[开发测试]软件测试肖sir__005测试用例设计方法（1）

一、测试基本术语认识
动态测试（dynamic testing）：通过运行软件的组 件或 系统来测试软件
静态测试（static testing）：对组件的规格说明书 进行 评审，对静态代码进行走查
正式评审（formal review）：对评审过程及需求文 档的 一种特定评审（组内评审和交叉评审）
度量（metric）：测量所使用的方法或标准
评审员（reviewer）:参与评审的人
记录员（scribe）：记录评审会议上的会议纪要
技术评审（Technical Review）:同行间对技术进行的评审， 目的是技术实现达成共识
走查（Walkthrough）：由文档作者逐步陈述文档内容，以 收集信 息并对内容达成一致
复杂性（complexity）：系统或组件的设计或内部结构比较 复杂， 导致难以理解，维护或验证的程度
圈复杂度（Cycloramic complexity）:程序中独立路径的数 量。可 以衡量一个组件模块的判定结构的复杂程度
控制流(Control Flow):执行组件或系统的一系列顺序的路 径
数据流（Data Flow）：表示数据对象的顺利或状态发生变 化的过程
（1）状态变更：待支付—已支付—待发货—已发货–待签收—已签收–待评价—已评价
（2）金额的流动：绑卡（客户）—充值（平台）平台对接的银行—理财（理财平台或你选择的平台）平台对接的银行转出到你理财项目的对应账户---- 平台的资金减少
控制流图与圈复杂度
控制流图的概念 ? 控制流图（CFG,Controlflowgraph）也叫控制流 程图，
是一个过程或程序的抽象表现
圈复杂度：
程序中独立路径的数量，可以衡量 一个组件模块 的判定结构的复杂程 度。
? 计算对象是结构图或程序图，而程 序图又包括控 制流图与流程图

if (x>100&&y>500) then
score=score+1
else if (x>=1000||z>5000)then
score=score+2

三种方法计算圈复杂度：
（1）圈复杂度=区域数
圈复杂度=3
（2）圈复杂度=边数-节点数+2
圈复杂度=v-e+2
圈复杂度=7-6+2=3
(3)圈复杂度=判定节点+1
圈复杂度=2+1

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二、用例设计方法

1、等价类
等价类：指某个输入域的集合，在集 合中各个输 入的条件都是等效的。
通常等价类划分为2种情况：
（1）有效等价类：对程序规格说明有意义 的、合理 的输入数据
输入手机号码：11位 15949613302
（2）无效等价类：对程序规格说明无意义 的、不合 理的输入数据
案例1：输入手机号码：11位 159496133021 (超过11位)
案例2：输入手机号码：11位 159496133 (少于11位)
案例3：输入手机号码：11位 15949613:qq (不是纯数字)

（3）等价类划分的设计用例思路：

1. 找输入条件
2. 2. 为每个输入条件找有效、无效等价类
3. 3. 为每个等价类编号
4. 4. 用最少的用例覆盖最多的有效等价类 （重点）
5. 5. 每一个无效等价类都是一个用例 （重点）
6. 6. 并非所有有效等价类都有无效
7. 7. 等价类的覆盖可以重复覆盖
      （4） 小结：等价类设计用例覆盖的原则：
      4.1每个用例尽可能多的覆盖多个有 效的等价类
      4.2每个用例只能覆盖一个无效等价 类

案例练习：
现有一个档案管理系统，容许用户通过输入年月对档案文 件进行 检索，系统对查询条件年月的输入限定为1990年1 月～2049年12月，并规定：日期由6位数字字符组成，前4 位表示年，后2位表示月。
找出条件：（1）1990年1月-2049年12月（总）（2）6位数字 （3）前四位是年 （4）后两位是月

常见的能够划分等价类的地方：

1. 数值范围
2. 重复次数
3. 字符串长度
4. 字符串组中字符的个数
5. 文件命名
6. 文件大小
7. 屏幕的颜色种类
8. 超时时间

等价类的优缺点
优点：是考虑了单个输入域的各类情况， 避免 了盲目或随机选取输入数据的不完整 性和覆盖 的不稳定性。 缺点：方法虽然简单易用，但是没有对组 合情 况进行充分的考虑。需要结合其他测 试用例设 计的方法进行补充。比如边界值

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边界值
（1）在软件中边界值测试方法是发现错误能力最强的一种。

qq 账号

闭区间：
上点： 5 13
离点： 4 14
内点：6到12 8代表

开区间：
上点： 5 13
离点：6 12
内点： 7-11

（2）边界条件分析：

1. 输入条件明确了一个值的取值范围， 或规定了值的个数
2. 输入条件明确了一个有序集合

（3）边界值分析原则 1. 如果输入（输出）条件规定了取值范围，则应该 以该范 围的边界内及边界附近的值作为测试用例 2. 如果输入（输出）条件规定了值的个数，则用最 大个数， 最小个数，比最小个数少一，比最大个 数多一的数作为 测试数据 3. 如果程序规格说明中提到的输入或输出是一个有 序集合， 应该注意选取有序集合的第一个和最后 一个元素作为测 试数据

案例：输入贷款金额的输入框:100-5000
闭区间
上点：100 5000
离点：99 5001
内点：101-4999

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开区间
上点：100 5000
离点：101 4999
内点：102-4998

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判断表：（针对于组合情况）
（1）判定表定义： 分析和表达多逻辑条件 下的执行不同操作的情况

（2）结构：由4个部分组成
1）条件桩（condition stub）:列出问题 的 所有条件（通常条件次序无关紧要）。
2）条件项（condition entry）：列出针 对 它条件的取值（所有情况下的真假值）
3）动作桩（action stub）：列出问题规 定 可采取的动作（顺序无约束）。
4）动作项（action entry）：列出条件各 种情况的应采取的 动作

创建步骤：
1）确定规则的个数：若有N个条件，每一 个条件下有2个值，则有2^n种规则。
2）列出所有条件桩与动作桩。
3）输入条件项。
4）输入动作项得到初始判定表。
5）简化（合并相似规则）
6）编写测试用例

案例：

2个条件，2个值（填不填） 2的2次方 =4
案例1：
对功率大于50马力的机器、维修记录不全或已运行10年以上的机器，应给予优先的维修处理……”。

理解：1、 功率大于50马力的机器 和维修记录不全（优先）
2、已运行10年以上的机器（优先）
备注：条件3个 2的3次方=8次， 8次可以覆盖所有的组合情况
案例：

简化初始判定表：

判定表的作用： 利用判定表将复杂的问题按照 各种可能的 情况全部列举出来， 能针对不同逻辑条件 的组合值， 分别执行不同的操作

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因果图
（1）因果图：因果图提供了一个把规格转化为判定表的系 统化方法，从该图中可以产生测试数据。其 中， 原因是表示输入条件，结果是对输入执 行的一系 列计算后得到的输出。

因果图方法最终生成的就是判定表。它适合 于检查软件输入条件的各种组合情况 （重点）

（2）因果图中的4种基本关系 在因果图的基本符号中，图中的左结点ci 表示输入状态 （或称原因），右结点ei表示输出 状态（或称结果）。ci与 ei取值0或1，0表示某 状态不出现，1则表示某状态出现。
?恒等：若 c1 是1，则 e1 也为1，否则 e1 为0。
?非：若 c1 是1，则 e1 为0，否则e1为1。
?或：若 c1 或 c2 或 c3 是1，则 e1 为1，否则 e1 为0。
?与：若 c1 和 c2 都是1，则 e1 为1，否则 e1 为0。
因果图中的约束 在实际问题中输入状态相互之间、输出状 态相互之间可能存在某些依 赖关系，称为“约 束”。对于输入条件的约束有E、I、O、R四种 约束， 对于输出条件的约束只有M约束。
?E约束(异)：a和b中最多有一个可能为1，即a和b不能 同时 为1。
?I 约束(或)：a、b、c中至少有一个必须为1，即 a、b、 c不能同时为0。
?O约束(唯一)：a和b必须有一个且仅有一个为1。
?R约束(要求)：a是1时，b必须是1，即a为1时，b不能 为0。 ?M约束(强制)：若结果a为1，则结果b强制为0

（3）因果图的步骤：
1.把大的系统规格划分解成可以测试的规 格片段
2.分析分解后待测的系统规格，找出哪些 是原因，哪些是结果
3.画出因果图
4.把因果图转换成判定表
5.简化判定表
6.用判定表中的每一列生成测试用例

因果图案例：
一个处理单价为5角钱的饮料的自 动售货机。 其规格说明如下： 若投入5角钱或1元钱的硬币，押下〖橙汁〗 或〖啤酒〗的按钮，则相应的饮料就送出来。 若售货机没有零钱找，则一个显示〖零钱找完〗 的红灯亮，这时在投入1元硬币并押下按钮后， 饮料不送出来而且1元硬币也退出来；若有零钱 找，则显示〖零钱找完〗的红灯灭，在送出饮 料的同时退还5角硬币。”

（4）因果图转换判定表的方法：

1. 将因果图中的所有条件（因）填 入判定表 的条件桩中；
2. 2. 将因果图中的所有动作（果）填 入判定表 的动作桩中；
3. 3. 根据因果图确定各个条件组合对 应的动作， 并且确定判定表中 各个规则的条件项和动 作项， 在需要时优化判定表

（5）因果图的优点/缺点 优点：

1. 等价类法尽管各个输入条件可能出错的情况都考虑 到了，但是多个输 入条件组合起来出错的情况却被 忽略了
   2 、因果图法能够帮助我们按照一定步骤，高效的选择 测试用例，设计多 个输入条件组合用例
   3、因果图分析还能为我们指出，程序规格说明描述中 存在什么问题
   缺点：
2. 输入条件与输出结果的因果关系，有时难以从软件 需求规格说明书得 到
3. 即使得到了这些因果关系，也会因为因果关系复杂 导致因果图非常庞 大，测试用例数目及其庞大

案例;
某软件规格说明书包含这样的要求：第一列字符必须是A或B，第二列字符必须是一个数字，在此情况下进行文件的修改，但如果第一列字符不正确，则给出信息L；如果第二列字符不是数字，则给出信息M。
解答：
根据题意，原因和结果如下：
原因：
1——第一列字符是A；
2——第一列字符是B；
3——第二列字符是一个数字。
结果：
21——修改文件；
22 ——给出信息L；
23——给出信息M。
其对应的因果图如下：
11为中间节点；考虑到原因1和原因2不可能同时为1，因此在因果图上施加E约束。

场景法 :

(1)场景法主要是针对测试场景类型的，顾也称场景流程分 析法。
流程分析是将软件系统的某个流程看成路径，用路径分 析的方法来设计测试用例。根据流程的顺序依次进行组 合，使得流程的各个分支都能走到

举例说明：
1》人事考勤系统：离职流程有哪些？


(2)网购商品流程有哪些？

练习：
练习1： 针对ATM机的取款流程进行测试 其基本流程如下：

1. 用户向ATM插卡，验证卡
2. 2. 输入密码，ATM机验证密码
3. 3. 输入金额，系统会验证金额
4. 4. 出钞，并且数据库将帐户中的金额减去
5. 5. 用户拿钱
6. 6. 选择退卡
7. 7. ATM机恢复初始状态

利用xmind 工具画出思维导图：

（1）xmind工具：

（2）流程分析步骤：

1. 画出业务流程图 注：描述正常流程和异常流程
2. 2. 确定条件分支（功能路径） 注：设计路径的优先级
3. 3. 确认测试路径 注：考虑路径覆盖率
4. 4. 选择数据构造用例 注：选数据要结合等价类边界值分析

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正交表

正交试验
正交试验设计法，是从大量的试验点中挑选 出适量的、有代表性的点，应用依据迦罗瓦 理论导出的“正交表”，合理的安排试验的 一种科学的试验设计方法

正交常用的术语
指标：通常把判断试验结果优劣的标准叫做 试验的指标
因子：所有影响试验指标的条件
水平值：影响试验因子的取值

因子：3
水平值 ：2
2的3次方 8种

公式： 实验数=因子*（水平数-1）+1
3*（2-1）+1=4 种

案例：
因子：7
水平数：2
实验数： 7*（2-1）+1 =8 种

正交表特点：
1》整齐可比性 在同一张正交表中，每个因素的每个水平出现的次数是完全相同的。 由于在试验中每个因素的每个水平与其它因素的每个水平参与试验 的机率是完全相同的，这就保证在各个水平中最大程度的排除了其 它因素水平的干扰。
2》均衡分散性 在同一张正交表中，任意两列（两个因素）的水平搭配（横向形成 的数字对）是完全相同的。这样就保证了试验条件均衡地分散在因 素水平的完全组合之中，，因而具有很强的代表性，容易得到好的 试验条件。

用正交表设计测试用例的步骤：
(1)有哪些因素（变量或条件）
(2) 每个因素有哪几个水平（变量或条件的取值）
(3) 为了满足整齐可比性，选择一个合适的正交表
(4) 把变量的值映射到表中(建议第1行是全真或全假)
(5) 把每一行的各因素水平的组合做为一个测试用例
(6) 加上你认为可疑且没有在表中出现的组合

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状态迁移图
定义：通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的 事件，来表示系统的行为

案例：
l向航空公司打电话预定机票—>此时机票信息处于 “完成”状态
l顾客支付了机票费用后—>机票信息就变为“已支付” 状态
l旅行当天到达机场后，拿到机票后—>机票信息就变 为“已出票”状态
l登机检票后—>机票信息就变为“已使用”状态
l在登上飞机之前任何时间可以取消自己的订票信息，
如果已经支付了机票的费用，则还可以得到退款，取 消后—>订票信息处于“已被取消”状态

状态迁移图设计测试用例步骤：
1.画出状态迁移图
2.通过状态迁移图出状态转换树
3.从状态转换树推导出测试路径
4.根据测试路径编写合法（正常）测试用例或非法 （异常）测试用例
注意：保证从状态转换树的根节点到每个叶节点的每 一条路径都至少设计出一个测试用例。

案例2：

黄 红 蓝 三种颜色，都可以互相转换
状态迁移图：

状态迁移树：（3）推导出测试路径：
红----黄—红
红---- 黄—蓝
红—蓝---黄
红-----蓝----红

练习：
1、状态迁移图：

2、转换成迁移树

3、推导出测试用例

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黑盒测试方法：
等价类
边界值
判定表
因果图
正交表
场景法
状态迁移法

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经验测试方法：
（1）错误推测法
错误推测法也叫错误猜测法，就是根据 经验猜想，已有的缺陷，测试经验和失 败数据等可能有什么问题并依此设计测 试用例
（2）异常分析法
系统异常分析法就是针对系统有可能 存在的异常操作、软硬件缺陷引起的 故障进行分析，依此设计测试用例。 主要针对系统的容错能力、故障恢复 能力进行测试
（3）随机测试
随机测试指的是测试中的所有的输入数据都 是随机生成的，其目标是模拟用户的操作。
实际工作中：
真实环境中，尤其是软件刚刚发布时，会有 成千上万的人在上面乱敲乱试；因此在发布 软件前，用模拟用户的随机测试就可能发现 其它方式漏掉的软件缺陷

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测试用例设计的综合策略
一、使用各种测试方法思路
1.在任何情况下都必须使用边界值分析方法，经验表明用这种方 法设计出测试用例发现程序错误的能力最强；
2.必要时用等价类划分方法补充一些测试用例；
3.用错误推测法再追加一些测试用例(依靠经验)；
4.如果程序的功能说明中含有输入条件组合情况，则可选用因果 图/判定表；
5.对业务流程场景清晰的系统，使用场景法贯穿；
6.检查已设计的测试用例的覆盖程度；
7.最后要考虑异常分析，再进行综合使用

二、测试用例的设计步骤 1.构造根据设计规格得出的基本功能测试用例 2.边界值测试用例 3.状态转换测试用例 4.错误猜测测试用例 5.异常测试用例 6.其它测试类型测试用例(如性能测试，易用 性测试，安全测试等)

三、优化测试用例的方法
利用设计测试用例的10种方法不断的 对测试用例进行分解与合并

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白盒测试

定义：
白盒测试也叫透明盒测试，检查程序内部结构及路径一是否符合规格说明，二是否符合其代码规范。
因此，也叫结构测试或者逻辑驱动测试

（1）白盒测试常见方法：
1、语句覆盖；
2、判断覆盖（也称“分支覆盖”）
3、条件覆盖；
4、判断、条件覆盖
5、条件组合覆盖；
6、路径覆盖 ：
6.1z路径
6.2独立路径

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详解：
（1）语句覆盖：
指设计若干个测试用例，使得程序运行时，每个可执行语句至少被执行一次。

（2）判断覆盖(分支覆盖)：
指设计若干个测试用例，使得程序运行时，每个判断条件的真假分支至少被执行一次
（3）条件覆盖
指设计若干个测试用例，使得程序运行时，每个判断条件中的每个判断式的真、假值至少被执行一次

（4）判断、条件覆盖
指设计若干个测试用例，使得程序运行时，每个判断条件中真、假值分支至少被执行一次，且每个判断条件的内部判断式的真、假值至少被执行一次
（5）条件组合覆盖
指设计若干个测试用例，使得程序运行时，每个判断条件的内部判断式的各种真假组合都至少被执行一次；是逻辑覆盖测试
中“覆盖能力”最强的

（6）路径覆盖
旨在保证程序中每一个特定的路径方案都能正常运行
路径覆盖方法：
a、独立路径覆盖
即覆盖所有的独立路径的测试，所谓独立路径应至少包含一条在其它路径中从未有过的边

b、Z路径覆盖
是一种将实际项目中复杂的程
序减少其循环次数的路径覆盖方法，即：不考虑循环体实际需要执行多少次，只考虑通过循环体0次和1次这两
种情况

0次循环：直接跳过循环体，从循环体入口直接到出口
1次循环：通过一次循环体即可

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白盒测试方法的优点：
1.深入程序内部，测试粒度较细。
2.是测试用例设计方法的组成部分，也是黑盒测试方法的有力补充。
3.为自动化测试与性能测试奠定基础。
白盒测试方法的缺点：
1、.过分关注代码本身，容易偏离SRS实际需求
2、.对相应的编程语言要求较高，人力成本较大

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黑盒测试+白盒测试+基于经验
测试黑盒测试+白盒测试+基于经验的测试