2022年测试用例设计方案技巧正交试验法详解.docx

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1、测试用例设计方法 -正交试验法详解正交试验法介绍正交试验法是讨论多因素、多水平的一种试验法，它是利用正交表来对试验进行设计，通过少数的试验替代全面试验，依据正交表的正交性从全面试验中选择适量的、有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“匀称分散，整齐可比”的特点；k正交表是一种特制的表格，一般用L nm 表示， L 代表是正交表， n 代表试验次数或正交表的行数，k 代表最多可支配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 ；正交表的特点正交表具有以下两个特点；正交表必需满意这两个特点，有一条不满意，就不是正交表；每列中不同数字显现的次数相等；这一特点

2、说明每个因素的每个水平与其它因素的每个水平参加试验的几率是完全相同的，从而保证了在各个水平中最大限度地排除了其它因素水平的干扰，能有效地比较试验结果并找出最优的试验条件；在任意 2列其横向组成的数字对中，每种数字对显现的次数相等；这个特点保证了试验点匀称地分散在因素与水平的完全组合之中，因此具有很强的代表性；使用正交试验法的缘由对于单因素或两因素试验，因其因素少，试验的设计、实施与分析都比较简洁；但在实际 工作中，经常需要同时考察3 个或 3 个以上的试验因素，如进行全面试验，试验的规模很大，由于时间和成本的限制我们不行能进行全面试验，但是详细挑其中的哪些测试用例进 行测试我们心里拿不准，总担

3、忧不做不选择的那些测试用例会遗漏一些严峻缺陷；为了有 效的、合理地削减测试的工时与费用，我们利用正交试验法来设计测试用例；正交试验法 就是支配多因素试验、寻求最优水平组合的一种高效率的试验设计方法；我们用测试实例来进行说明使用正交试验法设计测试用例的好处；测试需求：某所高校通信系共 2个班级，刚考完某一门课程，想通过“性别 ”、“班级 ”和“成果 ”这三个查询条件对通信系这门课程的成果分布，男女比例或班级比例进行人员查询：依据 “性别 ”=“男，女 ”进行查询依据 “班级 ”=“1 班， 2 班”查询依据 “成果 ”=“及格，不及格 ”查询依据传统设计全部测试分析上述测试需求，有3个被测元素，

4、被测元素我们称为因素，每个因素有两个取值，我们称之为水平值，所以全部测试用例个数是2*2*2=8 ，参见下表序号性别班级成果1女1 班及格2女1 班不及格3女2 班及格4女2 班不及格5男1 班及格6男1 班不及格7男2 班及格8男2 班不及格利用正交表设计测试用例，我们得到的测试用例个数是n=3*2-1+1=4，对于三因素两水平的刚好有 L 432 的正交表可以套用，于是用正交表试验法得出4 个测试用例如下：序号性别班级成果1女1 班及格2女2 班不及格3男1 班不及格4男2 班及格依据实际需要可以在用正交试验法设计用例的基础上补充一些测试用例；4个测试用例与 8个测试用例相比测试用例个数是

5、削减了；因素数和水平数越大越能表达用正交表的好处；例如：对于一个四因素且每个因素均为三水平的试验，假如依据全面试验需要进行 3*3*3*3=81 次；但是假如用正交试验法选择L 93 4 正交表， n=4*3-1+1=9次试验就可以掩盖；从这点可以说明用正交试验法能有效地、合理地削减测试用例和工时，节省测试成本；正交表的类别及如何查找正交表1.1. 正交表的类别1. 单一水平正交表各列水平数相同的正交表称为等水平正交表；如L4 （ 23）、 L 8（ 27 ）、 L12 （ 211）等各列中的水平为 2，称为 2水平正交表； L 9（ 34 ）、 L 27 （ 313 ）等各列水平为 3 ，称

6、为 3 水平正交 表；表示为： Lnm k；2. 混合水平正交表各列水平数不完全相同的正交表称为混合水平正交表；如L8（ 41 24 ）表中有一列的水平为4，有 4 列水平数为 2；也就是说该表可以支配一个4 水平因素和 4个2 水平因素；再如 L 16（44 23 ）， L 16（ 41 212）等都是混合水平正交表；表示为：Ln（ m 1k1 m 2k2 ）；2.2. 如何查找正交表查 Dr. Genichi Taguchi设计的正交表http:/www.york.ac.uk/depts/maths/tables/orthogonal.htm Technical Support com正交

7、表的一个实例 :L42 3 2- 水平数3- 因素数n=4- 最少试验次数确定因素数和水平数因素数：确定测试中有多少个相互独立的考察变量；水平数：确定任何一个因素在试验中能够取得的最多个值依据因素数和水平数确定n 值对于单一水平正交表Lnm k ，用 n=k*m-1+1 公式运算k1mk2对于混合水平正交表Lnm12 .m x ，用 n=k 1*m 1-1+k 2*m 2- 1+ kx *m x -1+1 公式运算kx选择合适的正交表单一水平正交表：假如存在试验次数等于n，并且水平数大于等于m、因素数大于等于 k 的正交表，我们把这个正交表拿过来套用；假如不存在试验次数等于n 的正交表，我们就

8、得找出满意试验次数大于n 的正交表并且水平数大于等于m 、因素数大于等于 k ；混合水平正交表：假如存在试验次数等于n ，并且水平数大于等于maxm1,m 2 ,m 3 , 、因素数大于等于 k 1 +k 2+k 3+ 的正交表，我们把这个正交表拿过来套用；假如不存在试验次数等于n 的正交表，我们就得找出满意试验次数大于n 的正交表并且水平数大于等于maxm1,m2,m3, 、因素数大于等于 k1+k2+k3+ ；当有 2 个或 2 个以上正交表可以被选择时，选取原就是选试验次数最少的那个正交表；依据正交表把变量的值映射到表中，设计测试用例把变量的值映射到正交表中，每一行的各因素的取值组合作为

9、一个测试用例；用正交表设计测试用例的两种情形：存在试验次数等于nn=k*m-1+1的正交表案例 1 ：假设一个网页有 3 个不同的部分（ Top 、Middle 、Bottom），并且每个部分都可以单独显示及隐匿；要测试这三个不同部分的交互；依据前面给出的正交表测试用例设计步骤，用正交试验法设计测试用例；确定因素数和水平数确定有 3 个独立变量且每个变量 2 个取值： TopHidden, Visible, MiddleHidden, Visible, BottomHidden, Bottom依据因素数和水平数确定n 值水平数： m=2因素数： k=3 Ln （2 3）n=k*m-1+1=3*

10、2-1+1=4选择合适的正交表先看看正交表里有没有试验次数=4 的正交表，假如有我们再看看因素数和水平数是不是符合；选择正交表 L4 （ 2 3 ）变量为三因素，值为二水平，恰好相符；把变量的值映射到表中，并设计测试用例Hidden=0， Visible=1列数TopMiddleBottom1HiddenHiddenHidden2HiddenVisibleVisible3VisibleHiddenVisible4VisibleVisibleHidden把表中每一行转换成测试用例，可以得到4 个测试用例如下：1. 隐匿 Top ， Middle ， Bottom这三部分2. 显示除 Top 外的

11、其它部分3. 显示出 Middle部格外的其它部分4. 显示除 Bottom部格外的其它部分不存在试验次数等于nn=k*m-1+1的正交表案例 2：手机照相机的拍照模式是一般模式，针对对比度（正常，极低，低，高，极高）、颜色成效（无，黑白，棕褐色，负片，水绿色）、感光度（自动，100， 200， 300， 400，800）、白平稳（自动， 白炽光，日光，荧光，阴光）、照片大小（5M, 3M, 2M, 1M, VGA ）、闪光模式（关，开）各个值用正交试验法设计测试用例；1. 确定因素数和水平数因素数：对比度，颜色成效，感光度，白平稳，照片大小，闪光模式水平数：对比度：正常、极低、低、高、极高颜

12、色成效：无、黑白、棕褐色、负片、水绿色感光度：自动、 100、200、400、 800白平稳：自动、白炽光、日光、荧光、阴光照片大小： 5M、3M、2M、 1M、VGA闪光模式：开、关2. 依据因素数和水平数确定n 值m1 =5, k 1=5m2 =2, k 2=1nL 5 521n=k1*m 1-1+k 2* m 2-1+1=5*5-1+1*2-1+1=20+1+1=223. 选择合适的正交表6122549依据运算得出n=22, 我们先看看有没有试验次数等于22的正交表，实际上不存在n=22的正交表，这个时候我们就得找n 大于 22并且满意12m=maxm=5,m =2,k=k+k =5+1

13、=6的正交表；查到 L（ 5 ） ,L7 8 都满意当有 2 个或 2 个以上正交表可以被选择时，选取原就是选试验次数最少的那个正交表，所以我们选 L 25（ 56 ）正交表；111213141516121222223133333414444451555556212345正交试验法的优缺点正交试验法作为设计测试用例的方法之一，也有其优缺点；优点：依据正交性从全面试验中选择出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的特点具备了“均匀分散，整齐可比 ”的特点；通过使用正交试验法削减了测试用例，合理地削减测试的工时与费用，提高测试用例的有效性；是一种高效率、快速、经济的试验设计方法；缺点：对每个状态点

14、同等对待，重点不突出，简洁造成在用户不常用的功能或场景中，花费不少时间进行测试设计与执行，而在重要路径的使用上反而没有重点测试；虽然正交试验设计有上述不足，但它能通过部分试验找到最优水平组合，因而很受实际工作者的青睐；722345182345129245123102512341131352412324135133352411434 因子 3 状态1 确定 正 交表的行和列；每个因素有 3个水平，共需支配9次试验2 确 定正 交表的内容 .对每 个 因 素的水平进行编号，分别为1、2、3，并将试验依据水平数 3进行分组，即每三个试验为一组；对于 第 一 列:第一组试验中，全部使用因素的第 2个水平；第三组试验中，全部使用因素1的第 1个水平；其次组试验中，全部使用因素1的第 3个水平；1对于 第 二 列:每一组试验中，都分别使用因素2的三个水平 1、2、3:对于 第 三 列:每一项试验中，每一个水平编号的确定方法见公式3.1；3 生 成正 交表；将每 个 因 素的水平编号填入表中可得正交表如表3.2所示 .