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黑盒测试专业技术.docx


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本章介绍黑盒测试的概念和进行黑盒测试的目的与意义,以及关于等价类划分、边界值分析、因果图法、判定表法、正交试验法、功能图法等测试用例设计方法的原理与实现,并从测试设计说明、测试用例说明、测试程序说明三个方面介绍如何编写测试用例,最终总结一个ATM的例子体现如何设计测试用例。

初涉软件测试者可能认为拿到软件后就可以马上进行测试,并期望马上找出软件全部缺陷,这种想法就犹如没有受过工程训练的开发工程师急于去编写代码一样。软件测试也是一个工程,也相应安装工程的角度去生疏软件测试,在具体的测试实施之前,我们需要明白我们测试什么,怎么测试等,也就是说通过制定测试用例指导测试的实施。

所谓测试用例设计就是将软件测试的行为活动,作一个科学化的组织归纳。软件测试是有组织性、不周详和方案性的,而设计软件测试用例的目的,就是为了能将软件测试的行为转换为可管理的模式。软件测试时软件质量管理中最实际的行动,同时也是耗时最多的一项。基于时间因素的考虑,软件测试行为必需能够加以量化,才能进一步让管理阶层把握所需要的测试过程,而测试用例就是将测试行为具体量化的方法之一。
简洁的说,测试用例就是设计一个状况,软件程序在这种状况下,必需能够正常运行并且达到程序所设计的执行结果。假如程序在这种状况下不能正常运行,而且这种问题会重复发生,那就表示软件程序人员已经测出软件有缺陷,这时候就必需将这个问题标示出来,并且输入到问题跟踪系统内,通知软件开发人员。软件开发人员接获通知后,将这个问题修改完成于下一个测试版本内,软件测试
工程师取得新的测试版本后,必需利用同一个用例来测试这个问题,确保该问题已修改完成。
由于我们不行能进行穷举测试,为了节省时间和资源、提高测试效率,必需要从数量极大的可用测试数据中细心选择出具有代表性或特殊性的测试数据来测试。
使用测试用例的好处主要体现在以下几个方面。
在开头实施测试之前设计好测试用例,可以避开盲目测试并提高测试效率。
测试用例的使用领软件测试的实施重点突出、目的明确。
在软件版本更新后只需修正少部分的测试用例便可开展测试工作,降低工作强度,缩短项目周期。
功能模块的通用化和复用化使软件测试易于开展,并随着测试用例的不断精化其效率也不断攀升。
具体的黑盒测试用例设计方法包括等价类划分法、边界值分析法、错误推想法、因果图法、判定表驱动法、正交试验设计法、功能图法等。应当说,这些方法是比较有用的,但接受什么方法,在使用时自然要针对开发项目的特点对方法加以适当的选择。下面我们争辩集中常用的方法。

等价类划分是一种典型的黑盒测试方法,用这一方法设计测试用例完全不考虑程序的内部结构,只依据对程序的要求和说明,即需求规格说明书。我们必需认真分析和推敲说明书的各项需求,特殊是功能需求。把说明书中对输入的要求和输出的要求区分开来并加以分解。
由于穷举测试工作量太大,以至于无法实际完成,促使我们在大量的可能数据中选取其中的一部分作为测试用例。例如,在不了解等价安排技术的前提下,我们做计算器程序的加法测试时,测试了1+1,1+2,1+3,1+4之后,还有必要测试1+5,1+6吗,能否放心地认为他们是正确的?我们感觉1+5,1+6,与前面的1+1,1+2都是很类似的简洁加法。
等价类划分的方法是把程序的输入域划分成若干部分,然后从每个部分中选
取少数代表性数据作为测试用例。每一类的代表性数据在测试中的作用等价于这一类中的其他值,也就是说,假如某一类中的一个例子发生了错误,这一等价类中的其他例子也能发生同样的错误;反之,假如某一类中的一个例子没有发觉错误,则这一类中的其他例子也不会查出错误(除非等价类中的某些例子属于另一等价类,由于几个等价类是可能相交的)。使用这一方法设计测试用例,首先必需在分析需求规格说明的基础上划分等价类,列出等价类表。
划分等价类和列出等价类表
等价类是指某个输入域的子集合。在该子集合中,各个输入数据揭露程序中的错误都是等效的。并合理地假定:测试某等价类的代表值就等于对这一类其他值的测试。
因此,可以把全部输入数据合理的划分为若干等价类,在每一个等价类中取一个数据作为测试的输入条件,就可以用少量代表性的测试数据取得较好的测试结果。等价类划分有两种不同的状况:有效等价类和无效等价类。
有效等价类:指对于程序的规格说明来说是合理的,有意义的输入数据构成的集合。利用有效等价类可检验程序是否实现了规格说明中所规定的功能和性能。
无效等价类:与有效等价类的定义恰巧相反。
设计测试用例时,要同时考虑这两种等价类。由于软件不仅要能接收合理的数据,也要能经受意外的考验。这样的测试才能确保软件具有更高的牢靠性。
下面给出6条确定等价类的原则:
在输入条件规定了取值范围或值的个数状况下,可以确立一个有效等价类和两个无效等价类。
在输入条件规定了输入值的集合或者规定了“必需如何”的条件的状况下,可以确立一个有效等价类和一个无效等价类。
在输入条件是一个布尔量的状况下,可确定一个有效等价类和一个无效等价类。
在规定了输入数据的一组值(假定n个),并且程序要对每一个输入值分别处理的状况下,可确定n个有效等价类和一个无效等价类。
在规定了输入数据必需遵守的规章的状况下,可确立一个有效等价类(符合规章)和若干个无效等价类(从不同角度违反规章)。
在确定已划分的等价类中,各元素在程序处理中的方式不同的状况下,则应再将该等价类进一步地划分为更小的等价类。
在确立了等价类之后,建立等价类表,列出全部划分出的等价类如表所示。
表5-1等价类表示例
输入条件
有效等价类
无效等价类
输入条件
有效等价类
无效等价类






确定测试用例
依据已列出的等价类表,按以下步骤确定测试用例:
为每个等价类规定一个唯一的编号。
设计一个新的测试用例,使其尽可能多的掩盖尚未掩盖的有效等价类。重复这一步,最终使得全部有效等价类均被测试用例所掩盖。
设计一个新的测试用例,使其只掩盖一个无效等价类。重复这一步使全部无效等价类均被掩盖。
在查找等价区间时,想方法把软件的相像输入、输出、操作分成组。这些组就是等价区间。
例题:依据下面给出的规格说明,利用等价类划分的方法,给出足够的测试用例。“一个程序读入3个整数,把这三个数值看作一个三角形的三条边的长度值。这个程序要打印出信息,说明这个三角形是不等边的、是等腰的、还是等边的”。
我们可以设三角形的三条边为A,B,C。假如他们能够构成三角形的3条边,必需满足:
A>0,B>0,C>0,且A+B>C,B+C>A,A+C>B。
假如是等腰的,还要推断A=B,或B=C,或A=C。
假如是等边的,则需推断是否A=B,且B=C,且A=C。
列出等价类表,如表5-2所示。
设计测试用例:输入挨次是【A,B,C】,如表5-3所示。
请记住,等价安排的目标是把可能的测试用例组合缩减到仍旧足以满足软件测试需求为止。由于,选择了不完全测试,就要冒肯定的风险,所以必需认真选择分类。
关于等价安排最终要讲的一点是,这样做有可能不客观。科学有时也是一门艺术。测试同一个简单程序的两个软件测试员,可能会制定出两种不同的等价区间。只要审查等价区间的人都认为他们足以掩盖测试对象就可以了。

人们从长期的测试工作阅历得知,大量的错误是发生在输入或输出范围的边
界上的,而不是在输入范围的内部。因此针对各种边界状况设计测试用例,可以查出更多的错误。例如,在做三角形计算时,要输入三角形的3个边长A、B、C。这三个数值应当满足A>0,B>0,C>0,A+B>C,A+C>B,B+C>A,才能构成三角形。但假如把6个不等式中的任何一个大于号“>”错写成大于等于号“≥”,那就不能构成三角形。问题恰恰消灭在简洁被疏忽的边界四周。这里所说的边界是指相当于输入等价类和输出等价类而言,稍高于其边界值及稍低于其边界值的一些特定状况。
边界条件
我们可以想象一下,假如在悬崖峭壁边可以自信地平安行走,平地就不在话下了。假如软件在力量达到极限时能够运行,那么在正常状况下一般也就不会有什么问题。
边界条件是特殊状况,由于编程从根本上说不怀疑边界有问题。下面的一段源代码说明白在一个极简洁的程序中是如何产生边界条件问题的。
remcreatea10elementintegerarray
reminitializeeachelementto-1
dimdata(10)asinteger
dimIasinteger
fori==1to10
data(i)=-1
nexti
end
这段代码的意图是创建包含10个元素的数组,并为数组中的每一个元素赋初值-。它建立了包含10个整数的数组data和一个计数值i。For循环是从1~10,数组中从第一个元素到第十个元素被赐予数值-?
在大多数开发语言脚本中,应当以声明的范围定义数组,在本例中定义语句是dimdata(10)asinterger,第一个创建的元素是data(0),而不是data(1)。该程序实际上创建了一个从data(0)~data(10)共11个元素的数组。

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