软件测试技术PPT第3章 动态测试技术.pptx
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1、第3章 动态测试技术思维导图 边界值分析法 函数可以理解为从一个集合(函数的定义域)值映射到另一个集合(函数的 值域),定义域和值域可以是其他集合的叉积。边界值分析法测试的重点是从变量的定义域(或值域)来进行分析并设计测试用例。3.1 黑盒测试技术 基本边界值分析为了便于理解,先讨论具有两个变量 x1 和 x2 的函数 F。边界值分析关注的是输入变量的边界,假设程序的错误或缺陷出现在输入变量的极限值附近,依据边界来设计测试用例。这里假设a=x1=b,c=x2=d。边界值分析法3.1 黑盒测试技术 基本边界值分析基本边界值分析基于“单缺陷”假设,即由于缺陷导致的程序失效是由单个变量在其边界值附近
2、取值引起的。所以应取每个输入变量的取值区间内最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值和最大值 5 个值。下面是两个变量的基本边界值分析的测试用例的输入组合(实际上两个变量都取正常值的测试用例保留一个即可):边界值分析法3.1 黑盒测试技术 基本边界值分析对于n个变量的被测程序,每次使除一个以外的所有其他变量取正常值,使剩余的那个变量分别取最小值、略高于最小值、位于或接近中间的正常值、略低于最大值和最大值,对每个变量都重复进行一次。最终得到4n+1个测试用例。基本边界值分析具有局限性。如果被测程序有多个独立的变量,这些变量也是物理量,则很适合用边界值分析。但如万年历中的月份、日期和年三变量之间
3、具有依赖关系,使用边界值分析无法考虑到变量之间的依赖,这样设计的测试用例测试效果不佳。边界值分析法3.1 黑盒测试技术 健壮性边界分析健壮性边界分析是基本边界值分析的一种简单扩展。除了变量的 5 个边界值分析取值以外,还要取一个略超过最大值(max+)的值,以及取一个略小于最小值(min-)的值,以测试超过边界极值时系统会有什么表现。健壮性边界分析主要的价值是观察程序的例外处理情况,其理论测试用例数为 6n1,其中 n 为变量的个数。边界值分析法3.1 黑盒测试技术 最坏情况边界分析最坏情况边界分析基于“多缺陷”假设,即程序的失效是由于两个(或多个)变量值在其边界值附近取值共同引起的。对每个变
4、量,首先取包含最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值和最大值 5 个值构成一个集合,然后对这些集合进行笛卡儿积计算,生成的新集合中的每个元素均是一个测试用例的输入。两个变量的测试用例如下:边界值分析法3.1 黑盒测试技术 最坏情况边界分析最坏情况边界分析更彻底,也意味着花费更多的工作量。对于n变量函数的最坏情况测试,会产生 5n 个测试用例,与基本边界值分析一样,两者也有相同的局限性。除了上述方法之外,还有一种更为极端的边界值分析方法,即健壮最坏情况边界值分析。其测试用例的设计是对每个变量分别取比最小值小、最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值、最大值、略高于最大值共 7 个值构成一个
5、集合,然后对这些变量的取值集合进行笛卡儿积计算,生成的新集合中的每个元素均是一个测试用例的输入。会产生的测试用例个数为 7n,n 为变量的个数。边界值分析法3.1 黑盒测试技术 边界值分析设计测试用例的原则(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的值,以及刚刚超越这个范围边界的值作为测试输入数据。(2)如果输入变量规定了值的个数,则用最大个数、最小个数、比最小个数少 1、比最大个数多 1 的数作为测试数据。(3)边界值分析同样适用于输出变量,根据规格说明的每个输出条件,使用前面的原则(1)和(2)。(4)如果程序的规格说明给出的输入域或输出域是有序集合,则应选取集合的第一个
6、元素和最后一个元素来设计测试用例。边界值分析法3.1 黑盒测试技术 边界值分析设计测试用例的原则(5)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边界上的值来设计测试用例。(6)分析规格说明,找出其他可能的边界条件。(7)分析变量的独立性,以确定边界值分析法的合理性。(8)在取中间值或正常值时,只要取接近取值范围中间的值就可以了。(9)在取比最小值小的值时,根据情况可以取多个,可以取负值、0 和小数。(10)在取比最大值大的值时,根据情况可以取多个,当最大值非指定时,根据业务具体分析。等价类测试法使用等价类作为功能性测试的基础有两个方面考虑:希望所设计的测试用例比较完备,同时又
7、避免测试用例的冗余。等价类的基本思想是对变量(输入或输出变量)划分等价类,根据变量划分成的等价类构成了不同的子集,这些子集的并即是变量的整个集合或全集。这对于测试用例的设计有两点非常重要的意义:子集并成整个集合或全集提供了测试用例设计的完备性;而子集之间的互不相交可保证测试用例设计的一种形式上的无冗余。通过对每个等价类中取一个元素或一个点来作为测试用例,如果等价类划分合理,则可以大大降低测试用例数量和测试用例之间的冗余。3.1 黑盒测试技术 等价类测试法3.1 黑盒测试技术 弱一般等价类测试弱等价类测试用例的设计基于如下因素考虑:基于单缺陷假设 测试用例的个数是变量划分区间最多的那个变量的有效
8、区间个数 测试用例的选取应该考虑分布的均匀这里讨论一个有两个变量 x1 和 x2 的程序 P。输入变量 x1 和 x2 拥有以下边界以及边界内的区间:ax1e,区间为a,b),b,c),c,d),d,e fx2h,区间为f,g),g,h 等价类测试法3.1 黑盒测试技术 弱一般等价类测试从图中可以看出标识为 1,2,3,4,5,6,7,8 的范围的区域均可以理解为一个有效等价类,因为在这些不同的区间内其所有的点具有同样的特性,即符合等价关系的定义。根据弱一般等价类设计原则,对于有两个变量 x1 和 x2 的程序 P 的弱等价类测试用例的个数为 4 个,测试用例分布可以是图中标号为 1,6,3,
9、8 或者是标号为 5,2,7,4 的区域(有效等价类)的任一组。等价类测试法3.1 黑盒测试技术 强一般等价类测试强一般等价类测试与弱一般等价类测试的不同主要在于强等价类测试是基于多缺陷假设,需要从不同的输入或输出变量划分的有效等价类中或区间中取一个值分别构成集合,这些不同变量取值构成的集合的笛卡儿积中的每个元素就对应一个强一般等价类的测试用例的输入。上图中,变量 x1 和 x2 在其有效区间构成的集合是:等价类测试法3.1 黑盒测试技术 强一般等价类测试强一般等价类测试具有一定的完备性:一是保证测试用例覆盖所有的有效等价类,二是输入或输出变量每个有效区间或每个有效等价类之间的每个组合均能取一
10、个测试用例。特别强调的是等价类划分既可以基于输入变量进行,也可以基于输出变量进行。等价类测试法3.1 黑盒测试技术 弱健壮等价类测试弱健壮等价类测试是在弱一般等价类测试的基础上考虑了无效等价类的情况。测试用例的设计思想仍然是考虑了单缺陷假设。其测试用例由两个部分构成:弱一般等价类部分的测试用例。额外弱健壮部分的测试用例。对于 n 个变量而言,在这 n 个变量中每次取一个变量,分别取这个变量的所有可能的无效值和其他 n-1 个变量取有效值组合来构成测试用例的输 入,保证如此取法涉及每个变量即每个变量取一次。等价类测试法3.1 黑盒测试技术 弱健壮等价类测试右图中弱健壮等价类测试用例来自以下区域,
11、包含两个部分:弱一般的部分,即在 1,6,3,8 这 4 个区域内或在 5,2,7,4 这 4 个区域内分别取一个测试用例,加上弱健壮部分即在 9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20 这 12 个区域内分别取一个测试用例,构成测试用例集的测试用例输入或输出组合。等价类测试法3.1 黑盒测试技术 强健壮等价类测试强健壮等价类测试是在强一般等价类测试的基础上考虑无效等价类的情况。测试用例的设计思想仍然考虑多缺陷假设。其测试用例由两个部分构成:强一般等价类部分的测试用例。额外强健壮部分的测试用例:是在“额外弱健壮部分的测试用例”的基础上进一步考虑 n 个变量中两个或两个
12、以上变量或所有变量都无效的情况下等价类内的取值。等价类测试法3.1 黑盒测试技术 强健壮等价类测试右图中标有数字的区域均是测试用例的取值区域,其中的 1,2,3,4,5,6,7,8 为强一般等价类部分的测试用例取值区域;9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24 为额外强健壮部分的测试用例取值区域 等价类测试法3.1 黑盒测试技术 等价类方法设计原则 在输入或输出条件规定了取值范围或取值个数的情况下,可以确立一个有效等价类和两个无效等价类。在输入或输出条件规定了输入或输出值的集合或者规定了“必须如何”的条件的情况下,可以确立一个有效等价类和一个
13、无效等价类。在输入或输出条件是一个布尔量的情况下,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情况下,可确立 n 个有效等价类和一个无效等价类。等价类测试法3.1 黑盒测试技术 等价类方法设计原则 在规定了输入数据必须遵守的规则的情况下,可确立一个有效等价类(符合规则)和若干个无效等价类(从不同角度违反规则)。在确知已划分的等价类中,各元素在程序中的处理方式的不同,则应再将该等价类进一步地划分为更小的等价类。一个输入条件或一个输出条件均可能划分成多个有效等价类和多个无效等价类。错误推测法错误推测法就是基于经验和直觉推测程序中
14、所有可能存在的各种错误或缺陷,有针对性地设计测试用例的方法。错误推测法的基本思想是列举出程序中所有可能有的错误或缺陷和容易发生错误或缺 陷的特殊情况,根据这些推测来设计测试用例。错误推测法本身不是一种测试技术,而是一 种可以应用到所有测试技术中产生更加有效测试的一种技能,总之,用好错误推测法应该具备如下条件:充分地理解业务;具有开发和测试的实际经验;掌握全面的测试技术。3.1 黑盒测试技术 因果图法在边界值分析法和等价类划分法中,未考虑输入条件之间的联系、相互组合。考虑描述多种条件的组合,这些组合相应地会产生多个行动,可以考虑根据这些组合和行动来设计测试用例,这就需要利用因果图。因果图法的特点
15、:考虑输入条件间的组合关系;考虑输出条件对输入条件的信赖关系,即因果关系;测试用例发现错误或缺陷的效率高;能检查出功能说明书(规约)中的某些不一致或遗漏;因果图方法最终生产的就是判定表,它适合于检查程序输入条件和各种组合情况3.1 黑盒测试技术 因果图法(1)分割功能说明书。对于规模比较大的程序来说,由于输入条件的组合数太大,所以很难 整体上使用一个因果图。可以把它划分为若干部分,然后分别对每个部分使用因果图。例如,可以把一个系统的功能分解成不同子系统的功能,把子系统的功能分解成不同模块的功能,针对每个模块分析因果图。(2)识别出“原因”和“结果”,并加以编号。所谓的原因,是指输入条件或输入条
16、件的等价类;而结果则是指输出条件或输出条件的等价类。每个原因或结果都对应于因果图中 的一个节点。当原因或结果成立(或出现)时,相应的节点取值为 1,否则为 0。(3)根据功能说明书中规定的原因和结果之间的关系画出因果图的基本符号。3.1 黑盒测试技术 因果图法3.1 黑盒测试技术 右图中左边的节点表示原因,右边的节点表示结果。(4)根据功能说明在因果图中加上约束条件。由于语法或环境限制,有些原因与原因之间、原因与结果之间的组合情况不可能出现。为表明这些特殊情况,在因果图上用一些记号表明约束或限制条件。如下图所示:因果图法3.1 黑盒测试技术(5)根据因果图画出判定表。画判定表的方法一般比较简单
17、,可以把所有原因作为输入条件,每一项原因(输入条件)安排为一行,而所有的输入条件的组合一一列出(真值为 1,假值为 0),对于每一种条件组合安排为一列,并把各个条件的取值情况分别添入判定表中对应的每一个单元格中。(6)为判定表的每一列设计一个测试用例,即为从因果图中导出的判定表中的每一列设计一 个测试用例。采用因果图分析的一个好处是可以清晰地归纳出输入条件之间的限制关系,直接将某些条件的组合忽略掉。决策表测试法3.1 黑盒测试技术 决策表的组成描述如下:条件桩(condition stub):列出了问题的所有条件。通常认为列出条件的先后次序无关紧要。行动桩(action stub):列出了所有
18、可能采取的操作。这些操作之间的排列先后顺序没有约束。条件条目(condition item):列出针对各条件桩的所有可能取值,这些值可能为真假值或其他取值。行动条目(action item):列出在条件条目下的各种取值情况应该采取的动作或操作。规则:任何一个条件组合的特定取值及其相应要执行的操作。决策表测试法3.1 黑盒测试技术 如图给出了决策表的一个例子,共有 6 个测试用例,其中的 X 表示行动桩对应的操作有效,即如果 c1、c2 和 c3 都为真,则采取行动 a1 和 a2。在 c1 为真,c2 为假的条件下,规则中的 c3 条目叫作“不关心”条目。不关心条目有两种主要解释:条件无关或条
19、件不适用或此条件不需要考虑。决策表测试法3.1 黑盒测试技术 决策表的设计建立在软件规格说明的基础上,其设计基本步骤如下:(1)根据规约分析条件个数和条件的取值,决定用有限条目的决策表还是用扩展条目的决策表。(2)分析理论规则的个数。假如用有限条目的决策表设计,每个条件取“真”和”假”两个值,那么对于 n 个条件的决策表规则数为 2n 个;假如用扩展条目的决策表设计,规则的个数可以根据不同变量划分的等价类个数的积及结合其他方法来确定。(3)列出所有可能的行动桩。(4)列出所有的条件条目和行动条目,并考虑“不可能”条目和”不关心”条目。(5)根据规则完成测试用例的设计。(6)评审决策表和测试用例
20、集。Use Case 法(场景法)现在的软件几乎都是用事件触发来控制流程的,像 GUI 软件、游戏软件等事件触发时的情景便形成了场景,而同一事件不同的触发顺序和处理结果就形成事件流。在使用场景法测试一个软件的时候,测试流程按照一定的事件流正确地实现某个软件的功能时,这个流称为该软件功能的基本流;而凡是出现故障或缺陷或例外的流程,就称之为备选流。用例场景用来描述流经用例的路径,从用例开始到结束遍历这条路径上所有基本流和备选流,也就是说,场景是由基本流和备选流组成。3.1 黑盒测试技术 Use Case 法(场景法)3.1 黑盒测试技术 如图所示,直黑线表示基本流,是测试用例对应的最简单的路径。备
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