試黑盒測(cè)試主要用于發(fā)現(xiàn)以下情況是否有不正確或遺漏了的功能在接口上，能否正確地接受輸入數(shù)據(jù)，能否產(chǎn)生正確地輸出信息訪(fǎng)問(wèn)外部信息是否有錯(cuò)性能上是否滿(mǎn)足要求界面是否錯(cuò)誤，是否不美觀初始化或終止錯(cuò)誤“黑盒”的兩種基本方法黑盒測(cè)試有兩種基本方法，即通過(guò)測(cè)試和失敗測(cè)試。在進(jìn)行通過(guò)測(cè)試時(shí)，實(shí)際上是確認(rèn)軟件能做什么，而不會(huì)去考驗(yàn)其能力如何。軟件測(cè)試員只運(yùn)用最簡(jiǎn)單，最直觀的測(cè)試案例。

在設(shè)計(jì)和執(zhí)行測(cè)試案例時(shí)，總是先要進(jìn)行通過(guò)測(cè)試。在進(jìn)行破壞性試驗(yàn)之前，看一看軟件基本功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。這一點(diǎn)很重要，否則在正常使用軟件時(shí)就會(huì)奇怪地發(fā)現(xiàn)，為什么會(huì)有那么多的軟件缺陷出現(xiàn)？

在確信了軟件正確運(yùn)行之后，就可以采取各種手段通過(guò)搞“垮”軟件來(lái)找出缺陷。純粹為了破壞軟件而設(shè)計(jì)和執(zhí)行的測(cè)試案例，被稱(chēng)為失敗測(cè)試或迫使出錯(cuò)測(cè)試。黑盒測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)黑盒測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)：1）比較簡(jiǎn)單，不需要了解程序內(nèi)部的代碼及實(shí)現(xiàn)；2）與軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)；3）從用戶(hù)角度出發(fā)，能很容易的知道用戶(hù)會(huì)用到哪些功能，會(huì)遇到哪些問(wèn)題；4）基于軟件開(kāi)發(fā)文檔，所以也能知道軟件實(shí)現(xiàn)了文檔中的哪些功能；5）在做軟件自動(dòng)化測(cè)試時(shí)較為方便。黑盒測(cè)試的缺點(diǎn)：1）不可能覆蓋所有的代碼，覆蓋率較低，大概只能達(dá)到總代碼量的30%；2）自動(dòng)化測(cè)試的復(fù)用性較低。黑盒測(cè)試的方法等價(jià)類(lèi)劃分法邊界值分析法決策表法因果圖法等價(jià)類(lèi)劃分法為了保證軟件質(zhì)量，我們需要做盡量多的測(cè)試，但不可能用所有可能的輸入數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)試程序，即窮盡測(cè)試是不可能的。我們可以選擇一些有代表性的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)試程序，但怎樣選擇呢？等價(jià)類(lèi)劃分是解決這一問(wèn)題的一個(gè)方法。等價(jià)類(lèi)劃分法等價(jià)類(lèi)是某個(gè)輸入域的集合，在這個(gè)集合中每個(gè)輸入條件都是等效的。如果其中一個(gè)的輸入不能導(dǎo)致問(wèn)題發(fā)生，那么集合中其它輸入條件進(jìn)行測(cè)試也不可能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。等價(jià)類(lèi)分為有效等價(jià)類(lèi)和無(wú)效等價(jià)類(lèi)。有效等價(jià)類(lèi)就是由那些對(duì)程序的規(guī)格說(shuō)明有意義的、合理的輸入數(shù)據(jù)所構(gòu)成的集合，利用有效等價(jià)類(lèi)可檢驗(yàn)程序是否實(shí)現(xiàn)了規(guī)格說(shuō)明中所規(guī)定的功能和性能。無(wú)效等價(jià)類(lèi)就是那些對(duì)程序的規(guī)格說(shuō)明不合理的或無(wú)意義的輸入數(shù)據(jù)所構(gòu)成的集合。

等價(jià)類(lèi)劃分法設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，要同時(shí)考慮這兩種等價(jià)類(lèi)。因?yàn)?，軟件不僅要能接收合理的數(shù)據(jù)，也要能經(jīng)受意外的考驗(yàn)。這樣的測(cè)試才能確保軟件具有更高的可靠性。劃分等價(jià)類(lèi)重要的是：集合的劃分，劃分為互不相交的一組子集，而子集的并集是整個(gè)集合。

下面給出六條確定等價(jià)類(lèi)的原則。等價(jià)類(lèi)劃分的原則1、在輸入條件規(guī)定了取值范圍或值的個(gè)數(shù)的情況下，則可以確立一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)和兩個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)。例如：成年人每分鐘的心跳60-100之間為正常。有效等價(jià)類(lèi)：60-100

無(wú)效等價(jià)類(lèi)：<60和>100

等價(jià)類(lèi)劃分的原則2、在輸入條件規(guī)定了輸入值的集合或者規(guī)定了“必須如何”的條件的情況下，可確立一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)和一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)。例如：用戶(hù)連續(xù)輸入錯(cuò)誤密碼的次數(shù)最多為3次。有效等價(jià)類(lèi)：<=3次

無(wú)效等價(jià)類(lèi)：>3次

等價(jià)類(lèi)劃分的原則3、在輸入條件是一個(gè)布爾量的情況下，可確定一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)。

例如：?jiǎn)芜x的選中與不選中?！鹉猩衽葍r(jià)類(lèi)劃分的原則4、在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值（假定n個(gè)），并且程序要對(duì)每一個(gè)輸入值分別處理的情況下，可確立n個(gè)有效等價(jià)類(lèi)和一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)。

例如：輸入數(shù)據(jù)為省份的選擇。當(dāng)輸入‘青?！ⅰ＝ā?、‘浙江’。這些都是有效值。當(dāng)輸入‘福州’，就是無(wú)效值。等價(jià)類(lèi)劃分的原則5、在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵守的規(guī)則的情況下，可確立一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)（符合規(guī)則）和若干個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)（從不同角度違反規(guī)則）。

例如：規(guī)定必須輸入非0的正整數(shù)。

這種例子應(yīng)充分考慮規(guī)則是否可以拆分為具有單一的子規(guī)則，然后得到從不同角度違反規(guī)則的無(wú)效等價(jià)類(lèi)。

該例子起碼可拆分為非0、數(shù)字、正數(shù)、整數(shù)4個(gè)子規(guī)則，至少每個(gè)規(guī)則對(duì)應(yīng)一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)，即0、字符串、負(fù)數(shù)、小數(shù)，甚至可挖掘出輸入為空的隱含等價(jià)類(lèi)。等價(jià)類(lèi)劃分的原則6、在確知已劃分的等價(jià)類(lèi)中各元素在程序處理中的方式不同的情況下，則應(yīng)再將該等價(jià)類(lèi)進(jìn)一步的劃分為更小的等價(jià)類(lèi)。

例如：核對(duì)日期的有效性，初步有效等價(jià)類(lèi)是1<=Month<=12，1<=Day<=31

可是考慮到2月以及閏年、閏月、長(zhǎng)月、短月等，需要進(jìn)一步細(xì)分，當(dāng)然其中還涉及到了年月日組合的問(wèn)題。根據(jù)等價(jià)類(lèi)劃分原則，將等價(jià)類(lèi)填入下表。

等價(jià)類(lèi)表輸入條件有效等價(jià)類(lèi)無(wú)效等價(jià)類(lèi)等價(jià)類(lèi)劃分法的分類(lèi)針對(duì)是否對(duì)無(wú)效數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，可以將等價(jià)類(lèi)測(cè)試分為兩種：標(biāo)準(zhǔn)等價(jià)類(lèi)測(cè)試（也稱(chēng)，一般等價(jià)類(lèi)測(cè)試）健壯等價(jià)類(lèi)測(cè)試等價(jià)類(lèi)劃分法的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)等價(jià)類(lèi)測(cè)試不考慮無(wú)效數(shù)據(jù)值，測(cè)試用例使用每個(gè)等價(jià)類(lèi)中的一個(gè)值。通常，標(biāo)準(zhǔn)等價(jià)類(lèi)測(cè)試用例的數(shù)量和最大等價(jià)類(lèi)中元素的數(shù)目相等。案例分析（一）例1：要求輸入三個(gè)整數(shù)a、b、c，分別作為三角形的三條邊，取值范圍在1～100之間，判斷由三條邊構(gòu)成的三角形類(lèi)型為等邊三角形、等腰三角形、一般三角形以及不構(gòu)成三角形。等價(jià)類(lèi)劃分：在多數(shù)情況下，是從輸入域劃分等價(jià)類(lèi)，但對(duì)于三角形問(wèn)題，從輸出域來(lái)定義等價(jià)類(lèi)是最簡(jiǎn)單的劃分方法。R1={〈a，b，c〉：邊為a，b，c的等邊三角形}R2={〈a，b，c〉：邊為a，b，c的等腰三角形}R3={〈a，b，c〉：邊為a，b，c的一般三角形}R4={〈a，b，c〉：邊為a，b，c不能構(gòu)成三角形}案例分析（一）測(cè)試用例abc預(yù)期輸出TC1202020等邊三角形TC2202010等腰三角形TC35810一般三角形TC43610不構(gòu)成三角形等價(jià)類(lèi)劃分法健壯等價(jià)類(lèi)測(cè)試主要的出發(fā)點(diǎn)是考慮了無(wú)效等價(jià)類(lèi)。對(duì)有效輸入，測(cè)試用例從每個(gè)有效等價(jià)類(lèi)中取一個(gè)值；對(duì)無(wú)效輸入，一個(gè)測(cè)試用例有一個(gè)無(wú)效值，其他值均取有效值。等價(jià)類(lèi)劃分法測(cè)試用例設(shè)計(jì)(1)對(duì)每個(gè)輸入或外部條件進(jìn)行等價(jià)類(lèi)劃分，形成等價(jià)類(lèi)表，為每一等價(jià)類(lèi)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(lèi)，重復(fù)這一步驟，直到所有有效等價(jià)類(lèi)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(lèi)，重復(fù)這一步驟直到所有無(wú)效等價(jià)類(lèi)均被覆蓋；案例分析（二）例2：設(shè)某公司要打印2001～2005年的報(bào)表，其中報(bào)表日期為6位數(shù)字組成，其中，前4位為年份，后兩位為月份。第一步：劃分等價(jià)類(lèi)輸入及外部條件有效等價(jià)類(lèi)無(wú)效等價(jià)類(lèi)報(bào)表日期的類(lèi)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2001～2005之間②小于2001⑦大于2005⑧月份范圍在1～12之間③小于1⑨大于12⑩在劃分等價(jià)類(lèi)時(shí)可以先考慮輸入數(shù)據(jù)的類(lèi)型（合法型和非法型），再考慮數(shù)據(jù)范圍（合法型中的合法區(qū)間和非法區(qū)間）。第二步：為有效等價(jià)類(lèi)設(shè)計(jì)測(cè)試用例 對(duì)表中編號(hào)為①②③的3個(gè)有效等價(jià)類(lèi)用一個(gè)測(cè)試用例覆蓋：測(cè)試數(shù)據(jù)期望結(jié)果覆蓋范圍200105輸入有效等價(jià)類(lèi)①②③第三步：為每一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)至少設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試用例測(cè)試數(shù)據(jù)期望結(jié)果覆蓋范圍001MAY輸入無(wú)效等價(jià)類(lèi)④20015輸入無(wú)效等價(jià)類(lèi)⑤2001001輸入無(wú)效等價(jià)類(lèi)⑥20000輸入無(wú)效等價(jià)類(lèi)⑦20080輸入無(wú)效等價(jià)類(lèi)⑧200100輸入無(wú)效等價(jià)類(lèi)⑨200113輸入無(wú)效等價(jià)類(lèi)⑩本例的10個(gè)等價(jià)類(lèi)至少需要8個(gè)測(cè)試用例例3：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)試用例。

招干考試分三個(gè)專(zhuān)業(yè),準(zhǔn)考證號(hào)第一位為專(zhuān)業(yè)代號(hào),如:1-行政專(zhuān)業(yè),2-法律專(zhuān)業(yè),3-財(cái)經(jīng)專(zhuān)業(yè).

行政專(zhuān)業(yè)準(zhǔn)考證號(hào)碼為:110001～111215

法律專(zhuān)業(yè)準(zhǔn)考證號(hào)碼為:210001～212006

財(cái)經(jīng)專(zhuān)業(yè)準(zhǔn)考證號(hào)碼為:310001～314015案例分析（三）例:準(zhǔn)考證號(hào)碼的等價(jià)類(lèi)劃分

有效等價(jià)類(lèi):

(1)110001～111215(2)210001～212006(3)310001～314015

無(wú)效等價(jià)類(lèi):

(4)-

～110000(5)111216～210000(6)212007～310000(7)314016～+

案例分析（三）例3：在某網(wǎng)站申請(qǐng)免費(fèi)信箱時(shí)，要求用戶(hù)必須輸入用戶(hù)名、密碼及確認(rèn)密碼，對(duì)每一項(xiàng)輸入條件的要求如下：用戶(hù)名要求為4位以上，16位以下，使用英文字母、數(shù)字、“-”、“_”，并且首字符必須為字母或數(shù)字；密碼要求為6～16位之間，只能使用英文字母、數(shù)字以及“-”、“_”，并且區(qū)分大小寫(xiě)。案例分析（三）輸入條件有效等價(jià)類(lèi)編號(hào)無(wú)效等價(jià)類(lèi)編號(hào)用戶(hù)名4～16位1少于4位8多于16位9首字符為字母2首字符為除字母、數(shù)字之外的其他字符10首字符為數(shù)字3英文字母、數(shù)字、“-”、“_”組合4組合中含有除英文字母、數(shù)字、“-”、“_”之外的其他特殊字符11密碼6～16位5少于6位12多于16位13英文字母、數(shù)字、“-”、“_”組合6組合中含有除英文字母、數(shù)字、“-”、“_”之外的其他特殊字符14確認(rèn)密碼內(nèi)容同密碼相同7內(nèi)容同密碼相同，但字母大小寫(xiě)不同15表：等價(jià)類(lèi)表案例分析（三）根據(jù)上述等價(jià)類(lèi)表，設(shè)計(jì)測(cè)試用例如下表所示。測(cè)試用例用戶(hù)名密碼確認(rèn)密碼預(yù)期輸出TC1abc_2000abc_123abc_123注冊(cè)成功TC22000-abc123-abc123-abc注冊(cè)成功TC3abc1234567812345678提示用戶(hù)名錯(cuò)誤TC4abcdefghijk1234561234567812345678提示用戶(hù)名錯(cuò)誤TC5_abc1231234567812345678提示用戶(hù)名錯(cuò)誤TC6abc&1231234567812345678提示用戶(hù)名錯(cuò)誤TC7abc_1231234512345提示密碼錯(cuò)誤TC8abc_123abcdefghijk123456abcdefghijk123456提示密碼錯(cuò)誤TC9abc_123abc&123abc&123提示密碼錯(cuò)誤TC10abc_123abc_123Abc_123提示密碼錯(cuò)誤表：測(cè)試用例等價(jià)類(lèi)劃分法優(yōu)缺點(diǎn)等價(jià)類(lèi)劃分法的