黑盒测试及其用例的设计.ppt
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1、黑盒测试及其用例的设计,内容大纲,测试用例设计概述 黑盒测试法的概念 三角形问题与NextDate函数 等价类划分法 边界值分析法 因果图法 决策表法 错误推测法 场景法 测试方法的选择,教学目标,理论环节 学习理解黑盒测试方法的基本概念 学习理解黑盒测试的两个典型问题 学习掌握黑盒测试的等价类划分法 学习掌握黑盒测试的边界值分析法 学习掌握黑盒测试的因果图测试法和决策表法 实践环节 通过案例运用学习掌握运用方法解决实际问题的能力 运用等价类划分法与边界值分析法进行实际程序测试 运用因果图测试法与决策表法进行实际程序测试,测试用例设计概述,测试用例的定义和特征 测试用例的基本准则 设计测试用例
2、的着眼点 测试用例设计书写标准,Return,测试用例的定义和特征,测试用例的定义: (1)测试用例是为特定的目的而设计的一组测试输入、 执行条件和预期的结果。 (2)测试用例是执行的最小实体。 测试用例的特征: (1)最有可能抓住错误的; (2)不是重复的、多余的; (3)一组相似测试用例中最有效的; (4)既不是太简单,也不是太复杂。,设计测试用例的基本准则,测试用例的代表性 能够代表并覆盖各种合理的和不合理的、合法的和非法的、边界的和越界的以及极限的输入数据、操作和环境设置等。 测试结果的可判定性 即测试执行结果的正确性是可判定的,每一个测试用例都应有相应的期望结果。 测试结果的可再现性
3、 即对同样的测试用例,系统的执行结果应当是相同的。,设计测试用例的着眼点,根据产品规格,测试基本功能; 考虑设计一般用户(非专业人员)的使用方案; 考虑设计稀有或特殊的使用方案; 与系统其他组成部分的配合(如FAX和上网可能要用到MODEM,测试中考虑对设备的共享); 考虑特殊情况(如内存和硬件的冲突等); 设计极端情况(如内存泄漏、破坏性测试等); 好的测试用例集能花费最小的代价(人力、物力、财力、时间)做最好的测试。,测试用例设计书写标准,在ANSI/IEEE829-1983标准中列出了和测试设计相关的测试用例编写规范和模板。标准模板中主要元素如下: 标识符惟一标识每一个测试用例 测试项准
4、确的描述所需要测试的项及其特征 测试环境要求表征执行该测试用例需要的测试环境 输入标准执行测试用例的输入需求(这些输入可能包括数据、文件或者操作) 输出标准按照指定的环境和输入标准得到的期望输出结果 测试用例之间的关联标识该测试用例与其它的测试(或其它测试用例)之间的依赖关系,黑盒测试法的概念,Return,黑盒测试被称为功能测试或数据驱动测试。在测试时,把被测程序视为一个不能打开的黑盒子,在完全不考虑程序内部结构和内部特性的情况下进行。 采用黑盒测试的目的主要是在已知软件产品所应具有的功能的基础上,进行: (1)检查程序功能能否按需求规格说明书的规定正常使用,测试各个功能是否有遗漏,检测性能
5、等特性要求是否满足。 (2)检测人机交互是否错误,检测数据结构或外部数据库访问是否错误,程序是否能适当地接收输入数据而产生正确的输出结果,并保持外部信息(如数据库或文件)的完整性。 (3)检测程序初始化和终止方面的错误。,三角形问题与NextDate函数,1、三角形问题 输入三个整数a、b、c,分别作为三角形的三条边,现通过程序判断由三条边构成的三角形的类型为等边三角形、等腰三角形、一般三角形(特殊的还有直角三角形),以及构不成三角形。 现在要求输入三个整数a、b、c,必须满足以下条件: 条件1 1a100 条件4 ab+ c 条件2 1b100 条件5 ba+ c 条件3 1c100 条件6
6、 ca+ b,Return,三角形问题与NextDate函数(续),如果输入值a、b、c不满足条件1、条件2和条件3 ,程序给出“边的取值超出允许范围”的信息。 如果输入值a、b、c 满足条件1、条件2和条件3,则输出下列四种情况之一: (1)如果不满足条件4、条件5和条件6中的一个,则程序输出为“非三角形”。 (2)如果三条边相等,则程序输出为“等边三角形”。 (3)如果恰好有两条边相等,则程序输出为“等腰三角形”。 (4)如果三条边都不相等,则程序输出为“一般三角形”。 结论:三角形问题的复杂之处在于输入与输出之间的关系比较复杂。,三角形问题与NextDate函数(续),2、NextDat
7、e函数 - NextDate函数说明另一种复杂的关系,即输入变量之间逻辑关系的复杂性。 - NextDate函数包含三个变量month、day和year,函数的输出为输入日期后一天的日期。 要求输入变量month、day和year均为整数值,并且满足下列条件: 条件1 1 month 12 条件2 1 day 31 条件3 1912 year 2050 结论:在NextDate函数中有两种复杂性的输入来源,一是输入域的复杂性,二是确定闰年的规则并要增加“额外天”。,等价类划分法,等价类的划分原则 等价类划分法的测试用例设计 常见等价类划分测试形式 使用等价类划分法测试的实例,Return,等价
8、类划分法,等价类划分法是一种重要的、常用的黑盒测试方法,它将不能穷举的测试过程进行合理分类,从而保证设计出来的测试用例具有完整性和代表性。 举例:设计这样的测试用例,来实现一个对所有实数进行开平方运算( y = sqrt(x) )的程序的测试。 思考方向: 由于开平方运算只对非负实数有效,这时需要将所有的实数(输入域x)进行划分,可以分成:正实数、0 和 负实数。假设我们选定+1.4444代表正实数,-2.345代表负实数,则该程序的测试用例为+1.4444、 0 和 -2.345。,等价类划分法,等价类划分 等价类划分是黑盒测试技术,可将测试用例数量降到最少。 等价类划分是将可能的输入划分成
9、若干等价的类,每一个类选择一个测试用例,这种方法假设对于一个类的所有成员来说,系统通常按照类似的方式运行。 关键步骤:确定等价类和选择测试输入 基本原则: 每个可能的输入属于某一个等价类 任何输入都不会属于多个等价类 用等价类的某个成员作为输入时,如果证明执行存在误差,那么用该类的任何其他成员作为输入,也能检查到同样的误差。,等价类的划分原则,采用等价类划分法设计测试用例通常分两步进行: (1)确定等价类,列出等价类表。 (2)确定测试用例。,等价类的划分,划分等价类可分为两种情况: (1)有效等价类 - 是指对软件规格说明而言,是有意义的、合理的输入数据所组成的集合。利用有效等价类,能够检验
10、程序是否实现了规格说明中预先规定的功能和性能。 (2)无效等价类 - 是指对软件规格说明而言,是无意义的、不合理的输入数据所构成的集合。利用无效等价类,可以鉴别程序异常处理的情况,检查被测对象的功能和性能的实现是否有不符合规格说明要求的地方。,等价类的划分原则(续),进行等价类划分的依据:,(1)按照区间划分 在输入条件规定了取值范围或值的个数的情况下,可以确定一个有效等价类和两个无效等价类。,例:程序输入条件为小于100大于10的整数x,则有效等价类为10 x100,两个无效等价类为x10和x100。,例:程序输入x取值于一个固定的枚举类型1,3,7,15,且程序 中对这4个数值分别进行了处
11、理,则有效等价类为x=1、x=3、 x=7、x=15,无效等价类为x1,3,7,15的值的集合。,(2)按照数值划分 在规定了一组输入数据(假设包括 n个 输入值),并且程序要对每一个输入值分别进行处理的情况下,可确定 n 个有效等价类(每个值确定一个有效等价类)和一个无效等价类(所有不允许的输入值的集合)。,等价类的划分,(3)按照数值集合划分 在输入条件规定了输入值的集合或规定了“必须如何”的条件下,可以确定一个有效等价类和一个无效等价类(该集合有效值之外)。,例:程序输入条件为取值为奇数的整数x,则有效等价类为x的值为奇数的整数,无效等价类为x的值不为奇数的整数。,例:程序输入条件为以字
12、符a开头、长度为8的字符串,并且字符串不包含a z之外的其它字符,则有效等价类为满足了上述所有条件的字符串,无效等价类为不以a开头的字符串、长度不为8的字符串和包含了a z之外其它字符的字符串。,(5)细分等价类 在确知已划分的等价类中各元素在程序中的处理方式不同的情况下,则应再将该等价类进一步划分为更小的等价类,并建立等价类表。,(4)按照限制条件或规则划分 在规定了输入数据必须遵守的规则或限制条件的情况下,可确定一个有效等价类(符合规则)和若干个无效等价类(从不同角度违反规则)。,等价类划分法的测试用例设计,在设计测试用例时,应同时考虑有效等价类和无效等价类测试用例的设计。 根据已列出的等
13、价类表可确定测试用例,具体过程如下: (1)首先为等价类表中的每一个等价类分别规定一个唯一的编号。 (2)设计一个新的测试用例,使它能够尽量覆盖尚未覆盖的有效等价类。重复这个步骤,直到所有的有效等价类均被测试用例所覆盖。 (3)设计一个新的测试用例,使它仅覆盖一个尚未覆盖的无效等价类。重复这一步骤,直到所有的无效等价类均被测试用例所覆盖。,常见等价类划分测试形式,针对是否对无效数据进行测试,可以将等价类测试分为标准等价类测试和健壮等价类测试。 - 标准等价类测试:不考虑无效数据值,测试用例使用 每个等价类中的一个值。 - 健壮等价类测试:主要的出发点是考虑了无效等价类。对有效输入,测试用例从每
14、个有效等价类中取一个值;对无效输入,一个测试用例有一个无效值,其他值均取有效值。 健壮等价类测试存在两个问题: (1)需要花费精力定义无效测试用例的期望输出 (2)对强类型的语言没有必要考虑无效的输入,使用等价类划分法测试的实例,实例1 三角形问题 分析:在多数情况下,是从输入域划分等价类的,但并非不能从被测程序的输出域反过来定义等价类,事实上,这对于三角形问题却是最简单的划分方法。 在三角形问题中,有四种可能的输出:等边三角形、等腰三角形、一般三角形和非三角形。利用这些信息能够确定下列输出(值域)等价类。 R1 = : 边为a,b,c的等边三角形 R2 = : 边为a,b,c的等腰三角形 R
15、3 = : 边为a,b,c的一般三角形 R4 = : 边为a,b,c不能组成三角形 ,标准等价类测试用例,健壮等价类测试用例,三角形问题,三角形问题的4个标准等价类测试用例,三角形问题,三角形问题的7个健壮等价类测试用例,使用等价类划分法测试的实例,实例2 保险公司计算保费费率的程序 某保险公司的人寿保险的保费计算方式为: 投保额保险费率 其中,保险费率依点数不同而有别,10点及10点以上保险费率为0.6%,10点以下保险费率为0.1%;而点数又是由 投保人的年龄、性别、婚姻状况和抚养人数来决定,具体规则如下:,计算保费费率的程序,(1)分析程序规格说明中给出和隐含的对输入条件的要求,列出等价
16、类表(包括有效等价类和无效等价类)。 - 年龄:一位或两位非零整数,值的有效范围为199 - 性别:一位英文字符,只能取值M或F - 婚姻:字符,只能取值已婚或未婚 - 抚养人数:空白或一位非零整数(19) - 点数 :一位或两位非零整数,值的范围为199 (2)根据(1)中的等价类表,设计能覆盖所有等价类的 测试用例。,等价类表,测试用例,习题,有一个员工管理系统,现对其录入模块进行测试。其中,人员信息包括: 1、编号:必须有,系统自动编号; 2、姓名:必须有,要求为不超过5个汉字; 3、身份证:必须有,长度为18位的数字,或前17位数字末尾为数字或大写字母X; 4、邮箱:要么为空白,要么输
17、入必须包含和. ,且和.的前后均有内容 . 5、住址:可以空白 注意:如果录入正确,则提示录入成功,录入错误,则提示数据不对。 要求: 1、确认输入域和输出域; 2、划出有效等价类和无效等价类; 3、给出测试用例的个数。,边界值分析法,边界值分析法概要 边界值分析法测试用例 边界值分析法测试举例,边界值分析法概要,边界值分析法就是对输入或输出的边界值进行测试的一种黑盒测试方法。通常边界值分析法是作为对等价类划分法的补充,这种情况下,其测试用例来自等价类的边界。 为什么使用边界值分析法? - 无数的测试实践表明,大量的故障往往发生在输入定义域或输出值域的边界上,而不是在其内部。因此,针对各种边界
18、情况设计测试用例,通常会取得很好的测试效果。 怎样用边界值分析法设计测试用例? - 首先确定边界情况。通常输入或输出等价类的边界就是应该着重测试的边界情况。 - 选取正好等于、刚刚大于或刚刚小于边界的值作为测试数据,而不是选取等价类中的典型值或任意值。,举例 常见的边界值,对16-bit 的整数而言 32767 和 -32768 是边界 屏幕上光标在最左上、最右下位置 报表的第一行和最后一行 数组元素的第一个和最后一个 循环的第 0 次、第 1 次和倒数第 2 次、最后一次,边界值分析,边界值分析使用与等价类划分法相同的划分,只是边界值分析假定错误更多地存在于划分的边界上,因此在等价类的边界上
19、以及两侧的情况设计测试用例。 例:测试计算平方根的函数 - 输入:实数 - 输出:实数 - 规格说明:当输入一个0或比0大的数的时候,返回其正平方根;当输入一个小于0的数时,显示错误信息“平方根非法-输入值小于0”并返回0;库函数Print-Line可以用来输出错误信息。,实例分析,等价类划分: - 可以考虑作出如下划分: 输入 (i)=0 输出 (a)=0 和 (b) Error - 测试用例有两个: 输入4,输出2。对应于 (ii) 和 (a) 。 输入-10,输出0和错误提示。对应于 (i) 和 (b) 。 边界值分析: - 划分(ii)的边界为0和最大正实数;划分(i)的边界为最小负实
20、数和0。由此得到以下测试用例: 输入 最小负实数 输入 绝对值很小的负数 输入 0 输入 绝对值很小的正数 输入 最大正实数,边界值分析,边界值分析,通常情况下,软件测试所包含的边界检验有几种类型: - 数字、字符、位置、质量、大小、速度、方位、尺寸、 空间等 相应地,以上类型的边界值应该在: - 最大/最小、首位/末位、上/下、最快/最慢、最高/最低、 最短/最长、 空/满等情况下,实例分析,举例 利用边界值作为测试数据,内部边界值分析,内部边界值条件(子边界值条件) - 数值的边界值检验 - 字符的边界值检验 - 其它边界值检验,小结: 在实际的测试用例设计中,需要将基本的软件设计要求和程
21、序定义的要求结合起来,即结合基本边界值条件和内部边界值条件来设计有效的测试用例。,数值的边界值检验,计算机是基于二进制进行工作的,因此,软件的任何数值运算都有一定的范围限制。,计算机数值运算的范围,字符的边界值检验,在计算机软件中,字符也是很重要的表示元素,其中ASCII和Unicode是常见的编码方式。下表中列出了一些常用字符对应的ASCII码值。,选择测试用例的原则,(1) 如果输入条件规定了值的范围,则应取刚达到这个范围的边界值以及刚刚超过这个范围边界的值作为测试输入数据。 (2) 如果输入条件规定了值的个数,则用最大个数、最小个数和比最大个数多1个、比最小个数少1个的数作为测试数据。
22、(3) 根据程序规格说明的每个输出条件,使用原则 (1)。 (4) 根据程序规格说明的每个输出条件,使用原则 (2) 。 (5) 如果程序的规格说明给出的输入域或输出域是有序集合(如有序表、顺序文件等),则应选取集合中的第一个和最后一个元素作为测试用例。 (6) 如果程序中使用了一个内部数据结构,则应当选择这个内部数据结构的边界上的值作为测试用例。 (7) 分析程序规格说明,找出其它可能的边界条件。,边界值分析法测试用例,采用边界值分析测试的基本思想是:故障往往出现在输入变量的边界值附近。 - 边界值分析法利用输入变量的最小值(min)、略大于最小值(min+)、输入值域内的任意值(nom)、
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- 黑盒 测试 及其 设计
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