软件测试的基本理论-黑盒测试-1

一.黑盒测试方法

1，等价类划分法

主张：最常用的黑盒测试方法，主张以尽可能少的用例测试用例覆盖尽可能多的数据；

等价类：将这些输入数据按照需求进行分类，划分成若干个子集，这些子集就是等价类

正确划分等价类能极大程度较少测试用例的数量；测试会更准确有效；

a:等价类划分概述

等价类划分

1）有效等价类：有效值的集合，符合程序要求、合理且有意义的输入数据

2）无效等价类：无效值的集合

b：设计测试用例

确定等价类后，需要建立等价类表列出所有的划分出等价类，用以设计测试用例；
基于等价类划分测试用例的设计步骤：
1）确定测试对象，保证非测试对象的正确性
2）为每个等价类规定一个唯一的编号
3）设计有效等价类的测试用例，尽可能多的覆盖尚未被覆盖的有效等价类，直到测试用例覆盖所有的有效等价类
4）设计无效等价类，使其覆盖所有的无效等价类

等价类划分demo

某余额提现等价类划分
分析：
快速提款：限额10000元，普通到账：最大余额

1）选择快速提现
有效等价类：0<提取金额《=余额
第n次提取：0<提取金额+前几次《=余额
无效等价类：余额 <= 0或 大于余额
2）普通提现
有效等价类：0<提取金额《=余额
无效等价类：余额 <= 0或 大于余额

余额提现功能等价类表

功能	有效等价类	编号	无效等价类	编号
选择快速提现	0<提取金额《=余额	1	余额 <= 0	2
			>余额	3
选择快速提现	0<提取金额+前几次《=余额	4	余额 <= 0	5
			大于余额	6
选择普通提现	0<提取金额《=余额	7	余额 <= 0	8
			大于余额	9

根据等价类表设计测试用例-余额5000元
test case

用例序号	功能	金额	覆盖有效等价类编号
001	快速到账1次	1000元	1
002	快速到账3次	1000元	4
003	快速到账	-1000元	2
004	快速到账1次	6000元	3
005	快速到账3次	-4000元	5
006	快速到账3次	4000元	6
007	选择普通提现	4000元	7
008	选择普通提现	-4000元	8
009	选择普通提现	6000元	9

2.边界值分析法

由于程序开发多处于边界处理容易出错，所以边界值分析法能够有效找出缺陷

边界值分析法概述

边界值分析法是对软件的输入输出进行测试的一种方法，它通常作为等价类划分的一种补充测试。

边界值分析法demo

某余额提现边界值分析
分析：
1)快速提取：
第一次提取：提取金额边界值为-1、0、1、9999、10000、10001、5000
第N次取：已经提取2000，边界值为-1、0、1、7999、8000、8001、5000
2)普通提取
第一次提取：提取边界值-1、0、1、49999、50000、50001、20000

余额宝提现边界值分析测试用例

测试用例	功能	金额	被测边界	预期输出
001	快速到账	-1	0	无法提现
002	快速到账	0	0	无法提现
003	快速到账	1	0	提现1元
004	快速到账	9999	10000	提现9999元
005	快速到账	10000	10000	提现10000元
006	快速到账	10001	10000	无法提现
007	快速到账	5000	无	提现5000元
008	快速到账N	-1	0	无法提现
009	快速到账N	0	0	无法提现
010	快速到账N	1	0	提现1元
011	快速到账N	7999	8000	提现7999元
012	快速到账N	8000	8000	提现8000元
013	快速到账N	8001	8000	无法提现
014	快速到账	5000	无	提现5000元
015	普通到账	-1	0	无法提现
016	普通到账	0	0	无法提现
017	普通到账	1	0	提现1元
018	普通到账	49999	50000	提现49999元
019	普通到账	50000	50000	提现50000元
020	普通到账	50001	50000	无法提现
021	普通到账	20000	无	提现20000元

3.因果图方法

等价类与边界值主要侧重于输入条件，却没有考虑这些之间的关系，如，组合、约束
因果图描述多个输入之间制约关系，因果图（Cuase-effect Graph）是一种描述输入条件的组合及每种组合对应的输出的图形化工具。在因果图的基础上可以设计测试用例。

因果图设计方法

a)恒等。若原因出现，则结果出现；若原因不出现，则结果不出现。

(b)非。若原因出现，则结果不出现；若原因不出现，则结果出现。

©或。若几个原因中有一个出现，则结果出现；若几个原因均不出现，则结果不出现。

(d)与。若几个原因都出现，结果才出现；若几个原因中有一个不出现，则结果不出现。

为了表示因果图中的约束条件，可用一些符号在因果图中加以标识。

从原因方面考虑主要有4种约束条件：

(a)E(互斥、排他)。a、b两个原因不会同时出现，最多只有一个出现。

(b)I(包含、或)。a、b、c三个原因至少有一个出现。

©O(唯一)。a、b两个原因必须有一个出现，且仅有一个出现。

(d)R(需求)。a出现时b必定出现。

从结果方面考虑主要有1种约束条件：

(a)M(屏蔽)。a出现时，b必定不出现；a不出现时，b则不确定。

利用因果图设计测试用例应遵循的步骤：

1)分析程序的规格说明书中哪些事原因，哪些是结果。所谓原因，是指输入条件或输入条件的等价类，而结果是指输出条件。

给每一个原因和结果赋一个标识符。

2)分析程序规格说明书中的语义，确定原因与原因，原因与结果之间的关系，画出因果图。

3)由于语法环境的限制，一些原因与原因之间，原因与结果之间的组合不能出现。对于这些特殊情况，在因果图中用一些记号标明约束或限制条件。

4)将因果图转化为判定表。

5)根据判定表的每一列设计测试用例。

因果图设计demo

4.决策表方法（判定表）

实际测试中如果输入条件过多，在加上输入输出之间作用关系，因果图比较负责，往往使用决策表代替因果图法；利用决策表可以设计出完整的测试用例集合；

决策表概述

我们通过简单例子来分析下决策表
分析：
1）图书阅读提示：是否疲惫、是否对内容感兴趣、对书中内容是否感到迷惑
2）阅读指南建议：回到第一章阅读、继续读下去、跳到下一章、停止阅读并休息

类别	内容	1	2	3	4	5	6	7	8
问题	是否疲惫	Y	Y	Y	Y	N	N	N	N
问题	是否对内容感兴趣	Y	Y	N	N	N	Y	Y	N
问题	对书中内容是否感到迷惑	Y	N	N	Y	Y	Y	N	N
建议	回到第一章阅读						v
建议	继续读下去							v
建议	跳到下一章					v			v
建议	停止阅读并休息	v	v	v	v

决策表通常有4部分组成：
1）条件桩：列出问题的所有条件，除了某些问题对条件的先后次序有要求之外，通常决策表中所列条件先后次序都无关紧要。
2）条件项：条件桩所有可能取值
3）动作桩：动作桩就是问题可能采取的操作，这些操作一般没有先后次序之分，
4）动作项：指出条件项的各组取值情况下应采取值情况。

上述：疲惫内容是动作桩，y等是条件项，动作桩：跳到下一章等，动作项:具体操作，v
上述1、2两个，分别是YYY\YYN但结果都是一致的，说明对书中内容是否感兴趣对结果判断不影响，因此称为此项为无关条件项；

简化后的图书指南决策表-5个用例

类别	内容	1	2	3	4	5	6	7	8
问题	年薪、月薪	Y	Y	Y	Y	N	N	N	N
问题	普通错误	Y	Y	N	N	N	Y	Y	N
问题	严重错误	Y	N	N	Y	Y	Y	N	N
建议	回到第一章阅读						v
建议	继续读下去							v
建议	跳到下一章					v			v
建议	停止阅读并休息	v	v	v	v

决策表demo

工资发放决策表
酬薪制度如下：年薪与月薪
员工定位：错误定位与严重错误
年薪制员工，普通错误2%，严重错误扣款4%,
月薪制员工,普通错误4%，严重错误扣款8%,
分析：
条件桩：月薪-年薪、普通错误-严重错误
条件项：M-Y、N-S
动作桩：口框比例
动作项：2%、4%、6%、8%、12%

类别	内容	1	2	3	4	5	6	7	8
reason	年薪、月薪	Y	Y	Y	Y	M	M	M	M
reason	普通错误	N	Y	N	Y	N	Y	N	Y
reason	严重错误	N	N	Y	Y	N	N	Y	Y
result	未扣款	V				V
result	2%		V
result	4%			V			V
result	6%				V
result	4%
result	8%							V	V

无需要合并的地方，即整理成用例为

员工工资测试用例

测试用例	薪资制度	薪资	错误程度	扣款
001	年薪	20000	无
002	年薪	25000	普通
003	年薪	30000	严重
004	年薪	35000	普通+严重
005	月薪	8000	无
006	月薪	10000	普通
007	月薪	15000	严重
008	月薪	20000	普通+严重

5.正交试验设计法

在软件测试中，软件往往很复杂。很难从软件的规格说明中得出一一对应的输入与输出关系，基本无法划分出等价类，使用因果图也比较庞大复杂。

正交试验设计概述

正交表是一种特制的表格，一般用Ln(mk)表示，L代表是正交表，n代表试验次数或正交表的行数，k代表最多可安排影响指标因素的个数或正交表的列数，m表示每个因素水平数，且有n=k*(m-1)+1。
正交试验法就是安排多因素试验、寻求最优水平组合的一种高效率的试验设计方法。

1）关键因素

指标：判断实验结果优略的标准。
因子：因子也称为因素，是指影响所有实验指标的条件；
因子状态：也叫因子水平，他是指因子变量的取值。

2）正交试验设计法设计用例时，按照以下步骤

a:分析软件规格说明书等到影响软件功能的因子，确定因子可以有哪些取值，即确定因子状态。

例如：影响软件运行的因素有DB与操作系统，DB分为Mysql、MongoDB、Oracle，操作系统有windows、Linux、MAC,即因子状态分别为3个；

因子-状态表

因子	因	子	状态
操作系统	window	linux	mac
数据库	mysql	MongoDB	Oracle

b:加权筛选，简化因子-状态表
实际软件测试中软件的因子或者因子状态会有很多，每个因子对其的状态作用也不大，因此需要根据因子-状态的的重要程度进行加权筛选，选出重要的因子-状态，简化表格。
c:构建正交表，设计测试用例
正交表表示形式：
L：表示正交表
n：正交表的行数，正交表每行可以设计一个测试用例，因此n也代表测试用例个数
c:表示正交实验的因子数目，即正交表的列数，因此正交表是一个n行c列的表格；
t：为水平数，表示每个因子能够取得的最大值，即因子有多少个状态；
例如：L4(2 – 3)正交表

行、列	1	2	3
1	1	1	1
2	1	0	0
3	0	1	0
4	0	0	1

以上因子为：用户名、密码、验证嘛，状态分别为0、1 与实际2**3 = 8少了4个用例。

正交表
取码：j6r5

正交法demo

社交软件WEB页面运行环境正交试验设计
分析：
服务器：IIS、apache、jetty
操作系统：window7\window10\linux
插件：无、小程序、app插件
浏览器：IE11、chrome、FiresFox
分析因子c=4,水平数t=3 即为下图正交表

即将因子状态带入表格如下图：
app页面运行环境测试用例

行、列	服务器	操作系统	插件	浏览器
1	IIS	window7	IE11	IE11
2	IIS	window10	chrome	chrome
3	IIS	linux	app插件	FiresFox
4	apache	window7	chrome	FiresFox
5	apache	window10	app插件	IE11
6	apache	linux	IE11	chrome
7	jetty	window7	app插件	chrome
8	jetty	window10	IE11	FiresFox
9	jetty	linux	chrome	IE11
加粗样式

6. 错误推测法

错误推测法凭借的是测试人员的 直觉和经验 来推测系统中可能出现的各种缺陷。
常常是列举出系统中所有【可能的缺陷和容易发生缺陷的特殊情况】，并根据它们来设计测试用例。
例如：查询功能
A、无条件查询
B、是否支持模糊查询
C、查询的关键字之间是否可用连接符
D、输入正确的查询条件以前加上空格，看是否能正确地查出相应的数据
E、若查询结果为空，是否给与相应提示

7、 场景法

软件的工作流程往往对应着现实生活的场景。应该从更高些的视角来 把握系统的业务流程，了解功能模块
在熟悉流程的基础上才能讨论局部细节的测试设计。 场景法的核心是事件流和场景。

1）场景法的示意图

在这个图中，有一个基本流和四个备选流。从基本流开始，再将基本流和备选流结合起来，可以确定以下用例场景：

场景 1 基本流

场景 2 基本流 备选流 1

场景 3 基本流 备选流 1 备选流 2

场景 4 基本流 备选流 3

场景 5 基本流 备选流 3 备选流 1

场景 6 基本流 备选流 3 备选流 1 备选流 2

场景 7 基本流 备选流 4

场景 8 基本流 备选流 3 备选流 4
从上面的实例我们就可以了解“场景”=“基本流”+“备选流”
基本流：采用直黑线表示，是经过用例的最简单的路径（无任何差错，程序从开始直接执行到结束）
备选流：采用不同颜色表示，一个备选流可能从基本流开始，在某个特定条件下执行，然后重新加入基本流中，也可以起源于另一个备选流，或终止用例，不在加入到基本流中；（实际上是各种“非主流”的情况）
下面是场景法的基本设计步骤

1. 根据说明，描述出程序的基本流及各项备选流 
2. 根据基本流和各项备选流生成不同的场景 
3. 对每一个场景生成相应的测试用例 
4. 对生成的所有测试用例重新复审，去掉多余的测试用例，测试用例确定后，对每一个测试用例确定测试数据值

补充：
更多测试资料
白盒测试理论